熱油鍋爐系統(tǒng)故障及管理

1、2010屆大學(xué)生實習(xí)答辯論文熱油鍋爐系統(tǒng)的故障分析及管理姓 名：于 浩指導(dǎo)老師：貢建廣 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)院校：中國石油大學(xué)(華東) 實習(xí)油田：BZ25-1 時 間：2011-6-16摘要目前明珠號在用的熱油鍋爐為三臺直接火焰式鍋爐、一臺廢熱爐，產(chǎn)生的大部分熱量供給E-703及E-802，夏天的時候剛剛能夠滿足原油的處理要求，冬季的時候供熱較為緊張。然而三臺直接火焰式鍋爐的故障卻時有發(fā)生，嚴(yán)重影響原油的換熱，所以為了保證原油的處理，我們有必要分析鍋爐的故障，研究故障的解決措施。本文首先對鍋爐系統(tǒng)的組成及重要元件作以介紹，然后對鍋爐的故障及解決措施進行分析研究，對鍋爐系統(tǒng)存在的

2、安全隱患進行分析并提出預(yù)防措施，最后對鍋爐的管理提出建議。關(guān)鍵詞：熱油，故障，流量，點火，排煙目錄摘要2第1章 熱介質(zhì)鍋爐系統(tǒng)概述4第2章 熱介質(zhì)鍋爐系統(tǒng)簡介52.1系統(tǒng)組成52.1.1燃料系統(tǒng)52.1.2點火系統(tǒng)52.1.3儀表空氣系統(tǒng)52.1.4鍋爐的進氣系統(tǒng)62.1.5鍋爐的排氣（煙氣）系統(tǒng)62.1.6熱介質(zhì)油循環(huán),補充和泄放62.1.7熱介質(zhì)鍋爐的控制系統(tǒng)62.1.8熱油鍋爐的安全保護系統(tǒng)72.1.9熱油鍋爐系統(tǒng)組成圖82.2熱油鍋爐的工作過程82.3熱介質(zhì)鍋爐的參數(shù)82.4燃燒器簡介9第3章 鍋爐以往故障匯總及結(jié)論93.1 A爐故障匯總103.2 B爐故障匯總113.3 C爐故障匯總

3、113.4三臺鍋爐頻繁故障發(fā)生概率123.5結(jié)合現(xiàn)場實際，各個鍋爐的經(jīng)常性故障133.6結(jié)論13第4章 鍋爐流量故障分析及解決措施134.1熱油流量問題產(chǎn)生的影響144.1.1影響生產(chǎn)144.1.2流量波動大影響管線及設(shè)備的正常運行144.2熱油流量問題的原因分析144.2.1熱油的劣化141.熱劣化142.氧化劣化143.混入異物劣化154.2.2設(shè)備的故障174.3熱油流量問題的解決措施174.3.1臨時解決措施174.3.2熱劣化的解決辦法174.3.3氧化劣化的解決辦法184.3.4異物劣化的解決辦法18第5章 鍋爐排煙高溫故障分析及解決措施195.1鍋爐排煙溫度高的故障影響195.2

4、鍋爐排煙溫度高的故障原因分析195.3鍋爐排煙溫度高的解決措施215.3.1火焰粗調(diào)225.3.2煙氣分析精確調(diào)節(jié)23第6章 總結(jié)與管理246.1鍋爐高效的運行246.2熱油鍋爐安全的運行25第1章 熱介質(zhì)鍋爐系統(tǒng)概述熱介質(zhì)鍋爐系統(tǒng)的目的是為FPSO上的熱用戶提供充足的熱源，使各熱用戶達(dá)到一定的溫度，以滿足工藝處理的要求。目前明珠號的熱用戶為E-703A/B，E-802A/B，E-721。本系統(tǒng)由直接火焰式鍋爐本體（三臺）及其撬塊，廢熱鍋爐（兩臺），熱介質(zhì)膨脹罐（一只），熱介質(zhì)油循環(huán)泵（三臺）和熱介質(zhì)油過濾器（兩臺）及其撬塊，日用燃油罐和兩只燃料油輸送泵組及其撬塊五部分組成，其余為它的外部設(shè)施

5、。本系統(tǒng)是一套密閉系統(tǒng)，熱介質(zhì)運行在獨立封閉的管路中，只與熱用戶交換熱能。熱介質(zhì)經(jīng)過膨脹罐緩沖，再經(jīng)過循環(huán)泵加壓，進入熱介質(zhì)鍋爐內(nèi)被加熱，然后攜帶著大量的熱能，流經(jīng)各用戶（熱交換器、加熱盤管等）進行熱能傳遞，經(jīng)過換熱后，冷的熱介質(zhì)匯集在一起，又回到循環(huán)泵進口，再進行增壓，加熱，換熱，如此反復(fù)循環(huán)，提供穩(wěn)定的熱源。目前，夏季的時候，熱油系統(tǒng)能夠維持原油的處理，冬季的時候，供熱就顯得緊張，并且三臺直接火焰式鍋爐的故障時有發(fā)生，所以為了保證生產(chǎn)，我們有必要分析鍋爐的故障原因及解決措施，研究熱油系統(tǒng)的安全隱患及預(yù)防措施，并在鍋爐的管理方面作以改進。第2章 熱介質(zhì)鍋爐系統(tǒng)簡介2.1系統(tǒng)組成2.1.1燃料

