高中林 邢世鈺 呂興軍 何文新

（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠 黑龍江大慶）

一、問(wèn)題的提出

車(chē)載鍋爐是應(yīng)用于油田井下作業(yè)中的一種特種設(shè)備，鍋爐固定安裝在與汽車(chē)大梁相連的金屬構(gòu)架上，因其可移動(dòng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用方便，在油田生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。車(chē)載鍋爐可以提供高溫、高壓水及蒸汽，用于油田清除油水井管桿、管線(xiàn)結(jié)蠟，加熱原油；對(duì)井口裝置及其他需要的場(chǎng)合提供解凍、清洗用蒸汽，可用于冬季對(duì)設(shè)備、井口、管線(xiàn)和其他設(shè)施的解凍和提供清洗熱水。

大慶油田采油九廠作業(yè)大隊(duì)有6臺(tái)車(chē)載鍋爐，其中5臺(tái)為蘭州通化生產(chǎn)的ZQS1.0-6.0/280-YC型直流蒸汽鍋爐，在使用中發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題。

1.鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作空間小

鍋爐由柴油機(jī)、離合器、減速器、風(fēng)機(jī)、爐體、燃燒器、盤(pán)管及水箱等部件組成。各部件分開(kāi)布置在鍋爐工作艙內(nèi)，部件體積大而多，管線(xiàn)連接繁亂，造成鍋爐艙內(nèi)空間狹小，操作維護(hù)不便。

2.鍋爐自動(dòng)化程度低，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力

鍋爐運(yùn)行由柴油機(jī)提供動(dòng)力，從啟動(dòng)到釋放出蒸汽需10個(gè)操作步驟（圖1），整個(gè)過(guò)程一般需要15～20 min，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

圖1 ZQS1.0-6.0/280-YC型直流蒸汽鍋爐啟動(dòng)操作流程

3.鍋爐散熱損失大，傳熱效率低

鍋爐運(yùn)行過(guò)程中主要熱量損失：一是鍋爐水在爐體盤(pán)管內(nèi)的運(yùn)行距離短（一個(gè)回程），燃燒器產(chǎn)生的煙氣不能充分將水加熱，大部分熱量被煙氣帶走，從而使排煙溫度高達(dá)270℃ ；二是整個(gè)爐體暴露在空氣中（爐壁溫度達(dá)到40℃），爐體高溫與室外低溫空氣形成熱傳遞，造成熱量損失。由此造成鍋爐的熱效率只有75%～80%。

4.出口蒸汽壓力、溫度參數(shù)需優(yōu)化

在井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鍋爐出口蒸汽壓力＞1.0 MPa或溫度＞150℃以上時(shí)，蒸汽管線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈抖動(dòng)的現(xiàn)象，操作者很難握住蒸汽管線(xiàn)進(jìn)行清洗操作，因此出口蒸汽管線(xiàn)壓力需控制在1.0 MPa以下。ZQS1.0-6.0/280-YC型直流蒸汽鍋爐設(shè)計(jì)最高出口蒸汽壓力6.0 MPa及出口溫度280℃，原車(chē)設(shè)計(jì)參數(shù)偏大，并不是生產(chǎn)中最優(yōu)參數(shù)。

二、立式水冷一體化車(chē)載鍋爐

針對(duì)ZQS1.0-6.0/280-YC型直流蒸汽鍋爐存在的上述問(wèn)題，對(duì)該鍋爐進(jìn)行改進(jìn)，與專(zhuān)業(yè)制造廠家研究設(shè)計(jì)出一種新型LSS0.2-1.0/160-Y（Q）立式水冷一體化車(chē)載鍋爐（LS——立式，S——水冷，額定供熱量0.2 MW，出口蒸汽額定壓力1.0 MPa，出口蒸汽溫度160℃），實(shí)現(xiàn)鍋爐部件結(jié)構(gòu)一體化、燃燒系統(tǒng)一體化及控制系統(tǒng)一體化。

