王雪梅(中國(guó)石油遼河油田分公司冷家油田開(kāi)發(fā)公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010)

提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率的技術(shù)與措施

王雪梅(中國(guó)石油遼河油田分公司冷家油田開(kāi)發(fā)公司， 遼寧 盤(pán)錦 124010)

當(dāng)前，在能源行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)的油氣開(kāi)采效率不斷提升。油氣能源是影響現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的重要能源，但同時(shí)也是珍貴能源，人們對(duì)油氣的需求是供不應(yīng)求的，因此不斷提高油氣開(kāi)采效率是必然趨勢(shì)。而在油氣開(kāi)采過(guò)程中，對(duì)注汽鍋爐的運(yùn)用關(guān)系著最終開(kāi)采效率。分析注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的原因，找出有效的提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率的方法，是促進(jìn)油氣開(kāi)采效率提高的必要手段。本文主要分析了注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的原因，并提出了提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率的措施建議。

注氣鍋爐；熱損失；熱效率

目前，稠油和超稠油是很多油氣田的主要開(kāi)采對(duì)象，而在油氣開(kāi)采過(guò)程中，常用的開(kāi)采方式是稠油熱采技術(shù)。稠油熱采需要應(yīng)用高品質(zhì)的蒸汽，而其蒸汽的來(lái)源則是注汽鍋爐。只有提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率，才能夠提升蒸汽品質(zhì)，進(jìn)而提升稠油熱采效率。但在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)注汽鍋爐的運(yùn)行熱效率較低，需要認(rèn)真分析其熱損失的原因，找出熱損失來(lái)源，采取科學(xué)的措施，提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率。筆者結(jié)合實(shí)際，分析了注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的原因，并提出了提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率的措施建議，僅供參考。

1 注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的原因

注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的主要原因在于較高的排煙損失。排煙溫度和空氣系數(shù)是影響鍋爐排煙損失的兩個(gè)主要因素?？諝庀禂?shù)所代表的是實(shí)際的排煙量，一般情況下，注汽鍋爐的空氣系數(shù)約為1.15，如果超過(guò)了1.15則代表排煙量超出了正常水平。排煙溫度和排煙量影響注氣鍋爐排煙損失主要有以下三種情況：①在空氣系數(shù)正常的情況下，排煙溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)，因此導(dǎo)致嚴(yán)重的排煙損失；②在排煙溫度正常的情況下，空氣系數(shù)過(guò)高，因此導(dǎo)致較高的排煙損失；③空氣系數(shù)與排煙溫度均超過(guò)了正常標(biāo)準(zhǔn)，在二者的共同作用下，導(dǎo)致較高的排煙損失。深入分析排煙溫度高的原因可知，注汽鍋爐中水及蒸汽與煙氣的換熱，輻射段：對(duì)流段為6：4，輻射段在運(yùn)行中一般正常，對(duì)流段煙-水換熱器可分為光管換熱器與翅片管換熱器兩組。將對(duì)流室打開(kāi)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，翅片管換熱器組中沉積的煙垢比較嚴(yán)重，影響了其實(shí)際換熱效果，對(duì)流段換熱量＜40%。在注汽鍋爐的尾部會(huì)每隔15d左右進(jìn)行一次吹灰，在吹灰前，其排煙溫度可高達(dá)300℃，而在吹灰后明顯降低，一般會(huì)降低到＜240℃。注汽鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)計(jì)排煙時(shí)，氧氣的含量應(yīng)在4%-6%左右，二氧化碳的含量應(yīng)在12%-14%左右，空氣系數(shù)應(yīng)當(dāng)＜1.2?，F(xiàn)在常用的注汽鍋爐一般是選用北美燃燒公司6131型燃燒器，其針對(duì)重油、輕油、天然氣分別有A、B、C三種凸輪以實(shí)現(xiàn)調(diào)風(fēng)。在注汽鍋爐的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，引起工況變化的主要因素之一是燃料種類(lèi)的不穩(wěn)定性，很難通過(guò)手工將風(fēng)量與燃料調(diào)節(jié)到最佳比值。

2 提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率的措施

2.1 空氣系數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

采用空氣系數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，可有效提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率。該調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要分為檢測(cè)部分、控制部分以及調(diào)節(jié)部分這三大部分。其中檢測(cè)部分的主要職能是進(jìn)行氧量的檢測(cè)及傳輸，其主要構(gòu)件是傳感器和變換器，其主要材質(zhì)是氧化鋯，氧化鋯氧量傳感器具有精度高、支持連續(xù)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，且氧化鋯材料在700℃以上的高溫下具有良好的氧離子傳導(dǎo)性能。控制部分的主要職能是根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳達(dá)控制命令，其主要是由586工業(yè)控制機(jī)和Paragon 550軟件控制組構(gòu)成，為確保控制精度及控制的穩(wěn)定性，應(yīng)用了積分自適應(yīng)控制和積分分離式比例，另外還運(yùn)用了模糊控制、失效控制、條件控制等多種控制方法。調(diào)節(jié)部分的主要職能則是進(jìn)行配風(fēng)調(diào)節(jié)工作，其主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)械風(fēng)門(mén)，不過(guò)其在注汽鍋爐中安裝比較困難，且靈活性和精度較差，所以也可改為使用逆變器控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。

2.2 化學(xué)清煙垢技術(shù)

化學(xué)清煙垢技術(shù)主要包括：測(cè)試分析燃油的化學(xué)組成、測(cè)定分析煙垢的化學(xué)組成、研究討論煙垢的生成機(jī)理、研究篩選除垢劑的性能、實(shí)驗(yàn)測(cè)試除垢劑的室內(nèi)性能以及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)分析。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，基本了解了注汽鍋爐在運(yùn)行燃燒過(guò)程中的工況特點(diǎn)。取樣分析得到煙垢的組成特點(diǎn)，分析成垢的因果，再據(jù)此確定除垢劑的具體化學(xué)性能成份。先對(duì)各種選定劑進(jìn)行室內(nèi)化學(xué)性能試驗(yàn)，然后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)擬定清垢配方。有效的除垢劑能夠使煙垢變得松脆、龜裂，最終脫落。

2.3 余熱回收技術(shù)

一般注汽鍋爐都屬于臥式直流鍋爐，23 t/h鍋爐排煙處距離進(jìn)風(fēng)口約30m，這種情況致使其無(wú)法利用余熱來(lái)預(yù)熱空氣，因?yàn)檫@會(huì)引起龐大的風(fēng)道系統(tǒng)。根據(jù)作業(yè)流程來(lái)看，通過(guò)對(duì)回收的余熱在加熱泵前給水來(lái)進(jìn)行余熱回收是可行的，其對(duì)回收裝置的承壓要求不高，但對(duì)換熱器的抗腐蝕性能和導(dǎo)熱性能要求較高。所以在實(shí)際應(yīng)用中，必須要選擇防腐性能和導(dǎo)熱性能較好的換熱器。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，注汽鍋爐是油氣開(kāi)采中的一項(xiàng)重要設(shè)備，為了提高油氣開(kāi)采效率，必須先提高注汽鍋爐的運(yùn)行熱效率。注氣鍋爐運(yùn)行熱損失的主要原因在于較高的排煙損失，若想提高注氣鍋爐運(yùn)行熱效率，可采用空氣系數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)、化學(xué)清煙垢技術(shù)以及余熱回收技術(shù)等相關(guān)技術(shù)措施。

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王雪梅，工程師，2001年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院(石油與天然氣工程專(zhuān)業(yè))，從事質(zhì)量監(jiān)督工作。