袁天瑜（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表所，遼寧 盤錦 124010）

油田注汽鍋爐熱效率影響因素分析

袁天瑜（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表所，遼寧 盤錦 124010）

近年來，隨著我國油氣行業(yè)的發(fā)展，對油氣開采效率的要求也在不斷提高。在油田開采開發(fā)過程中，需要運(yùn)用到一系列設(shè)備，注汽鍋爐就是其中之一。本文主要探討了油田注汽鍋爐熱效率影響的相關(guān)因素。

油田；注汽鍋爐；熱效率；影響因素

我國很多油田在開采開發(fā)中是以開采稠油和超稠油為主，其常用的開采方式是稠油熱采。在稠油熱采過程中，需要用到高品質(zhì)的蒸汽，而提供蒸汽的主要設(shè)備是注汽鍋爐。為了提高蒸汽的品質(zhì)，需要提高油田注汽鍋爐的熱效率。但在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，油田注汽鍋爐的熱效率有時較低，熱損失比較大。綜合來看，油田注汽鍋爐的熱損失主要來自于排煙、爐體散熱以及氣體未完全燃燒。而影響注汽鍋爐熱效率的因素也較多，本文主要針對這方面問題進(jìn)行了分析。

1 油田注汽鍋爐熱效率的測定

1.1 測定依據(jù)及現(xiàn)狀問題

現(xiàn)階段，我國對于注汽鍋爐熱效率的測定，主要是依據(jù)《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》。但是，由于該規(guī)范目前尚不是十分完善，其中并沒有專門針對油田熱采這方面的注汽鍋爐熱效率測定做出詳細(xì)和明確的說明，因此導(dǎo)致在實(shí)際測定時，由于各企業(yè)對于規(guī)定理解的不同，存在很多不統(tǒng)一、不準(zhǔn)確的地方。其次，在燃料計量、蒸汽干度測試等測定環(huán)節(jié)中，影響測定結(jié)果的因素較多，加之注汽管網(wǎng)和天然氣壓力波動等對鍋爐運(yùn)行參數(shù)的影響較大，也都影響了測定結(jié)果。

1.2 測定準(zhǔn)確性研究

1.2.1 蒸汽干度測量

目前，測量蒸汽干度的主要方法是電導(dǎo)儀法。電導(dǎo)儀的優(yōu)點(diǎn)在于使用操作簡單，數(shù)據(jù)讀取方便快捷，但是缺點(diǎn)也十分明顯，就是測量的準(zhǔn)確性較差。為了提升其測量精度，需要做好以下三點(diǎn)：①定期檢定：通過定期檢定，可以盡可能地減小電導(dǎo)儀的示值誤差；②縮短每次檢測間隔時間：由通常的2小時檢測一次，改成每隔15分鐘檢測一次，因?yàn)樽⑵芫W(wǎng)和天然氣壓力波動等對鍋爐運(yùn)行參數(shù)的影響較大，所以蒸汽干度往往并不穩(wěn)定，只有提高檢測頻率，才能夠得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果；③合理選擇儀器量程：若想得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，必須要選擇合適的儀器量程，若電導(dǎo)儀的儀器量程不合理，則所得到的測量結(jié)果也會存在較大偏差，所以必須要合理選擇儀器量程。

1.2.2 散熱損失計算

《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》中建議使用查表法來計算注汽鍋爐的散熱損失。但是在現(xiàn)實(shí)中，由于實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)的缺乏，所以導(dǎo)致很難通過查表來得到實(shí)際熱損失。因此，只能夠通過測試數(shù)據(jù)來計算結(jié)果。筆者經(jīng)過實(shí)驗(yàn)計算，得出的結(jié)果詳見表1。

表1 注汽鍋爐散熱損失

1.2.3 氣體不完全燃燒熱損失測試

目前在煙氣分析中，一般是通過煙氣分析儀器來實(shí)現(xiàn)，主要分析的可燃?xì)怏w包括一氧化碳、氫氣、甲烷等，但由于這些氣體中通常都只含有極微量的煙氣，所以在氣體不完全燃燒熱損失測試時結(jié)果幾乎為零。分析大量測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，注汽鍋爐的反平衡熱效率，往往都比正平衡熱效率高很多，所以可以猜測除散熱損失、鍋爐積灰、結(jié)焦熱損失以及測試誤差等因素外，還可能存在一些可燃?xì)怏w熱損失無法通過煙氣分析儀器測量出來。利用氣相色譜儀在注汽鍋爐熱平衡測試中進(jìn)行取樣分析發(fā)現(xiàn)，其煙氣中含有微量的以戊烷為主要成分的可燃?xì)怏w，約占總?cè)莘e的0.05%～0.08%，而其不完全燃燒所產(chǎn)生的熱損失約為1.5%～3.5%?？梢娺@些可燃?xì)怏w的含量在一定程度上影響著注汽鍋爐熱效率的測定。

1.2.4 鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失測試

鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失的測試方法在《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》中也有相關(guān)規(guī)定。但是，由于油田注汽鍋爐的結(jié)構(gòu)存在一定的特殊性，所以難以按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來測定鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灰渣中約含有62%的可燃物，所以可以推測其熱損失不會超過1%（燃?xì)忮仩t）或1%4%（燃油鍋爐）。

2 注汽干度對油田注汽鍋爐熱效率的影響

在同一鍋爐給水量和煙氣含氧量下，不同的鍋爐和干度，對熱效率的測試結(jié)果有著一定的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，注汽干度主要影響著鍋爐的熱效率、排煙溫度及注汽單耗等，詳見表2。

表2 注汽干度的影響

3 負(fù)荷率對鍋爐的影響

一般外部注汽管網(wǎng)影響著油田注汽鍋爐的運(yùn)行壓力和負(fù)荷。在同一蒸汽干度和煙氣含氧量下，通過不同的鍋爐給水量和燃料量得到不同的鍋爐負(fù)荷量，測試不同的鍋爐熱效率，發(fā)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷對鍋爐有著較大的影響，詳見表3。

表3 負(fù)荷率的影響

4結(jié)語

綜上所述，觀目前的油田注汽鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀來看，其普遍存在著熱效率偏低的現(xiàn)象，這無疑造成了較大的能源損失。而若想減少這部分損失，提高注汽鍋爐的熱效率，首先就要對影響其熱效率的因素進(jìn)行深入分析。

[1]劉琴.油田注汽鍋爐熱效率影響因素分析[J].新疆石油科技，2015，(04):60-65.

[2]劉廣鑫，吳明，賈馮睿，董珊珊，柳璐，高媛.油田注汽鍋爐操作參數(shù)對熱效率的影響[J].工業(yè)加熱，2014，(03):13-15+19.