6、系統(tǒng)氣體燃料（伴生氣）和液體燃料（柴油）。氣體燃料天然氣 通過海底供氣管線由單點系泊裝置引至FPSO上的緩沖、加熱罐進行加熱除濕的天然氣，輸送到熱介質(zhì)爐撬塊旁，其供氣壓力360kpa左右，然后經(jīng)過過濾減壓后供鍋爐燃燒器進行燃燒。其流程如下：液體燃料柴油來自日用柴油罐的柴油通過供給泵向熱油爐供油，供給壓力500kpa左右，然后經(jīng)過過濾被送至鍋爐的燃燒器燃燒。平時熱油鍋爐使用的燃料為天然氣。2.1.2點火系統(tǒng)點火時所用的點火氣為天然氣，而從船尾火炬塔下的丙烷瓶通過管路引至鍋爐旁邊的丙烷氣體作為點火氣的備用氣體，點火氣經(jīng)過過濾和減壓送至燃燒器，然后由控制盤上的火花發(fā)生裝置進行電火花點火，讓點火氣燃燒

7、。2.1.3儀表空氣系統(tǒng)儀表氣體從儀表氣罐被引至鍋爐撬邊，供氣壓力800kpa左右，主要用于各個控制閥和控制盤內(nèi)建立正壓。2.1.4鍋爐的進氣系統(tǒng)通過安裝在鍋爐撬塊前端的一臺電動鼓風(fēng)機將大量的空氣經(jīng)過過濾，分為兩路分別引至鍋爐的燃燒器，其中少量的壓縮空氣用來霧化柴油，以改善燃燒效果。而大量的空氣引入燃燒器，有兩個用途，其一，作為燃料燃燒必不可少的空氣；其二，部分空氣可降低爐溫，也可用來作為爐膛的清潔氣。2.1.5鍋爐的排氣（煙氣）系統(tǒng)燃料油或燃料氣和空氣經(jīng)過燃燒做功（熱能）后，作為煙氣從排氣管排至大氣，或者部分排至大氣，而另一部分通過排氣支管匯集后被引入惰性氣體發(fā)生裝置進行初步冷卻、除塵、除濕

8、、含氧分析，當(dāng)含氧量小于5%時,作為惰性氣體被利用?，F(xiàn)在明珠號的鍋爐煙氣直接排入大氣。2.1.6熱介質(zhì)油循環(huán),補充和泄放不論是熱介質(zhì)鍋爐的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng),還是包括所有用熱設(shè)備在內(nèi)的外部熱油循環(huán)系統(tǒng)，要完成一個完整的熱交換過程都必須實現(xiàn)熱油在流通管內(nèi)一個封閉強制循環(huán)。熱油在管內(nèi)流動的能量由熱油循環(huán)泵提供，在一個循環(huán)過程中熱介質(zhì)油會有一定的損耗，比如管子之間的法蘭，管路與設(shè)備的連接處有時會有出現(xiàn)滲漏或泄露，熱油的汽化，以及熱介質(zhì)油的裂解和結(jié)焦等 ，因此需要不斷的加以補充。三臺熱油爐上部的膨脹罐就是為這一用途設(shè)置的。泵艙設(shè)有熱介質(zhì)油一號泄放艙，二號泄放艙和儲存艙。儲存艙為系統(tǒng)儲存新油，一號泄放艙儲存臨

9、時泄放的熱油，二號泄放艙儲存廢油。各個艙的熱油可通過泵艙內(nèi)的熱介質(zhì)油提升泵注入到膨脹罐。現(xiàn)在明珠號的熱油的補充是通過氣動式隔膜泵直接就地抽取雙羅過道處的熱油。2.1.7熱介質(zhì)鍋爐的控制系統(tǒng)要完成熱油鍋爐的正常工作，必須具備一些操作和控制設(shè)備，這些設(shè)置在不同位置上的控制設(shè)備綜合協(xié)同起來構(gòu)成了整個熱油鍋爐的一個完整控制系統(tǒng)。對熱油鍋爐運行的操作和監(jiān)控有時需要操作者親自手動完成（點火初期），大部分期間是自動的，只需定期巡回檢查即可。2.1.8熱油鍋爐的安全保護系統(tǒng)（1）二氧化碳滅火系統(tǒng)在C爐的側(cè)面，安裝了一組（共12瓶）二氧化碳滅火氣瓶，由專用管路連接繞過爐體后端進入到各個鍋爐的爐膛內(nèi)，以吹滅因爐管

