陶瓷柱塞在注汽锅炉的应用论文.doc

陶瓷柱塞在热注系统的应用杨 刚作者简介：杨刚（1978），男，工程师，2006年毕业于东北大学工程热物理专业，现在辽河金马油田开发公司生产技术科从事油气田生产管理工作。电话 （1.辽河油田公司金马油田开发公司，辽宁 盘锦 124010）摘要：蒸汽吞吐是稠油区块的主要开采方式，高压柱塞泵在注汽站中承担着向蒸汽锅炉连续稳定供水的任务，常规柱塞在运行中由于磨损、腐蚀等原因更换频繁，严重影响注汽生产的正常运行。为此研制并应用新型高耐磨、抗腐蚀的陶瓷柱塞，有效延长柱塞使用寿命，从而达到了降低生产成本、减轻工人劳动强度、提高注汽时率的目的。关键词：稠油开采；注汽锅炉； 陶瓷柱塞； 注汽时率引 言金马公司热注作业区在用的15台注汽锅炉均采用高压柱塞泵进行供水，高压柱塞泵中主要的易损件是柱塞，目前常规柱塞工作中经常发生损坏现象导致柱塞、盘根频繁更换，柱塞平均更换周期为2个月，在压力较高的注汽站中，更换周期甚至达不到一个月，而盘根则每月都要进行部分或全部更换，严重影响蒸汽生产的正常进行。一、 柱塞磨损原因研究由于高压水流的冲击和来水中不可避免的存在着微小的硬质颗粒，使柱塞表面最终因长时间往复运动导致出现划痕、甚至是明显的沟槽，致使表面粗糙造成密封接触不严密而产生渗漏。柱塞运行中直接接触盘根，盘根由高分子材料制成，具有很好的韧性、弹性，为了保证滴漏量必然应使盘根以非常大的压力包裹在柱塞周围，在长期连续工作条件下金属柱塞越来越粗糙的表面产生的硬性拉、扯，加速了盘根破坏，形成柱塞与盘根同步损坏的恶性循环，最终造成盘根相对其他泵配件更高的更换频率。二、 陶瓷柱塞的研制工业结构陶瓷材料是国家“863”项目重大研究课题，也是国家在“十一五”期间重点推广的新材料。使用工业结构陶瓷这种高性能材料，来研制注汽高压泵陶瓷柱塞，能解决高压柱塞泵常规柱塞的早期损坏问题，提高注汽作业的工作效率和可靠性。三、陶瓷柱塞的应用相比较金属柱塞，陶瓷柱塞具有耐磨、耐腐蚀的特点，自2010年4月份起，陆续对8台锅炉给水柱塞泵更换陶瓷柱塞，共计更换24根。截止2010年底，统计试验数据如下：表1 2010年陶瓷柱塞泵应用情况统计表泵牌照号试验开始日期累计运行时间（h）柱塞及盘根更换情况渗漏情况（每分钟）101主体泵5月12日3479.2更换一次盘根30滴1601主体泵5月26日28596无30滴202主体泵5月16日3567.1无30滴901泵4月19日2441.5无30滴702主体泵5月7日3162.8无30滴501主体泵5月24日4752.7无30滴H2泵4月28日2185.5无30滴H4泵5月19日3680.5更换一次盘根30滴为了便于数据对比，统计了2010年1-4月份应用金属柱塞各泵的维护、使用情况：表2 2010年1-4月金属柱塞泵使用情况统计表序号泵牌照号运行时间更换柱塞（根）更换盘根（个）1101备用571.932131601炉131632141601备用267005202炉2042.7241686302炉1057.51237701炉2321.93708702炉28044849703炉停炉0010501炉211969611901炉1262.5107012902炉821.274913注水泵1257669614H1230434015H2停炉34016H3587.545017H4163234018H5627121总计（盘根含修复使用）84910从使用情况看，用于试验的24根陶瓷柱塞全年使用情况良好，表面无明显划痕、无沟槽。陶瓷柱塞相对于金属柱塞具有以下几个优点：1. 使用寿命较金属柱塞大大延长。从表中可以看出，应用金属柱塞的202炉运行时间为2042小时，期间更换柱塞24次，更换盘根168个，而应用陶瓷柱塞后，运行3567小时未发生柱塞更换现象。2. 整个使用期间,陶瓷柱塞所用泵总计仅两缸更换盘根，紧盘根次数大大减少，使盘根的寿命也相应增加。3. 大大减少了注汽生产中因更换柱塞和盘根而造成的停泵次数，保证了注汽锅炉高压柱塞泵工作压力的平稳性，有效提高了注汽效率。图1 活2站使用2185小时后的陶瓷柱塞 图2损坏后拆下的金属柱塞四、 应用效果分析 应用陶瓷柱塞前每年更换金属柱塞396根，每根550元；更换盘根4310个，每个55元，年累计维护费用为44万元；应用后，更换陶瓷柱塞24根，每根2000元；更换盘根1360个，年累计维护费用为12.3万元，年节约成本31.7万元。五、结论及建议针对热注锅炉柱塞泵频繁更换金属柱塞及盘根的现状，研制并应用了陶瓷柱塞，与传统金属柱塞相比，陶瓷柱塞具有耐磨、耐腐蚀性强的优点，能大大提高柱塞及盘根的使用寿命，从而实现了提高注汽效率，降低劳动强度的目的，有效降低生