海洋石油新建平台热介质油系统调试过程的探索_葛华杰.pdf

设备管理与维修2023 5（下）0引言随着我国海洋石油工业的蓬勃推进，目前采油平台和浮式储油轮等海上设施都在使用热介质油系统。热介质油系统作为海上石油平台机械设备系统中重要的组成部分，其主要作用是为整个平台原油系统加热，原油在温度得到升高之后用于外输。整个热介质加热系统为封闭式系统，热介质锅炉为整个体系提供热源，系统采用天然气或柴油为燃料。热介质循环泵作为系统动力源，使整个加热系统不间断循环流动，热介质油经循环泵加压至锅炉，锅炉燃烧产出的热油输送至原油生产系统中的各用户，从用户返回的热油再回到循环泵入口进入锅炉进行再加热，如此循环往复，实现连续加热原油的目的1。1系统调试前的准备工作该新建平台热介质油系统主要配备有 3 台热介质锅炉、3台热介质循环泵、1 台热介质补给泵、1 个热油膨胀罐、1 个热油补给罐、1 个热介质日用柴油罐、3 个循环泵入口滤器、1 个补给泵入口滤器。在调试之前，必须对整个系统进行完整性检查，确认各设备、管线、仪表和阀门状态能够满足现场调试要求。1.1系统管线的水压试验现场系统管线进行水压试验前，应再次将所有法兰进行紧固，检查螺栓是否有松动和丢失，垫片是否有损坏现场。试验压力为工作压力的 1.5 倍，应注意：热介质锅炉不参与试压过程；锅炉炉管在出厂前已经进行过试验，有第三方认可报告；试压时应拆除管道上的安全阀、仪表元件、限流孔板、流量计、系统压差调节阀等；热油管线上的操作阀门处于全开启状态，放空阀和排污阀为关闭状态。1.2系统管线、罐体清洁度检查管线和罐体的清洁度对热介质油系统十分重要，杂质会造成阀门闭合不严、仪表精度不准、堵塞盘管、增大盘管局部压力、泵叶轮过度磨损等问题，因此需重点检查管线的吹扫报告和罐体内部清洁报告。（1）管线吹扫工艺应满足水冲洗和空气吹扫，其中水冲洗需要连续流速不低于 1.5 m/s 的水流，以排出口的水色透明度与入口目测一致为合格2，排放管的截面积被冲洗管道截面积的 60%，排水不能形成负压；空气吹扫流速20 m/s，吹扫压力不得超过管道的设计压力，对焊缝死角可敲打但不得伤害管线，目测排气干净时在排气口用白布检验，5 min 内白布上无杂质、水分时为合格。（2）罐体内部清洁应满足白布擦拭时应无灰尘、焊渣和锈迹，内部防腐应完好无缺，并应保留人员进罐检查照片。1.3单体设备调试前检查在系统调试前，首先应与厂家共同完成锅炉的完整性检查和锅炉的相关测试，包括锅炉控制回路元件动作、锅炉内部控制逻辑测试、锅炉撬块内仪表阀门模拟动作、点火程序是否正常，以及 CO2灭火系统应具备使用条件；其次是检查热介质循环泵和热油补给泵完工条件，最后检查供电系统和空压机供气系统是否正常。1.4调试环境安全检查及物料准备调试前应检查周边环境和安全，清洁现场环境、清理出安全通道，调试范围内应悬挂警戒带，警戒带范围内无关人员不得进入、不得有明火作业。调试过程中应听从现场工程师指挥，禁止随意操作阀门。此外，调试前应准备足量的抹布和吸油毛毡，备齐加油泵、振动仪、测温仪、扳手组套、对讲机、多用表等钳工和电工常用工具。2热介质系统的调试过程2.1系统热油充装和冷态循环热油充装前，应将热介质膨胀罐的放空阀，液位表、液位开关及压力表前的阀门打开，关闭膨胀罐出口进入系统的阀门，使用加油气泵将热介质油注入膨胀罐。待膨胀罐液位达到 2/3 时，打开出口进入热油循环泵入口的阀门，使泵体内充满热油，泵出口阀门和所有用户进出口阀门均处于关闭状态。