10、破裂所引起的火災(zāi)。三個釋放控制閥分別對A/B/C三個熱介質(zhì)鍋爐單獨滅火。（2）預(yù)關(guān)斷報警裝置為了使操作者明了鍋爐運行達(dá)到什么程度，系統(tǒng)會采取預(yù)關(guān)斷，本系統(tǒng)可對下列六種狀態(tài)進行監(jiān)測，它們分別是：排氣管的排煙溫度高，熱介質(zhì)鍋爐的熱油出口溫度高，鼓風(fēng)機的出氣壓力低，燃料氣或是燃料油的供給壓力高和低，以及熱介質(zhì)油流量低。以上六種狀態(tài)只要控制盤接通電源供電之后的任何時候都可以進行監(jiān)測，只有鼓風(fēng)機例外，當(dāng)鼓風(fēng)機啟動并運行之后，對其出氣壓力只監(jiān)測六秒鐘。如果上述的六種狀態(tài)的任何一種超出了它們各自的設(shè)定值，控制盤正面上的淺黃色指示燈顯示出來，而且公用的預(yù)關(guān)斷報警指示燈接著也亮了，如果執(zhí)行了預(yù)關(guān)斷報警，只有當(dāng)每

11、種報警信號被取消后，方可實現(xiàn)復(fù)位動作，未復(fù)位發(fā)來的報警信號不能起到保護熱油鍋爐正常運行的作用。鍋爐控制盤圖片如下：鍋爐控制盤（3）鍋爐的熄火保護裝置a、作用：當(dāng)鍋爐的爐膛熄火或火焰失常時，熄火保護裝置會發(fā)出電訊信號，并通過電氣線路的繼電器來帶動執(zhí)行機構(gòu)切斷燃料的供給，同時發(fā)出報警信號，防止?fàn)t膛爆炸事故的發(fā)生。b、結(jié)構(gòu)：它主要有檢測元件、電氣線路、繼電器、執(zhí)行機構(gòu)等部件構(gòu)成。其中檢測元件是核心部件：U/V掃描器。2.1.9熱油鍋爐系統(tǒng)組成圖2.2熱油鍋爐的工作過程燃料經(jīng)過猛烈燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M入本體，以輻射傳熱和對流傳熱為主的方式與盤管內(nèi)的有機熱載體換熱。熱油從鍋爐的對流段流入由煙氣預(yù)熱，然后

12、流入輻射段進行換熱，有機熱載體系統(tǒng)內(nèi)由循環(huán)油泵實現(xiàn)強制循環(huán)，在本體內(nèi)獲得熱量的有機熱載體作為熱源供至用熱設(shè)備，從而使有機熱載爐實現(xiàn)系統(tǒng)供熱。燃料燃燒的放熱過程如下圖：2.3熱介質(zhì)鍋爐的參數(shù)廠家：econo-therm負(fù)荷：7.0MW燃料：天然氣和柴油雙燃料設(shè)計壓力：1380kpa設(shè)計溫度：343熱油出口溫度：220液壓測試壓力：7590kpa2.4燃燒器簡介燃燒器是鍋爐的核心部件，它通過調(diào)節(jié)空氣與燃?xì)獾呐浔?，使燃?xì)庠跔t膛內(nèi)充分的燃燒，為熱油介質(zhì)提供穩(wěn)定的熱源。燃燒器明珠號的鍋爐燃燒器是美國hauck公司生產(chǎn)的，型號為BBC-2114。它是一款油氣兩用、導(dǎo)流板式燃燒器，為低壓空氣工作而設(shè)計，使用

13、壽命長久，適用于連續(xù)/間斷的生產(chǎn)操作。能夠利用火花式點火器來點火，并可用紫外監(jiān)測器來監(jiān)測火焰。非常適合在負(fù)壓條件下工作。此型號的燃燒器可供選擇導(dǎo)流板材料有兩種型號：不銹鋼導(dǎo)流板和耐火導(dǎo)流板材料，溫度可分別達(dá)到1150和1550。明珠號的BBC-2114型號油氣兩用燒嘴的導(dǎo)流板為耐火材料。燃燒器在燃用天然氣時，空氣與燃?xì)獾恼{(diào)節(jié)比為8：1，燃用輕油時的調(diào)節(jié)比為5：1，如果燃燒時有足夠的過量空氣，調(diào)節(jié)比可更大?？諝鈮毫?osig（3.5Kpa），燃?xì)鈮毫?osig（1.7Kpa）,燃油壓力為35KPa（0.35Kg/cm2）。第3章 鍋爐以往故障匯總及結(jié)論鍋爐是長運轉(zhuǎn)設(shè)備，持續(xù)不斷的為油田的原油

14、工藝處理提供熱源，明珠號的鍋爐從投產(chǎn)到現(xiàn)在已有15年，由于設(shè)備的老化，鍋爐經(jīng)常會出現(xiàn)故障，鍋爐發(fā)電的交接班記錄上記錄著明珠號2010年4月末拖航到25-1礦區(qū)至今的鍋爐故障情況，這些以往故障對于我們以后順利的開展工作具有指導(dǎo)作用，以往故障如下：3.1 A爐故障匯總?cè)掌诠收?010.4.26流量低低關(guān)停2010.5.13啟爐，點火故障2010.5.15夜低流量關(guān)停2010.5.24排煙溫度偏高2010.7.8排煙高溫停爐2010.7.11夜主燃?xì)夤收贤t2010.10.30夜流量低關(guān)斷兩次2011.4.5啟爐，點火故障3.2 B爐故障匯總?cè)掌诠收?010.4.26流量低低關(guān)停2011.4.25風(fēng)

