油田注汽鍋爐節(jié)能措施探析

靳虎群（中石化河南油田技術(shù)監(jiān)測(cè)中心,河南 南陽(yáng) 473132）

注汽鍋爐別名濕蒸汽發(fā)生器，功能是在稠油開(kāi)采過(guò)程中，發(fā)揮注汽的作用。注汽鍋爐將高溫高壓的濕蒸汽注入油井，實(shí)現(xiàn)油層中原油溫度的升高，降低粘稠度，將稠油的流動(dòng)性增強(qiáng)，使得原油的開(kāi)采率得以大幅度提升。為此，要千方百計(jì)制定有效措施，實(shí)現(xiàn)注汽鍋爐能量消耗的降低，促進(jìn)油田的良性發(fā)展。

1 注汽鍋爐原理及具體應(yīng)用

在注水采鹽原理的基礎(chǔ)上，形成了重力泄油的理論，也就是借助淡水實(shí)現(xiàn)對(duì)固體鹽的溶解，這樣，密度較大的鹽溶液就會(huì)向下方流動(dòng)，浮在上面的是密度較小的那部分。這樣，不斷地注水實(shí)現(xiàn)高濃度鹽溶液的不斷采出。由于水與含鹽溶液密度上的差異，使得濃度較高的鹽溶液形成向下的流動(dòng)。將這一道理應(yīng)用在注汽熱采中，就形成了重力泄油的概念。借助這一概念及蒸汽的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)稠油的開(kāi)采，基本原理為:將高干度的蒸汽注入生產(chǎn)井的上部，實(shí)施連續(xù)操作，形成蒸汽腔，利用邊緣實(shí)現(xiàn)溫度的提升，蒸汽冷凝成水，與原油一起借助重力進(jìn)入生產(chǎn)井，達(dá)到開(kāi)采的目的。隨著蒸汽腔的擴(kuò)展，連續(xù)過(guò)程產(chǎn)生。蒸汽輔助重力泄油主要具有兩個(gè)方面的特征：

1.1 鑒于蒸汽腔擴(kuò)展原理的應(yīng)用，其中的水分沒(méi)有任何價(jià)值，反而增強(qiáng)體積和分量，降低原油的開(kāi)采，因此，要保證蒸汽的干度較高。

1.2 借助重力泄油，要求水平生產(chǎn)井的壓差與液面高度一致，保持在5-15米以內(nèi)。根據(jù)SAGD的原理，其注采工藝技術(shù)路線為：注汽鍋爐產(chǎn)生高干度的飽和蒸汽，借助汽水分離器進(jìn)行分離，蒸汽通過(guò)分配器實(shí)現(xiàn)分配和計(jì)量，經(jīng)注汽井達(dá)到底層。當(dāng)原油蒸汽加溫之后，進(jìn)入水平井，借助大泵，達(dá)到抽出的目的，而后經(jīng)由換算，達(dá)到外輸。鍋爐水與油井產(chǎn)出的液體與分離器的高溫水進(jìn)行換熱，再回至鍋爐，實(shí)現(xiàn)熱量回收的再利用。

2 油田專用注汽鍋爐技術(shù)改造方案

通過(guò)對(duì)油田注汽鍋爐系統(tǒng)的分析以及專業(yè)技術(shù)的探討，需要做好如下幾個(gè)方面的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)注汽鍋爐的技術(shù)改造：

2.1 借助注汽鍋爐的煙氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱效率的提升。對(duì)于這種技術(shù)，主要是借助熱交換器來(lái)降低熱損失，提高助燃空氣的含熱量以及熱效率。

