陳允國

摘 要：勝利油田稠油資源非常豐富，目前其開采方式主要以注入蒸汽的方法為主。但是在稠油熱采過程中，注蒸汽系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中，能量損失是無法避免的，只是程度會有所不同。尤其是在注汽鍋爐熱效率應用方面，熱效率的高低直接影響著生產(chǎn)效益。因此，對注汽鍋爐系統(tǒng)熱效率進行可用能分析，找出造成熱效率能量損失的主要原因，并采取相應措施進行節(jié)能技術(shù)改造，對油田節(jié)能降耗、降低成本具有重要意義。

關(guān)鍵詞：注汽工程；鍋爐系統(tǒng)；熱效率；有效措施

1 鍋爐熱效率的定義

注汽鍋爐熱效率指的是鍋爐有效利用熱量與燃料輸入熱量的比值。通常采用正平衡的方法按照公式：

通過直接測定鍋爐的有效利用熱量，每小時耗燃料量及燃料的低位發(fā)熱量就計算出鍋爐的熱效率。

在現(xiàn)場錄取相關(guān)參數(shù)后，利用錄取的流量（kg/h）、注汽壓力（MPa）、干度（%）、給水溫度（℃）、燃料消耗量（kg/h），查表得到飽和水焓（kJ/kg）、氣化潛熱（kJ/kg）、給水焓（kJ/kg）、低位蒸發(fā)值（kJ/kg），從而計算得到有效熱量（kJ）和燃料輸入熱量（kJ），最終算得鍋爐熱效率。

2 影響注汽鍋爐熱效率因素分析

由正平衡法計算鍋爐熱效率可知，鍋爐各項熱損失中影響鍋爐熱效率的因數(shù)主要有：燃油壓力、溫度、霧化壓力、對流段入口溫度、排煙溫度、過?？諝庀禂?shù)（現(xiàn)場一般采用煙氣分析儀檢測煙氣含氧量測算）、鍋爐保溫、鍋爐蒸發(fā)量、受熱面的積灰積垢情況等，因鍋爐保溫和受熱面的積灰積垢情況在日常運行中難以用巡檢方式記錄具體數(shù)值，暫不做分析，只分析巡檢中能直接觀察記錄調(diào)整的參數(shù)。

通過使用對以上錄取的數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化，以期獲得最優(yōu)運行參數(shù)和最高熱效率。通過JMP軟件，從對流段入口溫度、煙氣含氧量、鍋爐流量（蒸發(fā)量）、燃油溫度、燃油壓力、霧化壓力、以及霧化壓力與燃油壓力差值對鍋爐熱效率的影響進行了線性擬合分析，找出各因素影響熱效率的趨勢。

為確定以上各因子對鍋爐熱效率提升的重要度，用JMP軟件分析對各因子對鍋爐熱效率的影響綜合分析，結(jié)果如下：

（1）影響熱效率的顯著因子為“燃油壓力一霧化壓力”、煙氣含氧量、油溫和鍋爐流量。

（2）對流段入口溫度與流量具有強相關(guān)性。

（3）“燃油壓力一霧化壓力”與流量、燃油溫度具有強相關(guān)性。

（4）煙氣含氧與流量、“燃油壓力一霧化壓力”、熱效率具有強相關(guān)性。

根據(jù)綜合分析結(jié)果，確定針對性的過程參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化方案。

3 鍋爐運行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整措施

注汽鍋爐參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化是個互相影響、相互制約的過程，根據(jù)以上分析，確定優(yōu)化流程如下：

（1）鍋爐運行期間，在注汽井壓力允許和施工方案設計要求下，應盡可能提高鍋爐排量；

（2）對流段入口水溫在煙氣露點（90℃）左右，為保證不發(fā)生對流段低溫腐蝕，控制在煙氣露點溫度以上5-10℃，即95-100℃。

（3）油溫應保持在85-90℃，燃油壓力應保持在O.48MPa左右，霧化壓力與燃油壓力差值應在O.01一O.015MPa間，應同時觀察火焰形狀、顏色確定。

（4）煙氣含氧量應保持在3—3.5%，應同時觀察火焰形狀、顏色和排煙溫度變化確定。

（5）確定好以上參數(shù)后，鍋爐燃燒系數(shù)最佳配合的調(diào)整主要是指燃油溫度、燃油壓力和霧化壓力最佳配合配合調(diào)整。這三個參數(shù)是影響鍋爐燃燒火焰形狀、長度、溫度等燃燒情況的最主要的三個參數(shù)，它們的配合調(diào)整與過剩空氣系數(shù)的調(diào)整同步進行。燃燒情況的評價根據(jù)以下幾個方面：火焰形狀、長度、顏色等；排煙溫度上升幅度的快慢；煙氣中02的含量，從而確定三個參數(shù)的最佳配合值，并調(diào)整好閥件使其穩(wěn)定在要求的最佳值上。

按以上分析，對測試的注汽鍋爐在負荷不變的情況下進行了調(diào)節(jié)，所采用的方法是保持燃料量不變，調(diào)節(jié)風機擋板使過量空氣系數(shù)降低。用反平衡測試看：通過調(diào)節(jié)過量空氣系數(shù)，排煙溫度均有下降，熱效率均有不同程度的提高。

通過以上開展提高注汽鍋爐熱效率影響因素分析和運行參數(shù)優(yōu)化，提高了注汽鍋爐熱效率。并且優(yōu)化后注汽鍋爐運行工況更加合理，鍋爐結(jié)焦明顯減輕，鍋爐檢維修勞動工作量大幅降低。

4 認識與結(jié)論

（1）以往根據(jù)工作經(jīng)驗及其他設備效率測試情況，認為鍋爐熱效率高值應在負荷的80%左右的區(qū)間。但通過本次試驗和分析，對鍋爐的負荷率有了全新的認識，在方案設計和注汽壓力等條件允許的情況下，應盡量提高鍋爐流量，一方面縮短注汽周期，更重要的是提高了鍋爐熱效率。

（2）對對流段入口溫度參數(shù)優(yōu)化有了新的認識。在實際生產(chǎn)中，對流段入口溫度越高，越容易提高注汽干度，從而造成對流段入口溫度越高，鍋爐熱效率越高的假象。通過實驗和分析，認識到適當降低對流段入口溫度并保持在煙氣露點以上，雖然提高干度的過程可能緩慢一點，但對提高熱效率的效果是顯著的。

（3）燃油溫度、燃油壓力、霧化壓力等參數(shù)的調(diào)整、優(yōu)化，與認識相差不大，但通過分析，認識到燃油壓力與霧化壓力差值的優(yōu)化對鍋爐熱效率的提升具有顯著作用。實驗和分析數(shù)據(jù)，很好地指導了鍋爐技術(shù)管理工作。

（4）在以往的認識中，如果應用的是燃油鍋爐，那么其化學不完全燃燒熱損失可忽略不計，而在現(xiàn)場實際應用表明，化學不完全燃燒也是影響鍋爐熱效率的重要因素。因此在提高鍋爐熱效率的措施優(yōu)化中可通過合理調(diào)整鍋爐油溫、燃油壓力、霧化壓力輔以觀察火焰形狀、顏色等，盡可能減少化學不完全燃燒熱損失；檢維修期間，必須做好鍋爐燃燒器及各閥件等設備維護保養(yǎng)，保證設備的良好性能。

參考文獻

[1]王傳明.某采油廠超稠油開發(fā)中提高注汽鍋爐應用效率技術(shù)研究與應用[J].中國設備工程.2017，16（5）：116-117.