15、機軸承損壞2010.4.26至2011.7.17流量波動大2011.7.17后墻板存在裂縫停用3.3 C爐故障匯總?cè)掌诠收?010.3.8夜流量低低報警2010.4.26流量低低關(guān)停2010.6.16流量過低2010.6.29流量不穩(wěn)定，停爐2小時2010.7.8夜流量波動大，停爐2010.7.11夜火焰探頭故障無法正常啟爐2010.8.1啟爐，點火故障2010.9.27流量波動大，停爐2011.1.1主燃料故障，停爐2011.5.12點火故障；主燃料故障停爐3.4三臺鍋爐頻繁故障發(fā)生概率100%44.4%流量問題22.2%點火故障22.2%排煙高溫11.1%主燃料故障概率A爐頻繁故障概率分布

16、B爐頻繁故障概率分布100%50%流量問題50%風(fēng)機故障概率C爐頻繁故障概率分布100%61.54%流量問題23.08%點火故障15.38%主燃料故障概率3.5結(jié)合現(xiàn)場實際，各個鍋爐的經(jīng)常性故障經(jīng)常性故障A曾經(jīng)排煙一直高溫B流量波動較大，風(fēng)機經(jīng)常報低壓C2010年7月份至今一直排煙溫度高3.6結(jié)論從以往故障匯總中，我們不難看出流量問題、排煙高溫是影響鍋爐正常運行的兩大故障，所以有必要針對鍋爐的這兩大主要故障作以分析，并研究出可行的解決辦法。第4章 鍋爐流量故障分析及解決措施根據(jù)以往的故障統(tǒng)計，我們可以發(fā)現(xiàn)熱油流量低或是流量波動大造成鍋爐停爐或是影響鍋爐正常運行的次數(shù)最多，所以有必要針對熱油的流

17、量問題進行研究。而流量問題歸根結(jié)底是熱油本身的問題，所以下邊對明珠號的熱油存在的問題及解決措施作以敘述。4.1熱油流量問題產(chǎn)生的影響4.1.1影響生產(chǎn)當(dāng)流量過低，達(dá)到報警值時，鍋爐就會關(guān)斷。或是熱油流量波動劇烈，引起管線等強烈抖動，鍋爐也需要停爐。鍋爐停止就會影響生產(chǎn)的供熱。4.1.2流量波動大影響管線及設(shè)備的正常運行1）熱油流量波動大會引起熱油管線的強烈抖動，管線長時間劇烈抖動就會導(dǎo)致熱油管線上的固定螺栓松動，由法蘭連接的地方就會因為熱油流量的波動而出現(xiàn)松動，導(dǎo)致熱油的泄露。2）熱油循環(huán)泵壓力不穩(wěn)定，不能為熱油提供持續(xù)的循環(huán)動力。3）膨脹柜的液位極其不穩(wěn)定。4.2熱油流量問題的原因分析4.2

18、.1熱油的劣化熱傳導(dǎo)液的劣化主要是熱傳導(dǎo)液加熱后逐漸分解及聚合反應(yīng)，使熱傳導(dǎo)液原結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。生成的低分子或高分子物質(zhì)逐漸增多，從而改變熱傳導(dǎo)液的特性。劣化原因主要是高溫，空氣中的氧及生產(chǎn)過程中化學(xué)物質(zhì)的混入等。劣化分為熱劣化、氧化劣化和混入異物的劣化三種。1.熱劣化熱傳導(dǎo)液處于高溫環(huán)境，如由于突然停電等原因，過大的熱強度或流動受限制的地方，加熱表面溫度上升，高于熱分解極限溫度，會產(chǎn)生過熱。則原子間、分子間的鏈鍵斷裂，化合物發(fā)生分解，分解物主要有氣體，低分子物及自由基分子。此自由基分子和其他分子發(fā)生聚合，生成聚合物的活躍集團。所發(fā)生的聚合反應(yīng)為連鎖性，即使在一定溫度下，隨著時間的延長，所生成的

19、聚合物的分子量和生成量都有增加傾向。粘度等指標(biāo)發(fā)生緩慢的變化。這些因素都會對熱油的流動造成影響。2.氧化劣化高溫?zé)醾鲗?dǎo)液和空氣中的氧接觸后，會氧化生成有機酸，有機酸可進一步促進熱傳導(dǎo)液的聚合反應(yīng)，并不限于高溫，溫度100前后也會發(fā)生，隨溫度的升高其反應(yīng)速度加快。其結(jié)果可導(dǎo)致粘度增加，而且所生成的有機酸遇水后對設(shè)備帶來一定腐蝕作用。從整個熱油流程分析，高溫、空氣兩大條件并存的地方為膨脹罐。1）高溫分析從用戶回流的熱油通過膨脹罐進行緩沖，熱油及熱油的蒸汽使罐內(nèi)溫度升高，另外明珠號的膨脹罐是作為熱油循環(huán)的一部分來使用的，這樣就大大調(diào)高了罐內(nèi)的溫度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹罐的正常使用溫度為70，而現(xiàn)在明珠號的

