劉 勇

（西部鉆探吐哈鉆井公司物資裝備科，新疆鄯善838200）①

鉆井動(dòng)力機(jī)組排煙余熱回收應(yīng)用

劉 勇

（西部鉆探吐哈鉆井公司物資裝備科，新疆鄯善838200）①

通過多功能余熱回收裝置的應(yīng)用研究，充分利用柴油機(jī)廢煙氣熱，通過換熱循環(huán)給柴油罐伴熱，用0＃柴油即可以滿足冬季施工要求，使柴油機(jī)的排煙溫度降到115℃左右，減少對(duì)環(huán)境的污染；同時(shí)利用余熱回收產(chǎn)生的高溫蒸汽及時(shí)給井場(chǎng)清污解凍，方便施工操作，提升施工速度。多功能余熱回收裝置的應(yīng)用既實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排又解決了污染環(huán)境的問題，達(dá)到了降低鉆井生產(chǎn)成本的目的。

動(dòng)力機(jī)組，排煙，余熱，回收利用

油田現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)配套的發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)都屬于高能耗設(shè)備，排煙溫度一般在300℃左右，這樣不僅造成能源的浪費(fèi)，也不符合節(jié)能減排的理念。鉆井隊(duì)在冬季施工時(shí)，由于環(huán)境溫度很低，如果在低于允許的工作溫度之下使用0＃柴油，柴油就會(huì)析出蠟質(zhì)，堵塞油管。因此，為了安全生產(chǎn)一般會(huì)使用－20?！?5＃柴油來代替0＃柴油，增加了生產(chǎn)成本。鉆井現(xiàn)場(chǎng)為了冬季保溫需要，配備燃煤蒸汽鍋爐作為保溫設(shè)備，用于管道及設(shè)備的解凍及重油污的清洗，這些設(shè)備的能耗很高，而且升溫時(shí)間長(zhǎng)，影響了施工進(jìn)度。

1 余熱回收裝置工藝流程

余熱回收裝置安裝在發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)煙囪上，工藝流程如圖1。

2 余熱回收裝置主要技術(shù)指標(biāo)

DYR125-65／120型多功能余熱回收裝置設(shè)備主要由熱水型余熱回收器、蒸汽余熱回收器、水箱、泵閥、控制系統(tǒng)、管線組成。

圖1 余熱回收裝置工藝流程

1） 熱水型余熱回收器 ?662×2 180，進(jìn)出口：管?38 mm×3 mm。

2） 蒸汽余熱回收器 ?662×2 180，進(jìn)出口：管?19 mm×2.5 mm。

3） 水箱 4.5 m3。

4） 泵閥室 主要有熱水離心泵和蒸汽給水泵。

熱水循環(huán)泵 額定流量12.5 m3／h，揚(yáng)程32 m，電機(jī)功率4 k W。

蒸汽給水泵 額定流量3 m3／h，揚(yáng)程88 m，電機(jī)功率2.2 k W。

5） 控制系統(tǒng) 控制柜、電接點(diǎn)溫度計(jì)。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

2013-01-20，吐哈鉆井公司50637隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)蒸汽余熱回收裝置進(jìn)行了測(cè)試，循環(huán)數(shù)據(jù)如表1。在水箱水溫達(dá)到30℃以上時(shí)，啟動(dòng)換熱裝置開始運(yùn)行，適度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)水閥門。經(jīng)過5 min即可不間斷產(chǎn)生120℃以上蒸汽，快捷方便，完全可以滿足清洗和解凍的要求。升溫速度快，只要一按開關(guān)，打開閥門5 min解決問題，是現(xiàn)場(chǎng)其他加熱方式達(dá)不到的。

表1 2013-01-20余熱回收循環(huán)數(shù)據(jù)

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

鉆井隊(duì)冬季施工的成本通常比其他季節(jié)高，僅使用燃煤蒸汽鍋爐燃料費(fèi)用約￥20萬元／季。在冬季作業(yè)的時(shí)候，一般每年的11月份到下年的3月份合計(jì)5個(gè)月時(shí)間，對(duì)于不同的區(qū)域和不同的溫度條件通常采用－10＃、－20＃和－35＃柴油，使用不同標(biāo)號(hào)柴油作為燃料的費(fèi)用情況如表2。

