油田热注锅炉爆管原因分析

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1、油田热注锅炉爆管原因分析　　【摘要】在传统理论认识的基础上，结合材料学及微观分子理论研究热注锅炉运行时经常发生锅炉爆管事故的机理。从客观的角度来说，油田热注锅炉在日常的运行当中，并不会出现太大的问题，但是由于长期缺乏有效维护，并且在很多小问题上并不注意，导致多数问题都没有得到彻底解决，反而埋下了较大的安全隐患。日后需要通过控制水的结垢、采用炉管内壁镀特种金属等方式和工艺，来避免爆管的事故发生，实现更加理想的运行状态。【关键词】热注锅炉；爆管原因；水垢相对于其他设备来说，油田热注锅炉具有一定的特殊性，例如，实际生产工作当中，热注锅炉爆管事故并不仅仅发生在高温运行时，有部分事故发生在刚刚起炉的过

2、程中，此时炉内温度小于200℃，炉内的压力低于10MPa。从这一点可以看出，油田热注锅炉爆管的原因趋向于多方面，除了一些极端原因之外，日常工作所埋下的安全隐患，也有可能是导致热注锅炉爆管事故的原因。本文主要对油田热注锅炉保管事故的原因进行了深入分析。一、锅炉水质检验及爆管样品检查原因分析（一）锅炉水质6就油田热注锅炉爆管原因本身来说，仅仅是一个“锅炉”而已，锅炉水质很有可能成为爆管事故的主要原因。为了进一步确认和分析，本文选择某市采油厂热注锅炉的水样进行分析，考虑到不同水质的影响具有一定差异。选择的水样共有三种，分别为软化水、回用水以及炉水，采用的分析方法按照SY/T5523--2006《油

3、田水分析方法》来进行。经过大量的测试和分析后发现，软化水的pH值为7.95；回用水的pH值仅有1.87；炉水的pH值较高，为12.44。通过数据分析，水质结垢是爆管事故的主要原因。随着检验科技的不断进步，在水质检验的过程当中，还可以对热注锅炉软化水矿物质的浓度进行相应的分析，利用此项工作来了解注入水当中的矿物质含量，以及矿物质的元素成分，在相关数据和资料的协助之下，找出对金属关闭脆性和韧性影响最多的元素，之后才能制定更加有效的预防措施[1]。（二）爆管样品检查6油田热注锅炉爆管事故并不是偶然的失误操作所导致的，经过大量的检查和总结分析，发现问题的根源在于日常清理不彻底、小问题不注意、各种问题

4、不断堆积所导致的。经过技术人员的大量鉴定和分析，在爆管样品的集中检验当中发现，炉管破裂的位置有80%都发生在容易产生水垢的炉管末端和炉管的弯曲处。另一方面，通过现场检查后发现，爆管位置含有大量的水垢，综合多方面的事故因素分析，水垢是造成炉管爆裂事故的主要原因。在之前的分析当中，很多检验人员认为炉管爆裂原因是由于内部压力、热量积累造成的，但实际情况与之不符。二、爆管原因分析及预防措施锅炉在运行的过程中，爆管原因并不能单纯的认定为水垢，随着科学技术的不断进步，设备的稳定性不断提高，锅炉的性能总体上也得到了较大的提升。经过全方位的分析和测验后发现，除了水垢杂质以外，渗入物质对刚体强度及原子排列和内

5、应力的改变，也是爆管的原因之一。油田热注锅炉在日常的工作当中，外部的一些物质会通过原子的运动和化学、物理反应，渗入到锅炉内部，随着时间的推移，各种物质的反应逐渐明显，最终导致爆管事故。值得注意的是，生产初期的渗透非常容易被忽视，水垢当中的钙、硅、碳酸根等离子开始慢慢渗透到钢结构中，这原本是一个缓慢的过程，但锅炉的日常运行在高温与低温之间进行不断转换。当处于高温状态时，钢的强度发生了一定改变，钙、硅、碳酸根等离子与钢构中的原子也发生了相应的化学反应和物理反应，导致钢金属键结合强度降低，从而发生了疏松的情况。从以上的分析来看，锅6炉在日常的运行当中，导致炉管爆裂的原因较多，如果是仅仅从某一个角度

6、去考虑问题，势必会导致最后的成果不理想，各项问题的复发概率较高。随着科技的不断发展，工作人员在研究炉管爆裂原因的过程中，考虑到了一种显而易见但又容易被忽视的运动形式――“布朗运动”。从“布朗运动”的角度来分析，水垢和金属管壁也有可能发生相互扩散的现象，在初始阶段不容易引起注意，甚至被忽视，当问题严重到一定程度时，炉管爆裂会发生的很突然，并且在寻找原因时异常艰难[2-3]。6综合上述的研究成果和理论分析，油田热注锅炉爆管的原因主要有以下几个方面：第一，钙、硅、碳酸根等离子会在不断运动的状态下，随着时间的推移逐渐渗透到钢结构当中，不断改变钢的强度，导致炉管爆裂；第二，水垢原因，锅炉需要依靠大量的

7、水进行运作，长时间的不清理或者是清理不彻底，会产生大量水垢，尤其是在弯曲管壁当中，引发炉管爆裂；第三，疏松层的产生，造成内壁与外壁硬度上的较大差异，倘若强度发生了较大的变化，内应力会直线增大，客观上造成微破裂的产生，最终发生炉管爆裂的事故。根据油田热注锅炉爆管的原因以及实际工作上的要求，笔者根据自身的工作经验，从以下几个方面制定了防治措施：首先，考虑到一些硬性客观条件的存在（例如无法阻止粒子渗透作用），可以通