原油稳定加热炉爆管原因及预防措施

2017-03-03张连峰大庆油田有限责任公司天然气分公司黑龙江大庆163000

化工管理 2017年4期

张连峰(大庆油田有限责任公司天然气分公司, 黑龙江大庆 163000)

原油稳定加热炉爆管原因及预防措施

张连峰(大庆油田有限责任公司天然气分公司, 黑龙江大庆 163000)

原油稳定作为油田地面工艺之中一项重要的原油处理工艺，其目的在于将原油中溶解的烃类气体组分脱除，如甲烷、乙烷以及丙烷等，并预防其在挥发过程中带走大量的液烃，最终降低储运过程中原油的蒸发损耗。原油稳定的主要方法包括正压闪蒸、分馏稳定、多级分离、以及负压分离等，而在正压闪蒸工艺之中，作为加热设备，原油稳定加热炉发挥着十分重要的作用。本篇论文中，笔者主要对原油稳定加热炉爆管的原因进行了分析，并以此为根据，提出了相应的预防措施。

原油稳定加热炉；爆管；原因；预防措施

0 引言

在正压闪蒸工艺之中，作为加热设备，原油稳定加热炉发挥着十分重要的作用。下文中，笔者将某油气处理厂之中发生爆管的原油稳定加热炉当作研究对象，分析爆管的原因，并以此为根据，提出了几点预防对策。

1 原油稳定加热炉爆管事故调查

在对该油气处理厂的原油稳定加热炉进行停工检查的时候，打开入孔之后发现，原油稳定加热炉对流室八管程炉管中，五个存在壁厚减薄以及鼓包等问题，在这五个炉管的鼓出位置，出现了不同程度的管壁变形现象，有的存在表面氧化层脱落、裂纹的问题，最为严重的是一根完全爆裂。仔细检查爆裂的炉管，结果发现，这一炉管被完全堵塞，堵塞物是一种焦碳状的物质。通过对这一根完全爆裂的炉管进行分析，我们初步判断其原因在于，原油在其中结焦，产生鼓包。仔细分析原油稳定加热炉的实际情况，从而确定，爆管事故的主要原因是原油结焦，同时存在多个因素的共同作用。炉管的损坏过程主要是，原油出现结焦，使管壁温度在一定程度上得到了提高，加剧了炉管表面的氧化，氧化使管壁减薄，再加上炉管同时受到内压、热辐射的影响，导致炉管减薄处鼓出，在结焦现象逐渐加剧的过程中，炉管堵塞越来越严重，最终导致炉管破裂现象的发生。

2 原油稳定加热炉爆管原因分析及预防措施

2.1 炉管流速设计

根据相关规范标准，为预防偏流，一般最小流量的时候，流管内冷油流速应当保持在每秒1～1.2米的范围之内，在超过四管程的时候，流管内冷油流速应当为每秒1.2米[1]。通过对该油气处理厂的原油稳定加热炉进行观察，发现，其对流室炉管所采用的正是四管程设计，如果按照最小设计流量每小时180立方米进行计算，设计冷油流速为每秒0.83米，远远小于规范要求的每秒1.2米。这样的情况下，就会导致偏流问题的出现，最终造成炉管结焦。与此同时，分析该使用单位的实际原油物性参数，发现其成分十分复杂，只有流体在炉管内具有足够的流速，才不会被流体动能带走，因此，要预防因其在管壁内形成厚边界层而导致的传热恶化问题[2]。与此同时，若是加热炉的实际负荷为设计负荷的一半、实际运行参数比设计参数低，这种运行工况下，极易出现局部过热的问题，进而导致结焦。

为有效预防这一问题的出现，原油稳定加热炉的设计过程中，必须对这一设计参数“胶质+沥青质百分数含量”给予重点关注，当胶质+沥青质分数含量超过15%的时候，管程的冷油流速必须符合《管式加热炉规范》之中允许流速上限，即每秒1.2米，这样的情况下，内膜传热系数会相应的有所提高，从而能够降低管壁温度，在一定程度上缓解炉管结焦问题。

2.2 运行管理

原油稳定加热炉运行管理中，应重点关注出口温度参数的变化情况[3]。其主要影响因素有组分、热值以及流量等，在一般情况下，局部过热到结焦，再从结焦到爆管，需要经历一段较长的时间，而在这一段时间之中，排烟温度会持续高于出口设计温度，流量参数也会低于其设计值。因为传热恶化，加热炉的燃料耗量异常偏大，而导致炉管损坏。基于此，若加强对原油稳定加热炉运行监测数据变化情况的重视，尽可能地减少出口温度测量的滞后性，尽早发现原因，并及时对原油稳定加热炉的运行工况进行调整，就可以有效避免事故的出现。

为有效预防这一问题的出现，原油稳定加热炉的设计过程中，必须要明确指出原油稳定加热炉的操作、维护、检修说明以及操作注意事项、运行参数参考范围等要求，将其提供给运营单位、加热炉的实际操作人员，并要向运行单位指出，必须密切关注原油稳定加热炉燃料消耗量、原油流量、出口排烟温度的异常变化情况，以便于及时对各运行参数进行调整，确保原油稳定加热炉能够在设计要求下得到安全、稳定运行。