稠油熱采工程中過熱注汽鍋爐的應(yīng)用

劉佳（遼河油田華油實(shí)業(yè)公司 遼寧省盤錦市124010）

稠油的開發(fā)是我國當(dāng)前研究的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容， 當(dāng)今我國開采稠油一般都是采用注入蒸汽的方式來進(jìn)行工作的，一般說來，常用的注入蒸汽開采稠油的方法主要有以下幾種： 稠油蒸汽吞吐熱采技術(shù)、稠油蒸汽驅(qū)熱采技術(shù)、稠油SAGD 熱采技術(shù)、火燒油層熱采技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用都有一個很嚴(yán)格的要求，那就是需要導(dǎo)入的熱蒸汽的干度應(yīng)該盡可能的大， 最好能到到百分之七十以上，推理一下的話，那就是這些蒸汽在鍋爐中被排出的話應(yīng)該達(dá)到百分之九十五以上，但是就目前現(xiàn)狀來看，很多鍋爐連百分之九十都達(dá)不到，這就給我們革新技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，過熱注汽鍋爐的應(yīng)用需要我們進(jìn)行革新了。

一、 過熱注汽鍋爐

過熱注汽鍋爐主要由五部分組成，這五部分分別是：爐體、分配器、汽水分離器、給水預(yù)熱器、汽水摻混器，其中爐體是主要的組成部分，爐體又由三段組成，分別為過熱段、輻射段、對流段，它的原型取自常規(guī)的注汽鍋爐，但是它在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的革新，效果取得了明顯的進(jìn)步。

1、對過熱注氣鍋爐的基本介紹

上面我已經(jīng)詳細(xì)介紹了過熱注汽鍋爐的一些基本組成部分，下面我再來詳細(xì)的介紹下過熱注汽鍋爐的一些主要特征，過熱注汽鍋爐的主要特征主要有以下兩點(diǎn)， 分別介紹了爐體和其他部分的一些主要結(jié)構(gòu)特征：

表1 過熱注汽鍋爐運(yùn)行參數(shù)（2009-12-23）

表2 過熱注汽鍋爐測試數(shù)據(jù)（2009-08-07）

（1）在過熱注汽鍋爐中各個組成部分的形狀是各不相同的，其中爐體中的輻射段一般應(yīng)該是圓筒形的，而過熱段則不同，應(yīng)該是彎頭形，剩下的一段對流段應(yīng)該是立方形的，它們都應(yīng)該是鋼制的結(jié)構(gòu)，并且因?yàn)槭且a(chǎn)生高溫蒸汽的，所以一般都應(yīng)該有耐火耐高溫的性能。 對應(yīng)著這三段結(jié)構(gòu)名字的不同，它們的主要組成結(jié)構(gòu)和功能也應(yīng)該不一樣，對流層主要是為了對流的，所以應(yīng)該是垂直結(jié)構(gòu)，并且應(yīng)該是有多層次的組成，在實(shí)際中一般是由多個U 形管構(gòu)成的，這種結(jié)構(gòu)的對流是較為明顯的；而輻射段應(yīng)該是具備輻射功能， 因此其內(nèi)部管的排列應(yīng)該主要是環(huán)形排列的，這樣才能起到更好的輻射作用；過熱段則主要是進(jìn)行導(dǎo)熱的，所以一般采用較為簡單的矩陣排列即可。

（2）對于其他的一些組成部分我簡要的一一描述下，其中連接在供水管上的應(yīng)該是高壓柱塞泵， 是整個過熱注汽鍋爐中最前的部位，然后就是給水預(yù)熱器了，它主要由內(nèi)外兩部分組成，并且有兩個端口，分別進(jìn)行注水和導(dǎo)水，然后就是汽水分離裝置了，顧名思義，它的主要作用就是把水蒸汽中的高溫蒸汽和水分分離出來， 做到這種效果的主要內(nèi)部裝置就是汽包和旋風(fēng)分離器，其中旋風(fēng)分離器是主要的工作裝置，經(jīng)過這一裝置后的水蒸氣就能夠得到很好地汽水分離， 分離出來的高溫蒸汽就可以就可以進(jìn)入過熱管束，然后經(jīng)過過熱管束再進(jìn)入噴水減溫器，最后從端口排出完成整個的工作過程。