20、膨脹罐的罐內(nèi)溫度為110，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了允許使用溫度。熱油系統(tǒng)在剛投入使用時或是熱油系統(tǒng)長時間停用再次使用時，需要A、B閥門開啟，C閥門關(guān)閉，導(dǎo)通熱油膨脹罐，在鍋爐啟動時排放水汽用。但是在平時使用過程中，A、B閥關(guān)閉，C、D閥導(dǎo)通，熱油膨脹通過D閥所在管線來緩沖到膨脹罐中。但是，現(xiàn)在明珠號的熱油膨脹罐處的熱油流程長時間處于第一種情況。這樣就會導(dǎo)致高溫。2）氣動隔膜泵將空氣泵入熱油膨脹罐。氣動隔膜泵在抽取熱油到熱油膨脹罐，每次抽熱油桶見底的時候，以及在提起管線插入其他熱油桶的時候，都會將一些空氣抽入到熱油膨脹罐中。3.混入異物劣化所混入的物質(zhì)有可能成為催化劑，催化熱傳導(dǎo)液的分解、聚合反應(yīng)；可直接和熱

21、傳導(dǎo)液發(fā)生反應(yīng)，生成分解物及聚合物；所混入的物質(zhì)即使不溶于熱傳導(dǎo)液，也可在熱傳導(dǎo)液中進行自身的分解、汽化和聚合反應(yīng)。以下對異物的來源作以分析：1）熱交換器的內(nèi)部蛇管或套管發(fā)生破損而引起被加熱物的混入。在2010年5月份，剛剛成功復(fù)產(chǎn)的渤海明珠號就因為原油生產(chǎn)流程中E-703B換熱器盤管存在漏點，油、氣、水混合液混入熱油，而使熱油遭到嚴(yán)重的污染，這些混入的油、氣、水是造成熱油流量低、波動巨大的主要原因。E-703A作完試壓試壓實驗后，泄漏的熱油盤管用鋼靴堵住E-703換熱器的整體圖2）空氣、水等的混入。熱傳導(dǎo)液填充前加熱設(shè)備及配管的干燥或洗凈不充分，運行開始后法蘭盤的結(jié)合不良，熱油桶等管理不善造

22、成水份的混入。3）鐵銹的混入。系統(tǒng)和設(shè)備安裝完畢后內(nèi)部清洗工作不充分而殘留的焊渣、泥等引起；另外，密封不充分的膨脹罐也會產(chǎn)生銹。4）其他物質(zhì)的混入。向熱油膨脹罐內(nèi)補熱油的氣動式隔膜泵用來抽取其他物質(zhì)如消防用泡沫，再次抽取熱油時，這些消防泡沫就會混入到熱油中；氣動隔膜泵的管線的污染，會將灰塵等雜質(zhì)混入到熱油中。4.2.2設(shè)備的故障熱油在管內(nèi)流動的能量由熱油循環(huán)泵、熱油膨脹罐中的惰性氣體、熱油膨脹罐等高位設(shè)備的壓頭提供，熱油長時間循環(huán)，如果熱油循環(huán)泵出現(xiàn)故障、熱油膨脹罐出現(xiàn)泄漏或是一段時間后，未能及時給熱油膨脹罐補充熱油或是氮氣，就會影響熱油的流動。另外熱油管線法蘭處泄漏會造成熱油的缺失影響熱油的

23、流量。4.3熱油流量問題的解決措施4.3.1臨時解決措施1）觀察熱油循環(huán)泵的出口壓力表，如果壓力較低，當(dāng)熱油膨脹罐的液位正常時，可以向其中加注氮氣；當(dāng)熱油膨脹罐的液位較低，壓力也較低時，可以向其中加注熱油，這樣都可以提高熱油的壓差，解決流量低的問題；如果可以確定是熱油循環(huán)泵自身的問題，那么就有必要在生產(chǎn)需熱量小的時候，對熱油循環(huán)泵進行檢修。2）以流量計出口接頭處為放氣點進行放氣，放氣的方法是：將流量計的進出口閥關(guān)閉，將出口接頭松開，然后將抹布放于接口處，以免噴油，再緩慢打開進出口閥進行排氣，直到流量計顯示正常后，再恢復(fù)此接頭。但是以上解決辦法只是臨時性的解決辦法，不能從根本上解決熱油流量低的問

24、題，所以我們應(yīng)該從引起熱油劣化的方面入手，找到解決熱油流量低的辦法。4.3.2熱劣化的解決辦法明珠號鍋爐目前使用的導(dǎo)熱油是首諾公司生產(chǎn)的THERMINOL® 55 合成導(dǎo)熱油 。它的一些溫度數(shù)值列舉如下：適用溫度范圍： -25-315推薦最高主流體溫度： 300 允許最高使用溫度： 315 允許最高膜溫： 335 準(zhǔn)臨界溫度： 512 當(dāng)熱油由于某種原因超過了熱油允許使用的最高溫度時，熱油就會熱劣化。而這種超溫情況多發(fā)生于全船失電的情況下，因為此時熱油系統(tǒng)的鍋爐、熱油循環(huán)泵都會停止，鍋爐由于剛剛停止，內(nèi)部的余熱溫度很高，而熱油沒有熱油循環(huán)泵做動力循環(huán)，在鍋爐內(nèi)會很快被加熱到超溫狀態(tài)。