启动热介质循环泵、观察出口，当压力值达到额定值时打开泵出口阀门，向主管线输送导热油，直至主管线充满热导油。再根据用户进、出口顺序开启阀门，并小心打开用户高处的排气阀，将系统内的空气排出、各用户管线注满导热油。在导热油循环输送过程中，应注意以下问题：需要巡检导热油输送管线，一旦发现漏油现象则立即停止输送过程，应将问题处理后再进行输送；将热油注入管线的过程中，如果膨胀罐的液位下降，应持续将导热油输送至膨胀罐，整个系统管线完全注油摘要：由于系统运行稳定、热传导效率高、操作方便简易等优点，热介质油系统已经在海洋石油工业领域得到越来越广泛的应用。以某海上油田某新建平台为背景，介绍该平台热介质油系统的构成、热油充装、系统调试前准备工作、系统冷调和热调等全过程，并对可能出现的问题提出有效解决方法和措施，为今后新建项目热油系统调试投用提供管理经验和思路建议。关键词：热介质油系统；热油充装；调试中图分类号：TE953文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.07海洋石油新建平台热介质油系统调试过程的探索葛华杰，孙洋，丁玉军（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452）15设备管理与维修2023 5（下）后膨胀罐的液位应保持液位计高度的 1/4；检查滤器压差表，压差较大的则需要清洗滤器的滤网，必要时考虑更换滤网；在清洗或更换滤器后，继续将系统循环运行，直至各设备和管线上压力表、压差表读数正常；整个循环时间应根据系统大小决定，时间不低于 48 h。2.2系统热油热态循环（升温调试）在启动热介质锅炉前，应再次确认系统热油流量、压力都正常。在满足启动条件后，启动燃烧器，PLC 自动执行启动顺控程序，启炉成功后可进行升温调试。升温过程中应注意以下问题：因排气阀门在膨胀罐顶部，脱水时需要安装临时管线，临时管线一端将放空口引至易操作位置，管线另一端插入空桶内，收集随水蒸汽出来的油分；升温前确认所有用户、管线上安全阀处于工作状态，防止加热过程中压力升高超标至设备损坏。热介质油开始升温（每小时不能超过10），在加热过程中调试人员，对各个用户进行全面检查，及时发现泄漏，同时需对流程所有阀门进行热紧固。当热油温度到达 100，流程开始脱水，此时热介质循环泵压力开始波动，需停止升温过程，进行脱水操作待系统压力平稳。水蒸汽通过热介质膨胀罐顶部的排气管排出，在脱水过程中膨胀罐内的液位可能急剧下降，如果是这样则将它加回到 1/4 左右的水平。补油时应重新进行导热油升温流程，建议导热油温度降至 80 以内进行补油操作。当系统循环泵稳定时，导热油逐步提高设定温度，升温速率视脱水情况而定，保持运行直至无水蒸汽产生，脱水过程完成。脱水完成后。打开氮气注入管线和膨胀罐上的阀门，将氮气注入膨胀罐，检查膨胀罐的压力使其符合系统要求，防止空气进入。继续升温至流程运转所需的实际温度，记录热油循环泵进出口压力、膨胀罐液位和压力、锅炉热油的进出口温度和压力、热油的流量等运行参数。2.3锅炉的相关功能测试锅炉运转正常后，需对锅炉进行相关功能测试，包括显示屏功能、开关功能、指示灯功能、排烟温度高报警功能、热油流量低报警功能、热油出口温度高报警功能、点火失败报警功能、盘管温度高报警功能等。2.4系统停运操作热油系统停止运行时，应先停止锅炉，使热油循环泵继续保持运行状态，待热油的温度降低至 100 以下时才可以停止热油循环泵。