部件結(jié)構(gòu)一體化是將爐體置于水箱之中，對(duì)鍋爐艙內(nèi)的設(shè)備部件進(jìn)行整合，從而達(dá)到增大操作空間，操作維護(hù)方便的目的。燃燒系統(tǒng)一體化是將燃燒器、風(fēng)機(jī)、油泵、點(diǎn)火裝置等鍋爐燃燒運(yùn)行裝置及功能集成于一體，從而使鍋爐的燃燒系統(tǒng)高效安全運(yùn)行。

控制系統(tǒng)一體化是將鍋爐點(diǎn)火、吹風(fēng)、啟動(dòng)水泵及運(yùn)行綜合控制，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐的簡(jiǎn)便、快速啟動(dòng)操作。

上述改進(jìn)充分利舊，是在廠作業(yè)大隊(duì)原有蘭州通用機(jī)器有限公司生產(chǎn)的ZQS1.0-6.0/280-YC型鍋爐車(chē)基礎(chǔ)上進(jìn)行，利用了原車(chē)北方奔馳2629型底盤(pán)。

LSS0.2-1.0/160-Y（Q）型立式水冷一體化車(chē)載鍋爐與傳統(tǒng)的鍋爐相比，在空間結(jié)構(gòu)、熱效應(yīng)、耐用性及環(huán)保節(jié)能等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。

1.一體化結(jié)構(gòu)布置緊湊，增大操作空間

將爐體置于水箱之中的一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決其他老式鍋爐艙內(nèi)空間狹小，管線(xiàn)連接雜亂、爐體需加設(shè)隔熱層等弊端。

充分利用鍋爐的排煙余熱，對(duì)水箱進(jìn)行保溫，提高鍋爐熱效率，同時(shí)水箱又能隔絕爐體內(nèi)的熱量向外散失，避免了操作者被爐壁燙傷。

2.一體化燃燒系統(tǒng)，提高鍋爐熱效率

將燃燒系統(tǒng)部件置于爐體頂部，燃燒器、風(fēng)機(jī)、油泵、點(diǎn)火裝置集成于一體，不僅使鍋爐快速點(diǎn)火啟動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)煙氣在爐體內(nèi)的五回程走向，提高了鍋爐的熱效率，可達(dá)到92.05%，較之前提高了12.05%。

3.一體化控制系統(tǒng)，啟動(dòng)快速操作簡(jiǎn)便

鍋爐啟動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)鍋爐的點(diǎn)火、吹風(fēng)、啟動(dòng)水泵，操作人員只需按動(dòng)2個(gè)按鈕，2 min即可完成鍋爐的啟動(dòng)運(yùn)行操作。另外，鍋爐上裝有壓力及溫度傳感器，當(dāng)鍋爐壓力或溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉燃燒系統(tǒng)和水泵，當(dāng)壓力或溫度降低后，系統(tǒng)又會(huì)重新啟動(dòng)燃燒系統(tǒng)和水泵。

三、應(yīng)用效果

LSS0.2-1.0/160-Y（Q）型立式水冷一體化車(chē)載鍋爐解決了老式鍋爐爐膛易壞、漏風(fēng)、高耗能問(wèn)題，鍋爐的散熱損失明顯降低，黑龍江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院鍋爐能效測(cè)試表明，鍋爐的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均得到有效改善（表1）。

LSS0.2-1.0/160-Y（Q）型立式水冷一體化車(chē)載鍋爐在廠作業(yè)大隊(duì)?wèi)?yīng)用70口井，結(jié)果表明，提高了工作效率，工作時(shí)間由原來(lái)的單井7～8 h減少到4～5 h，改進(jìn)前鍋爐車(chē)每天可作業(yè)1口井，改進(jìn)后每天可作業(yè)2口井。

表1 改進(jìn)前后鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

四、結(jié)論

LSS0.2-1.0/160-Y（Q）型立式水冷一體化車(chē)載鍋爐空間布置合理，電機(jī)傳動(dòng)替代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，減少離合器、傳動(dòng)箱等部件；燃燒系統(tǒng)集成自動(dòng)化程度高，故障頻次少，操作簡(jiǎn)便。

LSS0.2-1.0/160-Y（Q）型立式水冷一體化車(chē)載鍋爐實(shí)際應(yīng)用證明，在同等工作條件下，鍋爐燃燒系統(tǒng)熱效能得到了更充分的利用，節(jié)省燃料效果顯著，工作效率更高。