真空炉盘管结垢的成因及措施探讨

一、前言

自2004年在码头庄站安装了第一台真空加热炉以来，黄马采油管理区陆续在韦五站、马五站、黄四站等中型接转站安装应用，截止到2016年12月底全区已安装了12台ZWN800-3-KW-ZWN2500KW-ZWN3000 KW型真空炉；韦五、韦八、马五等真空炉循环水盘管结垢严重(进出口压差最高达0.4 M Pa)，真空炉的盘管结垢是真空炉维护和检修中应重点关注的问题，因为盘管结垢会给真空炉带来的各种问题，不仅威胁到真空炉的安全运行，而且大大增加真空炉的维护和检修成本，缩短真空炉的使用寿命。对于真空炉盘管的结垢问题，我们深入分析其产生的原因，及时采取有效防范处理措施，为真空炉的安全、节能、经济运行提供有力保障。

二、真空炉盘管结垢

(一)结垢的危害

(1)影响换热效果。由于水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，真空炉盘管结水垢必然造成换热效率降低。据估算真空炉盘管水垢厚度每增加1mm，换热效率即降低5%以上。盘管结垢降低了传热的效果，造成燃料的浪费。

(2)影响安全运行。盘管结垢还减小了管线的有效面积，增加了管线内部压力，如果不进行处理，长期运行也将影响原油外输安全运行。给生产带来极大的安全隐患。

(3)破坏水循环。盘管内部结垢，会影响正常的真空炉水汽循环，造成循环阻滞，破坏正常的水循环。

(二)结垢的原因

碳酸盐水垢形成的原因是由于真空炉给水中存在钙、镁盐类，因为水盘管里循环水补的大多是生水，如果外部循环水漏失较多，生水补的就多，来不及处理的话结垢势必就多，这样就会影响盘管换热效果，满足不了外界热力需求，影响原油生产；碳酸盐水垢，一般是在受热比较不强烈的地方形成的。

(三)盘管结垢的防范措施

为保证真空炉内不结水垢，必须加强真空炉的水处理工作；水处理方法较多；包括物理和化学处理方法；有沉淀与过滤、化学软化、离子交换处理，通常采取的措施包括以下几个方面:

(1)原水的预处理

在原水使用前应先进行过滤、凝聚等净化处理。锅外水软化处理。对于水中Ca2+、Mg2+等有害离子常采用离子交换进行软化，基本原理是原水流经阳离子交换剂时，被交换剂吸附，而交换剂中的可交换离子(Na+或H+)则溶入水中，从而除去了水中钙、镁离子，使水得到了软化。

(2)加药处理

现场直接向炉内加入阻垢剂等化学药品，通过化学药品与炉水中的离子发生反应产生流动性水渣，再通过排污的方法及时排出。此方法适用于小型低压真空炉锅内水处理。常使用的化学药品包括:有机胶体、碳酸钠和磷酸三钠以及氢氧化钠等。

(3)反渗透膜水处理

考虑到原水为地下水，预处理没有用活性炭过滤器(活性炭过滤器内装净水专用活性炭，主要吸附水中余氯)，而是采用石英砂过滤器和保安过滤器对原水进行预处理，预处理后的水进入反渗透水处理装置进一步处理，其出水进软化水箱作为真空炉给水。

三、热水真空炉盘管结垢处理措施

(一)盘管结垢处理方法

为了保证热水真空炉的高效、稳定、安全运行，必须对于污垢及时进行清除。目前，现场在热水真空炉的除垢中，常用的方法主要有以下两种。

(1)化学除垢法:使用碱煮除垢法和化学酸洗除垢法，水垢将明显变得松散，发挥了较为理想的剥离作用、溶解作用与疏松作用；缺点主要是煮炉时间较长，药剂的消耗量较大，效果相对差，现状是环保要求标准逐年提高，盘管洗后药剂和煮炉水处理较困难。

(2)机械通管除垢法:当热水真空炉盘管内部出现疏松的水垢时，在停炉期间，真空炉完全冷却，放掉炉水，使用清水进行冲洗后，利用Ø8mm螺纹钢、Ø6-8mm弹簧钢丝、电钻和冲洗水管等进行除垢。机械除垢方法的操作较为简单，但是在除垢过程中的劳动强度较大，施工周期较长到达5-10天。

(二)除垢施工步骤

首先利用螺纹钢去除硬垢，弹簧钢丝除去弯管软垢，最后边疏通边冲洗将水垢逐渐清理干净。

(三)效果检验

2018年黄马采油管理区分别对韦五、韦八、马五、马八等四个真空炉结垢严重的真空炉，自己组织清垢工作。如马五站2#真空炉水盘管清理后，马五水盘管进出口压差由0.35兆帕降到现在0.01Mpa；水盘管清垢后水温由62℃提高到75℃。

(1)清垢后提高了循环水温度，解决原油输送温度上提速度慢的问题。

(2)清垢后换热效果变好，解决了真空炉频繁做真空，降低了工人劳动强度。

(3)清垢后水盘管内壁较干净，减缓了垢的吸附，达到了除垢的目的。

四、结束语

在生产中，热水真空炉的运行效果对于生产效率的提高具有重要的意义，而且是保障安全生产的基础条件。在热水真空炉运行中由于受到其实际运行环境、水质、管理等因素的影响，极易出现真空炉内部结垢的现象，这也是造成真空炉出现各种安全与运行事故的主要原因。因此，在热水真空炉的运行管理中，对于结垢的原因必须进行具体的分析，并且采取行之有效的预防措施，从而降低真空炉运行中的结垢现象，保障真空炉的运行效率；清垢工作的开展降低了管理区维修成本。