2.5调试完成后续工作调试过程结束后，应按照调试程序的要求恢复相关阀门处于安全状态；拆除临时管线，恢复正式管线，恢复隔离的部位；拆除临时电缆；拆除警戒带、移除警示牌，清理调试现场。3调试过程中可能发生的问题及处理措施3.1设备管线机械完工情况较差导致系统调试过程不顺利热油系统设备管线机械完工情况较差，会导致整个系统调试过程不顺利。针对此类情况，调试之前机械电气仪表各专业必须与调试方进行有效沟通，提前查验各设备完工资料和状态、管线水压和气密试验报告，试运转泵类设备，确保各单体设备处于正常备用状态。此外，调试之前应组织各方召开沟通协调会，同时开展热介质油系统调试的 JSA（Job Safety Analysis，风险分析），使可能遇到的风险和突发情况都有应对控制措施。3.2热介质循环泵运转异常需根据泵不同的运转状态给出相应的解决措施：如果是发生异常噪声、泵体温度异常升高，此时可能是泵体被抽空产生了气蚀，需要立即停止锅炉升温，启动备用泵，保持系统运转，同时停止异常运转的泵，及时排除泵内气体，泵体温度下降后才可再次启动该泵；如果是泵热油循环量不足、泵出口压力较低，此时可能是泵入口滤器或叶轮入口被杂质堵塞，需启用备用泵和滤器，保持系统正常运转后清理滤器杂质和叶轮入口；如果是系统缺油导致的故障，则应立即向膨胀罐补充热油。3.3系统中金属杂质较多该问题很大程度是因为各方未能尽到监督管理责任造成施工方对管线流程清洗吹扫不到位，造成过多的金属杂质仍存在于系统管线中。此时应尽可能多地更换每个节点的滤网或更换成目数更多的滤网，从而过滤掉系统中的金属杂质。此外，热油系统正常运转 3 个月之后，应对热油取样返回陆地专业机构化验，如果油品各项参数不合格则应及时更换系统热油，以免产生更严重的后果。3.4热油流量低系统运行过程中出现热油流量低可能的原因及应对措施是：系统中有阀门未打开，有堵塞现象，应检查流程中阀门是否都完全打开，排除堵塞现象；各过滤器堵塞，应检查各滤器，并清理滤网；系统中缺油，应及时向系统中补充导热油，补油过程仍应遵循上述脱水过程执行。3.5锅炉燃烧器点火失败或火焰建立后异常熄火（1）器点火失败可能的原因及应对措施是：燃烧器空气与燃料配比未调整好，应重新调整合适的空气与燃料配比；燃料压力设定不合适，应重新调整燃料的入口压力；燃料电磁阀损坏，应更换新的燃料电磁阀；点火电极未产生火花，应检查点火电极调整合适位置或更换。（2）火焰建立后异常熄火可能的原因及应对措施是：火焰检测器受污染或损害，应检查火焰检测器，清理污物或更换；燃料供给压力不稳定，应检查燃料供给流程，确保压力稳定；火焰信号放大器损坏，应更换信号放大器。4结束语综上所述，对于海洋石油新建平台来说，热介质油系统调试是一项复杂且又至关重要的施工作业，关系到后期油田原油生产流程能否稳定运行。作为生产方，应全程参与整个系统调试过程，从调试方案的编写学习（重点关注热油脱水工艺过程）到调试前机具物料的准备、到调试过程的沟通配合发现问题的及时妥善解决、再到调试结束后总结思考，从而为之后平台拖到海上安装完成投产奠定坚实的基础。只有这样才能保障调试工作过程中的工作效率，减小劳动强度，延长热油使用寿命，避免重新更换整个系统热油，大幅降低人力消耗和经济损失。参考文献1施建新.导热油锅炉技术特性和发展概况综述 J.导热油锅炉技术，1992（2）：1-6.2汤汉文.有机载热体炉脱水新法初探 J.染整技术，1996，18（5）：40-41.编辑吴建卿16