馬向波

摘 要：本文對注汽鍋爐在稠油熱采注汽系統(tǒng)中發(fā)揮作用進行討論，鍋爐是油田熱采主要的耗能設備，提升其運行效率，降低其能耗能有效促進油氣開發(fā)的經濟性。調整過?？諝庀禂?shù)、適當降低蒸汽干度、應用先進技術等能有效提升鍋爐運行效率，本文是以此類因素出發(fā)，從降低排煙溫度、優(yōu)化燃料結構和安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)三方面探討相關措施來實現(xiàn)節(jié)能減排。

關鍵詞：注汽鍋爐；效率；節(jié)能

在稠油熱采注汽系統(tǒng)中，注汽鍋爐是一種重要設備，也是主要耗能設備。注汽鍋爐也較濕蒸汽發(fā)生器，生產過程中需要保持常年連續(xù)運轉，隨著使用數(shù)量的增加，運行過程中的壓力也越來越大，存在十分嚴重的熱損失，對注汽鍋爐運行效率帶來了嚴重影響。注汽鍋爐消耗的燃油較大，存在嚴重的浪費，使其整體節(jié)能效果較差。因此，分析注汽鍋爐的運行效率并探討降低能耗的措施來提升節(jié)能效果有著很重要的現(xiàn)實意義。

1 注汽鍋爐的運行效率分析

注汽鍋爐的熱效率直接影響其運行效率，從本質上看，提升熱效率就是要減少運行過程中出現(xiàn)的熱損失。降低注汽鍋爐的熱損失主要可以從下述幾個方面來實現(xiàn)。

1.1 調整過剩空氣系數(shù)

在注汽鍋爐保持穩(wěn)定的排煙情況下，其運行效率會隨著過?？諝庀禂?shù)的增加而降低。但并不是越小的過?？諝庀禂?shù)就會得到越高的運行效率。從降低注汽鍋爐排煙熱損失層面來分析，太小的過?？諝庀禂?shù)會增加化學不完全燃燒損失，鍋爐的整體熱效率就會隨著化學不完全燃燒損失的增長而降低。因此，要從化學不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個方面考慮，在兩者損失之和最小時的過?？諝庀禂?shù)為最佳值，從相關的統(tǒng)計資料顯示，這一值在1.1到1.3之間時，能獲得最高的運行效率。

1.2 降低蒸汽干度

蒸汽干度對蒸汽鍋爐的運行效率有著很大影響，排煙溫度和注汽單耗會隨著蒸汽干度的降低而減少，從而提升了鍋爐熱效率。通常情況下，蒸汽干度下降5%，排煙溫度可降低10°C到20°C，注汽單耗會降低4%。由此可知，在滿足注汽干度要求基礎上，將蒸汽干度適當調低能有效促進注汽鍋爐的正常運行，有助于運行效率的提升。

1.3 應用先進技術

首先，可將紅外輻射涂料噴涂在注汽鍋爐用輻射段表面，能有效減少鍋爐的熱損失。將高溫紅外線輻射涂料涂噴涂在鍋爐爐膛表面，能將其輻射率提升十分之一，運行效率有2.5%到7.1%的提升。其次，在鍋爐煙氣增加助燃空氣溫度來提升運行效率。采取熱交換器來減少運行中的煙氣熱損失，使助燃空氣中的含熱量提升，從而提升運行效率。再次，另一個提升運行效率的重要手段是減少爐體表面的熱損失。具體可采用外部保溫法，將硅酸鋁保溫材料涂抹在鍋爐的輻射段和對流段，約2cm左右，鍋爐外部采取全封閉保溫。最后，在對流段應用免維護聲波除塵技術，以此來減少煙氣熱損失，提升運行效率。聲波發(fā)生器向鍋爐對流段輸入一定強度的聲波，空氣中的粉塵和分子受聲能量影響而振動，實現(xiàn)清灰效果，使摩擦減少而提升運行效率。在注汽鍋爐中采用該技術能提升1%到3%的運行效率。

2 注汽鍋爐節(jié)能優(yōu)化措施

從之前的分析中可以看到注汽鍋爐的影響因素，從此類因素出發(fā)，主要可從降低排煙溫度、優(yōu)化燃料結構和安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)等方面探討對應的節(jié)能優(yōu)化措施。

2.1 利用煙氣余熱，降低排煙溫度

排煙損失是注汽鍋爐熱損失的主要形式，注汽鍋爐的節(jié)能優(yōu)化首要問題就是降低排煙溫度。為實現(xiàn)這一目的，首先可采取復合相變換熱技術，復合相變換熱裝置中的水在鍋爐排煙的加熱作用下成為水蒸氣，再對注汽鍋爐的給水進行加熱，有利于降低排煙溫度，使鍋爐的熱效率提升。對注汽鍋爐的對流段進行合理布置，使煙氣流經注汽鍋爐的尾部煙道，煙氣余熱可對鍋爐的給水形成加熱效果，這就有效降低了能耗。

2.2 優(yōu)化燃料結構，降低能耗

在注汽鍋爐燃料選用方面，國內還有很多情況使用原油，原油有著較高的價格，燃燒排煙時較高的溫度和較大的排煙損失，這種高能耗燃料使得節(jié)能工作無法高效開展，因此，要選取合適的替換燃料。油氣混燃技術和天然氣技術能有效優(yōu)化容鍋爐的燃燒結構。燃料為天然氣時，一定要注意加裝天然氣壓力報警系統(tǒng)，在出現(xiàn)天然氣泄漏或是壓力下降的情況下報警，并自動停護。采用油氣混燃技術，要對注汽鍋爐的控制系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)進行完善和優(yōu)化。

2.3 安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)能對鍋爐內濕蒸汽干度的波動范圍和測量誤差能進行嚴格控制，保證蒸汽質量，有效結合濕蒸汽的在線測量和PLC自動控制過程，減少系統(tǒng)能耗。同時，為保證注汽鍋爐燃料的消耗量能根據(jù)蒸汽干度進行調整，需要安裝流量計和變送器，準確控制鍋爐的給水溫度和給水量，運行過程不會浪費材料，使鍋爐的熱效率提升，減少能量損耗。

在稠油開發(fā)過程中，注汽鍋爐有著十分重要的作用。當前注汽鍋爐運行的效率偏低，在節(jié)能方面還存在一些問題，這就需要對注汽鍋爐運行效率的影響因素進行分析，加大研究力度，應用多種先進技術，降低熱損失，減少能耗，促進油田的高效開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]谷麗景，李永華，李路.電站鍋爐燃燒優(yōu)化混合模型預測[J].中國電機工程學報，2015，35（09）：2231-2237.

[2]沈芳平，周克毅，胥建群，徐嘯虎，馬明金.鍋爐效率計算模型的分析與比較[J].鍋爐技術，2004（01）：48-52.