2019水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施(上).docx

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1、水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施(上)　　摘要]该文调查了卧89井水套加热炉的腐蚀情况，结合设备维修和技术改进的现场经验，纠正了四川天然气田生产中设计水套加热炉只考虑硫化氢腐蚀，忽略烟气中二氧化碳腐蚀的论点。　　关键词：水套加热炉腐蚀分析防腐措施　　1前言　　XX气矿卧89井属于卧龙河气田后期开采的石炭系气藏，在天然气的生产中该气井使用了一台水套加热炉。水套加热炉是一种为天然气加热的间接加热器，以天然气作为燃料，火头喷出火焰，随着对流作用，高温烟气向后流动，由火筒经过烟道从出口进入烟箱，然后经烟囱排入大气。在该流动过程中，高温烟气加热火筒、烟道，然后使水套中的水被加热，再通过

2、热水将浸浴于其中的高压管线里的天然气加热到指定温度以上，使天然气在降压过程中产生节流降温效应时不发生水化物冰堵。以前，在四川天然气田的生产中设计水套加热炉时，只考虑硫化氢腐蚀，忽略烟气中二氧化碳腐蚀，在卧龙河气田的现场使用中频频发生水套加热炉的火筒、烟道、烟箱腐蚀穿孔导致漏水的实例。　　2烟道堵塞现象　　1999年2月上旬，卧89井的水套加热炉出现了火焰从火筒向外回火，　　经过停炉、卸开烟箱封头后，发现封头处的烟箱四周的金属内壁附有一层褐色铁锈块，经过清除刨出铁锈渣，这次共掏出铁锈渣达5kg。然后，安装好烟箱封头，对水套加热炉的火头恢复点火，保温运行正常。烟气从火筒经过水平

3、烟道充分进行热交换后，再从垂直的烟囱对流排出去，各项工况指标运行正常，但是出现了烟囱、烟箱封头、火头处滴水。　　3烟道堵塞的原因分析及腐蚀机理　　3.1烟道堵塞导致回火的原因　　碳钢的腐蚀产物遍布烟道内壁，破碎后堆积堵塞烟道，降低烟道的流通能力。如果6根烟道均被铁锈渣堵塞，当阻力作用大到使烟气不能正常流过水平烟道时，烟气只能改变流动方向从风门处向外回火，使水套加热炉里烟气的热交换面积由正常的4.865m2减少为0.857m2，导致排出的烟气温度高达80～90℃，带走的热量多，热效率低，保温效果差。　　3.2烟气的组分分析　　燃料是卧89井自产的天然气，助燃剂空气是通过对流自

4、然抽入，燃烧后的烟气从火筒Φ273×7×1500流进6根水平烟道Φ76×6×2500，充分进行热交换后，再从垂直的烟囱以对流方式排出去，烟气的压力是1atm。　　在1atm下，甲烷燃烧的浓度范围5～15%，现在分析1m3甲烷的燃烧情况:　　3.2.1甲烷占5%，完全燃烧，燃烧前后气体总体积不变　　CH4+2O2→2H2O↑+CO2↑+热量Q　　燃烧前总体积20m3：1m3CH4，19m3空气。　　燃烧后总体积20m3：2m3H2O，1m3CO2，17m3空气剩余量。　　3.2.2甲烷占15%，燃烧不完全，燃烧后气体总体积有增加　　CH4+1.5O2→2H2O↑+CO↑+热量

5、Q　　燃烧前总体积6.67m3：1m3CH4，5.67m3空气。　　燃烧后总体积7.04m3：1.5m3H2O，0.75m3CO，剩余0.25m3CH4，4.54m3空气剩余量。　　3.3烟气中产生冷凝水　　1999年2月11日17：00，阴天，大气温度11℃。卧89井生产参数：井口油压12.6MPa，套压13.6MPa，井口温度28℃，瞬产7.6万m3/d，使用水套加热炉保温，一级节流后压力11.2MPa，进水套加热炉前气流温度24℃，加热后，出水套加热炉后气流温度31.5℃；二级节流后压力10.7MPa，气流温度31℃；三级节流后压力5.9MPa，气流温度14℃；水套里

6、的水温33℃，烟箱里的烟气温度22℃。烟囱、烟箱滴水严重。水套加热炉自耗气2.5m3/h。