2.2 在注汽鍋爐的輻射部位涂上紅外輻射涂料。這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠降低熱損失的數(shù)量。鍋爐輻射部分的溫度能夠達(dá)到650攝氏度，以輻射熱傳遞為主要形式，在整個(gè)熱傳遞總量中占據(jù)大部分。在進(jìn)行紅外輻射涂料的使用后，溫度升高，輻射率上升，升高一倍以上，節(jié)能比例高達(dá)10%。爐膛內(nèi)熱量的增加加之涂料的作用，使得輻射本身的輻射量高達(dá)94%，爐體內(nèi)的溫度顯著提升。鑒于這種涂料的強(qiáng)輻射性，具有極強(qiáng)穿透力的紅外波被分子產(chǎn)生的能量級(jí)越級(jí)，將正能量吸入，保證鍋爐受熱均衡，溫度被提高，達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

2.3 利用蒸汽鍋爐對(duì)流段免維護(hù)聲波采取除灰技術(shù)，目的是減少熱損失。這一裝置的原動(dòng)力為蒸汽，借助聲波轉(zhuǎn)換器，也就是將高強(qiáng)度聲波引入鍋爐的對(duì)流位置，借助聲波的能力產(chǎn)生動(dòng)力，促使這部位的粉塵等顆粒出現(xiàn)震蕩，對(duì)分子之間的結(jié)合進(jìn)行阻止，保證其處于懸浮流化的形態(tài)，借助煙氣帶走顆粒，實(shí)現(xiàn)除塵的目的。該技術(shù)的應(yīng)用，降低了排煙的溫度，提升熱效高達(dá)3%。

2.4 更換注汽鍋爐維修部分的流段翅片管和給水預(yù)熱器，有效提高鍋爐流段的熱系數(shù)，降低煙氣溫度，提升熱效率，達(dá)到節(jié)能目的。

3 注汽鍋爐使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

3.1 在注汽鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，爐內(nèi)火焰溫度隨著負(fù)荷的增減進(jìn)行升降。但是，爐內(nèi)輻射換熱量變化與燃料量不成正比變化。也就是說(shuō)，爐內(nèi)熱量的變化要小于負(fù)荷的變化率。

3.2 在燃料燃燒的過(guò)程中，供油較少，且低負(fù)荷使得火焰周圍的風(fēng)相對(duì)減小，出現(xiàn)物化不良的現(xiàn)象，容易造成燃燒器漩口結(jié)焦。因此，在低負(fù)荷狀態(tài)下，要觀察火焰的形態(tài)，注意調(diào)整火焰的位置。

3.3 在輻射段，熱負(fù)荷增高，所占比例較大，爐管內(nèi)呈現(xiàn)汽水兩種狀態(tài)，因此，負(fù)荷減小或者中途停電，爐管有可能出現(xiàn)傳熱惡化的現(xiàn)象，爐管因?yàn)闇囟雀叨霈F(xiàn)損壞。

4 結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在對(duì)油田注汽鍋爐工作原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，為了更好地發(fā)揮其在原油開(kāi)采過(guò)程中的作用，要對(duì)油田專用注汽鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，深入研究節(jié)能技術(shù)，遵循注汽鍋爐在結(jié)構(gòu)、性能、原理和流程方面的特征，正視鍋爐運(yùn)行中的問(wèn)題，提高運(yùn)行效率，降低損耗，實(shí)現(xiàn)熱損失的減少，提升原油注汽鍋爐的運(yùn)行效率，優(yōu)化節(jié)能效果，保證鍋爐及相關(guān)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)持續(xù)、安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)在具體運(yùn)用過(guò)程中資源的節(jié)約，在較大程度上達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，在滿足環(huán)保、節(jié)能要求的基礎(chǔ)上，推動(dòng)石油產(chǎn)業(yè)獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]方云.稠油熱采注汽鍋爐節(jié)能降耗技術(shù)[J].油氣田地面工程，2008(03).

[2]文鳳余.油田注汽鍋爐節(jié)能技術(shù)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2001(11).

[3]王志國(guó).注汽鍋爐系統(tǒng)用能分析及改進(jìn)建議[J].鍋爐制造,2004(04).