SAGD3#站注汽锅炉双炉管防偏流技术研究与应用

1.研究背景

热注作业一区SAGD3 站有 6 台50/h 锅炉，长时间使用高温污水为燃烧蒸发介质，运行过程中注汽锅炉混合集箱（图 1）内部因管线结垢脱落导致堵塞及堵塞后造成蒸发介质偏流现象，操作员工依照原锅炉工艺参数系统无法进行及时判断，严重影响锅炉安全平稳运行，为此有必要开展技术攻关研究，提高锅炉运行效率。

图1 混合集箱工艺

2.技术对策研究

2.1 技术方案

针对上述问题，在辐射段管线上分别加装温度和压力进行监测，将混合集箱入口温度参数显示到锅炉控制盘触摸屏上，并远传至值班室，实时显示混合集箱入口温度，一旦温度出现偏差，及时报警停炉，防止锅炉炉管因偏流导致干烧及爆裂，出现安全事故。同时依据现场工艺流程及运行工况，通过技术创新实现自动采集运行工艺参数与预报警系统相结合，对其现有工艺及锅炉程序进行完善和优化，新增热电偶参数及温度高低报警程序（图 2）。

图2 注汽锅炉程序元件组成及优化图

2.2 实施措施

按照技术方案，采取实施措施主要如下：拆卸混合集箱 $$ 流程开孔热电偶管嘴 $$ 清理混合集箱隔板 $$ 安装热电辅材 $$ 安装热电偶仪表 $$ 编写远传程序 $$ 编写触摸屏程序 $$ 编写 PLC 程序 $$ 安装温度变送器 $$ 安装 PLC 模块→调试数据采集 $$ 冷调数据比较 $$ 点火锅炉试运行，具体如图 3 所示。

图3 注汽锅炉调试流程图

2.3 创新点

根据方案，现场对锅炉停运后，安装流程配件及控制程序，检查运行监测效果，现已在SAGD3 站6 台锅炉全部调试完毕，实时监测工艺流程温度及压力变化值，实现预期目标，创新点主要体现在三方面：

一是利用自动化控制技术，设计注汽锅炉双炉管防偏流独立运行的预警系统，实现超温和超压力差独立预警，属行业内领先水平；二是利用现有锅炉控制系统，研制独立预警程序并在触摸屏上显示，实现预警数据实时智能记录，属于行业内首创；三是降低混合集箱堵塞后发生偏流爆管事故的维修成本、杜绝安全隐患。

3.实施效益

（1）经济效益

SAGD3 站因双管注汽工艺和增加混合集箱的设计问题，在水垢堆积过多时极易出现偏流干烧和管线堵塞憋压导致的爆管情况。若未能及时发现隐患，锅炉出现爆管事故后处理费用为：更换炉管及解堵费用预计 1.5-2 万元；更换保温费用约8-10 万元；维修工期约 4-5 天，注汽量损失费用为40 吨/小时 ⋅_×24 小时 ×5 天 ×48.5 元/吨 =23.28 万元。单台锅炉共合计发生费用 2 万元 +10 万元 +23.28 万元 _.=35.28 万元。6台锅炉可避免发生事故维修费用，减少经济损失约211.68 万元。

（2）社会效益

提前预判炉管堵塞，保障特种设备安全运行，杜绝设备安全隐患。减少解堵和偏流烧坏炉管更换费用，增加锅炉注汽时率，防止设备带病运行，降低设备维护频次与成本，提高设备运行效率和生命周期。该预警系统装置整体设计具有创新性，安装、调试、连接方便，操作和安全性能高，符合行业标准。

参考文献：

[1]吕庆玲. 注汽锅炉给水系统旋流分离装置研究[J]. 中国设备工程,2025(08).

[2]史钦芳, 注汽锅炉球形汽水分离器液位测量[J].自动化与仪器仪 表.2008 (06).

作者简介：

杨宝学，男，1971 年 1 月出生，满族，工程师，2007 年毕业于山东石油大学石油工程专业，现任中国石油天然气集团有限公司辽河油田分公司特种油开发公司热注作业一区经理。