25、所以我們有必要對全船失電情況下，熱油系統(tǒng)的處理作出詳細(xì)分析。1、啟動備用機。通常情況下，當(dāng)全船停電時，備用機會在5S內(nèi)自動啟動，42S內(nèi)自動并電；42S后，如果備用機不能啟動，則應(yīng)急機將會自動啟動，65S后自動并電。但是，當(dāng)發(fā)生全船停電時，發(fā)電人員可以就近將備用機手動起來。2、發(fā)電人員到空壓機現(xiàn)場，將空壓機D手動啟來。3、啟動熱油循環(huán)泵C。讓熱油循環(huán)起來。4、啟動鍋爐。只有及時地對熱油系統(tǒng)進行處理，才能避免熱油的熱劣化。4.3.3氧化劣化的解決辦法仔細(xì)分析熱油系統(tǒng)，熱油膨脹罐是操作次數(shù)最多的設(shè)備，它為熱油系統(tǒng)補充熱油、補充氮氣、放殘作業(yè)，也正是因為這樣，空氣很容易混入到膨脹罐中。例如，用氣動隔

26、膜泵抽取熱油到膨脹罐中，每次抽取熱油桶見底時或是移動熱油管線時，空氣就會被抽入到熱油膨脹罐中。如果能夠盡量減少膨脹罐處空氣的混入量，就能夠最大程度上減少熱油的氧化劣化。解決措施：1、每次抽取熱油時，工作人員應(yīng)該做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，計算好氣動隔膜泵每次抽完一桶熱油的時間（每桶熱油的體積為369.6L，隔膜泵的排量約為123.2L/min，抽完一桶熱油的時間大約為3min）。2、當(dāng)聽到隔膜泵出現(xiàn)急促的抽吸聲時，及時地將抽取熱油的管線移動到其他熱油桶中。3、在補充熱油結(jié)束時，應(yīng)該及時地將氣動隔膜泵的氣源切斷。4.3.4異物劣化的解決辦法1、換熱器是異物比較容易混入的地方，為此，我們應(yīng)該做到以下幾點： A、

27、每天定點查看換熱器處原油進出口壓力表和熱油進出口壓力表，進行比對。換熱器熱油進口壓力（Mpa）熱油出口壓力（Mpa）原油進口壓力（Mpa）原油出口壓力（Mpa）E-7030.20.180.50.38E-8020.170.150.320.32E-7210.220.220.320.31B、隔段時間對換熱器處熱油進行取樣化驗，分析其內(nèi)部是否含有乳化物。2、對于整個熱油系統(tǒng)，由于投用時間較長，設(shè)備較舊，熱油膨脹罐、系統(tǒng)配管等處脫落鐵銹等異物是不可避免的，所以我們應(yīng)該加強熱油的凈化。定時查看熱油的濾器壓差，達(dá)到要求值時及時更換熱油濾器的濾芯。3、氣動隔膜泵及其管線受到污染A、向熱油膨脹罐內(nèi)補充熱油用的氣

28、動隔膜泵應(yīng)該保證專用，不能用來抽取其他液體。B、用來抽取熱油的管線閑置時應(yīng)該用塑料防護物包裹，保持清潔，以免受到污染。第5章 鍋爐排煙高溫故障分析及解決措施5.1鍋爐排煙溫度高的故障影響在鍋爐的熱損失中，煙氣熱損失最大，因此如果排煙溫度高，勢必會造成傳遞到熱油的熱量的減少，又由于排煙溫度報警值的限制，熱油出口的溫度設(shè)定值只能設(shè)定為低溫度值，這樣當(dāng)油田需要熱量較大時，鍋爐不能提供更多的熱量，進而影響生產(chǎn)。另外，由于排煙溫度高，鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)件過熱，有可能引起永久性的損壞和對結(jié)構(gòu)鋼的永久破壞。所以針對排煙溫度高的問題，我們有必要研究出故障原因及解決措施。5.2鍋爐排煙溫度高的故障原因分析通過查找資料

29、以及結(jié)合現(xiàn)場實際，分析鍋爐排煙溫度高的原因如下。故障原因排煙高溫1、熱電偶故障2、燃燒器的空氣進氣壓力過高或是燃?xì)膺M氣壓力過高3、后燃4、通風(fēng)量過大5、熱油盤管內(nèi)部結(jié)垢，表面結(jié)焦、積灰太多1）排煙道的測溫?zé)犭娕脊收?。?dāng)鍋爐長時間運行，溫度探頭長期處于高溫環(huán)境中，很容易出現(xiàn)老化問題，導(dǎo)致探測的數(shù)據(jù)失真；熱電偶接到控制面板上的接線松動會導(dǎo)致熱電偶的零點漂移，進而影響溫度值的真實測量。2）燃燒器的空氣進氣壓力過高或是燃?xì)膺M氣壓力過高。？導(dǎo)致空氣與燃?xì)獾幕旌喜怀浞?，燃燒延遲，火焰脫離燃燒器，出現(xiàn)脫火現(xiàn)象，火焰整體后移，使得排煙溫度升高。3）后燃。鍋爐運行時，由于燃燒用的空氣不充足會導(dǎo)致燃料的不完全燃燒