由表2看出：即使不計(jì)加熱設(shè)備的使用費(fèi)用，1個(gè)冬季應(yīng)用熱水型余熱回收器，用0＃柴油替代高標(biāo)號(hào)柴油產(chǎn)生效益即可回收設(shè)備投資。

表2 每年冬季使用不同柴油的費(fèi)用情況

3.3 建議事項(xiàng)

在溫度低于－15℃的地區(qū)使用時(shí)，為確保井場(chǎng)上全部熱量都能得到有效的利用，應(yīng)配備2臺(tái)熱水余熱回收器、2臺(tái)蒸汽余熱回收器。柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況穩(wěn)定，2臺(tái)熱水余熱回收器安裝在柴油發(fā)電機(jī)上，只要井場(chǎng)用電就有足夠的余熱可回收，保證柴油罐中柴油溫度穩(wěn)定。2臺(tái)蒸汽余熱回收器安裝在主柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，因?yàn)橹鞑裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)距離井架較近，這樣減少了蒸汽管線的長(zhǎng)度，能保證蒸汽在較大范圍能使用。如果在氣溫較低，水箱溫度低于45℃時(shí)，可以開啟蒸汽余熱回收器，把蒸汽余熱回收器的水量調(diào)節(jié)為最大，關(guān)閉蒸汽噴槍的閥門，給水箱補(bǔ)充熱量。這樣就可保證在溫度低于－30℃的地區(qū)使用0＃柴油。

4 結(jié)論

1） 整套余熱回收裝置能正常穩(wěn)定運(yùn)行，能將排煙溫度從270℃左右降低到112℃左右，既可節(jié)能又可以減少高溫?zé)煔馀欧拧?/p>

2） 柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的排煙溫度越高時(shí)，余熱回收裝置的效果越好，回收的熱量高于70 k W。

3） 在環(huán)境溫度達(dá)到－10℃時(shí)，使用單臺(tái)余熱回收裝置，可以保證柴油罐的柴油溫度在15℃以上，可以使用0＃柴油代替裝置使用－20＃～－35＃柴油，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。

4） 鉆井正常作業(yè)時(shí)，可連續(xù)產(chǎn)生120℃以上溫度的蒸汽，用于鉆井生產(chǎn)需要及職工取暖。

［1］ 張梁，梁政，鄧雄，等.增壓站天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方案研究［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2009，38（7）：32-35.

［2］ 王凱，曹鋒，邢子文.一種新型余熱回收高溫?zé)岜脵C(jī)組的性能研究［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，42（10）：123-126.

［3］ 馮黎明，高文志，秦浩，等.用于發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收的往復(fù)活塞式膨脹機(jī)熱力學(xué)分析［J］.天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，44（8）：11-16.

Application of Flue Gas Waste Heat Recovery and Utilization in Drilling Unit

LIU Yong
（Materials and Equipment Department，Tuha Drilling Company，XDEC，Shanshan 838200，China）

Through the application of multifunctional heat recovery device，diesel engine waste gas heat was fully made use of，and the heat cycle was used for diesel oil tank heating tracer，which resulted that 0＃diesel engine can satisfy the requirements of winter construction，meanwhile the exhaust temperature of diesel engine was dropped to about 115℃reducing the pollution of the environment，high temperature steam from waste heat recovery was used in a timely manner for the well site cleaning thawing，to have convenient operation，and to enhance the speed of construction.Application of multifunctional heat recovery device can not only achieve the energy-saving emission reduction and solve the problem of the pollution of the environment as well，to reduce the drilling cost of production.

power unit；exhaust；waste；recycling

TE924

B

10.3969／j.issn.1001-3842.2014.07.024

1001-3482（2014）07-0090-03

2014-01-15

劉 勇（1974-），男，新疆哈密人，工程師，主要從事鉆井設(shè)備管理工作，E-mail：liuyong020＠cnpc.com.cn。