2、過熱注汽鍋爐工作原理

了解了整個過熱注汽鍋爐的主要組成部分之后我再來簡要的敘述下過熱注汽鍋爐的主要的工作原理， 首先加熱過程是在爐體內(nèi)進(jìn)行的，在爐體內(nèi)經(jīng)過加熱就會形成濕度過高的水蒸氣，然后這些水蒸氣就會進(jìn)入到上文中提到的汽水分離器當(dāng)中，經(jīng)過該裝置之后高溫蒸汽的干度就會達(dá)到我們所需要的百分之九十五以上， 然后再把分離出的高溫蒸汽導(dǎo)入爐體中的過熱段進(jìn)行加熱， 再次把蒸汽的溫度提高然后就可以排出以供我們使用了。 這種過熱注汽鍋爐的主要優(yōu)勢就是提高了排出水蒸氣的干度，并且大大增加了熱能的利用率。

3、過熱注汽鍋爐的特點(diǎn)

下面我再簡單的描述下過熱注汽鍋爐的一些主要特點(diǎn)：（1）大大提高了排出高溫蒸汽的干度；（2）大大提高了鍋爐的熱利用率；（3）相較于原來的鍋爐而言使用的范圍大大的提高了；（4）可以進(jìn)行完全的自動化控制，把自動化技術(shù)引入了鍋爐的使用中；（5）因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較完善，所以整個的工作過程中不容易出現(xiàn)各種故障；（6） 最后也是最主要的一點(diǎn)就是相較于原來的高溫鍋爐，它的使用安全性得到了很大的提升，運(yùn)行更穩(wěn)定了。

二、 過熱蒸汽注汽鍋爐在油田的應(yīng)用

下面我就以我國在新疆風(fēng)城油田的稠油開采中使用的過熱注汽鍋爐為例具體的闡述下過熱注汽鍋爐在運(yùn)行中的一些具體參數(shù)， 這些參數(shù)很好的表明了過熱注汽鍋爐在運(yùn)行中的一些優(yōu)勢，具體參數(shù)見表一和表二。

（一） 鍋爐正平衡效率

蒸汽鍋爐給水流量/（kg/h）蒸汽鍋爐給水溫度/℃給水壓力（表壓） /MPa注汽干度/%過熱蒸汽壓力（表壓） /MPa過熱蒸汽溫度/℃過熱蒸汽焓/（kJ/kg）注汽壓力（表壓） /MPa注汽溫度/℃注汽蒸汽焓/（kJ/kg）過熱鍋爐負(fù)荷率/%正平衡效率/%14 725 26.1 8.4 100.00 5.71 479.9 3 348.4 5.66 275.3 2 784.7 77.9 88.5 18 939 39.0 10.6 100.00 7.04 486.4 3 361.9 6.98 293.7 2 770.2 97.6 92.6

（二） 鍋爐反平衡效率

排煙熱損失/%散熱損失/%熱損失之和/%反平衡效率/%鍋爐平均效率/%7.73 1.77 9.5 90.5 89.5 7.91 1.37 9.3 90.7 91.7

從這些調(diào)查結(jié)果我們就能看出這兩臺過熱注汽鍋爐具備了很好的工作效能， 不論是在運(yùn)行的時間長度還是在具體的運(yùn)行效果上都能夠達(dá)到以前鍋爐所不能達(dá)到的程度， 對原有的鍋爐進(jìn)行了優(yōu)化。

三、 結(jié)語

綜上所述， 過熱注汽鍋爐在原有鍋爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行了性能上的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化， 在現(xiàn)實(shí)中的使用效果也得到了良好的驗(yàn)證，可見過熱注汽鍋爐的前景相當(dāng)不錯，具有很可觀的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

[1] SY/T 0027-2007，稠油注汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].