30、，新空氣進入爐中便可以引起后燃。爐中出現(xiàn)后燃現(xiàn)象時，從爐子的外部去觀察并不明顯，唯一的跡象是排氣管溫度迅速增加，排煙處冒黑煙。4）通風(fēng)量過大。？無論在何種情況下，風(fēng)量過大、含氧量過高，都會使排煙溫度升高，煙氣量增加，使鍋爐效率下降。5）熱油盤管內(nèi)部結(jié)垢，表面結(jié)焦、積灰太多。A、熱油盤管內(nèi)部結(jié)垢。長期運行的鍋爐，很容易出現(xiàn)熱油盤管內(nèi)部凝聚殘?zhí)?，殘?zhí)康膫鳠嵯禂?shù)很小，大約是金屬的幾百分之一，如果熱油盤管內(nèi)部結(jié)垢，則會嚴(yán)重影響高溫?zé)煔馀c管內(nèi)熱油介質(zhì)的換熱，使得換熱系數(shù)降低，鍋爐吸熱量降低，煙氣放熱量減少。B、熱油盤管受熱面結(jié)焦、積灰熱油盤管受熱面結(jié)焦、積灰是導(dǎo)致鍋爐排煙溫度升高主要原因之一，其對排煙溫

31、度影響主要體現(xiàn)在傳熱方面。從煙氣到熱油的傳熱過程中，受熱面表面層積物的導(dǎo)熱系數(shù)較其它介質(zhì)要小得多，因而其所引起得附加熱阻在總傳熱熱阻中占主導(dǎo)地位，較為輕度結(jié)焦和積灰便會使傳熱量大幅度下降。據(jù)有關(guān)資料介紹：爐膛積灰厚度由lmm增加到2mm時，傳熱量減少28，當(dāng)受熱面有3mm積灰就可造成爐膛傳熱量下降將近40，相應(yīng)爐膛出口煙溫升高近300。熱油盤管表面積灰5.3鍋爐排煙溫度高的解決措施當(dāng)排煙溫度高時，首先應(yīng)該采取的辦法是立即將熱油鍋爐的熱油出口溫度設(shè)定值調(diào)低，這樣就能暫時性的將鍋爐的排煙溫度調(diào)低。但是這樣是以降低熱油出口溫度為代價的，如果生產(chǎn)需要大量的熱量，鍋爐將不能起到作用，另外，排煙溫度高終究

32、是個問題，長此以往必然會導(dǎo)致問題的惡化。所以我們有必要對于此問題進行研究。仔細(xì)分析排煙高溫的原因，除了一些設(shè)備故障外，主要還是因為燃燒器對空氣/燃?xì)獾恼{(diào)配比不合適，所以我們有必要針對空氣/燃?xì)獾恼{(diào)配比進行研究。燃料氣動閥空氣閥的伺服電機燃料蝶閥的伺服電機主風(fēng)門氣動閥電子系統(tǒng)微調(diào)系統(tǒng)燃燒器的控制系統(tǒng)屬于機械電子式，其溫度的調(diào)節(jié)過程為：控制系統(tǒng)收集到熱油出口溫度的數(shù)據(jù)，根據(jù)此溫度，系統(tǒng)發(fā)出主風(fēng)自動門相應(yīng)開度的調(diào)整指令，主風(fēng)門的調(diào)節(jié)閥為氣動閥，而燃料調(diào)節(jié)閥從主風(fēng)門后的管線取控制氣，根據(jù)此控制氣的壓力進行燃料閥的開度調(diào)節(jié)。以上閥門都屬于機械式閥門，精度不高，經(jīng)常會出現(xiàn)燃料與空氣配比不合適的情況，造成燃

33、料不充分燃燒，火焰不穩(wěn)定，形狀不正確，甚至出現(xiàn)火焰不斷沖擊熱油盤管的情況。燃燒器的燃料及空氣供給管線流程出現(xiàn)上述問題時，需要進行手動調(diào)節(jié)空氣與燃料的進量，調(diào)節(jié)的根據(jù)為：1）粗調(diào)：火焰（直觀的調(diào)節(jié)根據(jù)）。2）細(xì)調(diào)：煙氣（利用煙氣分析儀進行煙氣成分及燃燒效率分析）。5.3.1火焰粗調(diào)火焰正確地說是一種狀態(tài)或現(xiàn)象，是可燃物與助燃物發(fā)生氧化反應(yīng)時釋放光和熱量的現(xiàn)象。 火焰按照距反應(yīng)區(qū)距離由近至遠(yuǎn)分為：（1）焰心。粒子運動速度低，光譜集中在紅外區(qū)，因供氧不足，燃燒不完全，溫度最低。（2）內(nèi)焰。粒子運動速度中等，光譜集中在可見光部分，包圍焰心的最明亮部分，是氣體未完全燃燒的部分。含著碳粒子，被燒熱發(fā)出強光

34、，并有還原作用，也稱還原焰。（3）外焰。粒子運動速度最快，光譜集中在紫外區(qū)，無色，因供氧充足，燃燒完全，溫度最高，有氧化作用。稱外焰或氧化焰。火焰溫度由內(nèi)向外依次增高。天然氣主要成分為甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳?xì)浠衔?。還有少量的氮氣、氧氣、二氧化碳和硫化物。不同燃燒條件的火焰狀態(tài)如下表：燃燒條件火焰狀態(tài)充分燃燒火焰呈淡藍(lán)色，飽滿，長度為爐膛長度的2/3左右燃燒不充分，燃料較少，進氣量過多火焰呈黃色，長度較長燃燒不充分，燃料較多，進氣量較少火焰呈紅色，火焰較短，并伴有煙火焰根據(jù)火焰的狀態(tài)，我們就可以對鍋爐的燃料閥，空氣閥進行調(diào)節(jié)，使鍋爐達(dá)到最佳的燃燒狀態(tài)。5.3.2煙氣分析精確調(diào)節(jié)

35、1）煙氣成分分析：天燃?xì)庵饕赏闊N構(gòu)成，其主要成分是甲烷，含有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣等，因此燃燒后產(chǎn)生的氣體絕大多數(shù)為CO2和水蒸氣，以及極少量的未燃盡的CO，SO2，NOx等，還有空氣中本身含有的N2 。燃燒及燃燒反應(yīng)計量方程式2）過量空氣系數(shù)：為了保證完全燃燒，必須多給一些空氣，這種比理論計算多余的空氣量稱之為過剩空氣量。也就是實際空氣量等于理論空氣量加上過剩空氣量。過量空氣系數(shù)即為過剩空氣量與理論空氣量的比。燃燒不完全時的放熱量約為完全燃燒時的1/3。通常鍋爐的過量空氣為15%-20%。在燃燒過程中，正確選擇和控制過量空氣系數(shù)的大小是十分重要的，過小

36、或過大都會導(dǎo)致不良后果：A、過小會導(dǎo)致不完全燃燒，造成能源的浪費和對環(huán)境的污染。火焰燃燒不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)熄火的可能；B、過大則使煙氣量增大，爐膛溫度與煙氣溫度降低，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備換熱效率的降低與排煙熱損失的增大，同樣造成能源的浪費。因此，先進的燃燒設(shè)備一般在保證完全燃燒的前提下，盡量使值趨近于1。目前BBC-2114型燃燒器的過量空氣為10%（天然氣），15%（柴油）。而隨時掌握燃燒設(shè)備的值又是我們監(jiān)測燃燒器具運行工況的重要手段。根據(jù)煙氣成分可計算出過?？諝庀禂?shù)。完全燃燒：不完全燃燒：3）煙氣分析儀的應(yīng)用A、煙氣分析儀簡介：煙氣分析儀 煙氣分析儀 煙氣分析儀的組成煙氣分析儀由機身、探針，探針上插

37、有煙氣取樣管（用于分析煙氣組成成分及比例），氣流管（用于分析煙氣的壓力），煙氣溫度測量探頭，及附加的環(huán)境溫度測量探頭組成。煙氣分析儀可以測量煙氣中的O2，CO2，CO和煙氣溫度、壓力等燃燒效率方面的參數(shù)，還會根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行分析計算，算出鍋爐運行的燃燒效率，過?？諝庀禂?shù)，煙氣露點，煙氣排煙損失。1、CO，CO是燃燒不充分的標(biāo)志，含量過高易在熱油盤管上結(jié)碳影響換熱。2、壓力，根據(jù)尾氣的壓力可以判斷尾氣在煙道中流動是否通暢。3、O2，風(fēng)量過大、含氧量過高，會使排煙溫度升高，煙氣量增加，使鍋爐效率下降。4、過量空氣系數(shù)，過大或是過小都會造成不良后果。第6章 總結(jié)與管理熱油鍋爐系統(tǒng)是具有一定自動調(diào)節(jié)與

38、控制功能的系統(tǒng)，平時只需要我們對其進行周密的巡檢、定期的維修與保養(yǎng)等常規(guī)性工作，就可以保證鍋爐的正常運行。但是這僅僅是我們對于鍋爐運行的最低要求，保證鍋爐高效、安全的運行才是我們在鍋爐管理過程中始終追求的目標(biāo)。6.1鍋爐高效的運行熱油作為熱油系統(tǒng)的工作介質(zhì)，在一定程度上反映了各個設(shè)備的工作狀態(tài)，所以對于熱油的化驗應(yīng)該作為熱油系統(tǒng)的重點工作來做?，F(xiàn)有的熱油化驗周期為1月，熱油的取樣點為熱油循環(huán)泵出口。 但是熱油較龐大，熱油流程中的每個設(shè)備又各有不同，因此一個設(shè)備出現(xiàn)了問題不僅不能迅速的反映在整個的熱油系統(tǒng)中，而且每個設(shè)備出現(xiàn)的故障對熱油系統(tǒng)的影響又各有不同。所以對于熱油的化驗應(yīng)該選取幾個重要設(shè)備進行多點檢測。以2011年7月24日對熱油進行多點取樣化驗為例作以說明。取樣點水含量（ppm）乳化物含量(ppm)雜質(zhì)含量E-703熱油出口5003000少量熱油循環(huán)泵出口5002000少量熱油膨脹罐30008000很多熱油循環(huán)泵、膨脹罐、E-703，是熱油