注汽鍋爐干度影響因素研究與改進策略

王雅琳

摘 要：隨著世界范圍內稠油開采規(guī)模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，油田注汽鍋爐的技術更新成為大勢所趨。利用注汽鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽采收稠油是當今稠油采收的主要方式。目前，稠油油田注蒸汽開采所用的注汽鍋爐，絕大多數(shù)是使用當?shù)卦妥鳛槿剂?。燃料流向來看，從管網(wǎng)來的天然氣經(jīng)智能旋進流量計計量后被送人油氣兩用燃燒器，并在爐膛中燃燒，為輻射段蒸汽爐筒加熱，燃燒所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)對流段蒸汽爐筒吸熱降溫后排放到大氣中，造成熱量的浪費。通過蒸汽干度控制室上增設用于調節(jié)蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數(shù)據(jù)的蒸汽取樣器和用于監(jiān)控蒸汽干度的報警器。有益效果是：保證蒸汽穩(wěn)定的高干度值，可以提高原油產(chǎn)量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

關鍵詞：注汽鍋爐；蒸汽干度調節(jié)；控制裝置；軟化脫氧水箱；取樣器

本次改進涉及一種注汽鍋爐干度調節(jié)控制裝置，其技術方案是：包括軟化脫氧水箱、柱塞泵、預熱管、蒸汽爐筒、風機、汽水分離器、蒸汽干度控制室、蒸汽管網(wǎng)、報警器、噴霧機，軟化脫氧水箱通過柱塞泵和預熱管連接到蒸汽爐筒的入口，蒸汽爐筒的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒的外側設有風機，蒸汽爐筒的出口通過汽水分離器和蒸汽干度控制室連接到蒸汽管網(wǎng)；所述的蒸汽干度控制室上增設用于調節(jié)蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數(shù)據(jù)的蒸汽取樣器和用于監(jiān)控蒸汽干度的報警器。有益效果是：保證蒸汽穩(wěn)定的高干度值，可以提高原油產(chǎn)量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

1技術背景

隨著世界范圍內稠油開采規(guī)模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，油田注汽鍋爐的技術更新成為大勢所趨。目前，稠油油田注蒸汽開采所用的注汽鍋爐，絕大多數(shù)是使用當?shù)卦妥鳛槿剂?。燃料流向來看，從管網(wǎng)來的天然氣經(jīng)智能旋進流量計計量后被送人油氣兩用燃燒器，并在爐膛中燃燒，為輻射段蒸汽爐筒加熱，燃燒所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)對流段蒸汽爐筒吸熱降溫后排放到大氣中，造成熱量的浪費。由于原油成分時有變化，現(xiàn)場缺乏全面的監(jiān)控裝置，使注汽鍋爐的運行始終不能保持在一個較高的水平上，在注汽過程中，注氣高干度值經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，導致原油產(chǎn)量和采收率降低，對油層造成破壞。

2裝置特征

2.1一種注汽鍋爐干度調節(jié)控制裝置，其特征是：包括軟化脫氧水箱（1）、柱塞泵（2）、預熱管（4）、蒸汽爐筒（5）、風機（6）、汽水分離器（7）、蒸汽干度控制室（8）、蒸汽管網(wǎng)（9）、報警器（10）、噴霧機（11），軟化脫氧水箱（1）通過柱塞泵（2）和預熱管（4）連接到蒸汽爐筒（5）的入口，蒸汽爐筒（5）的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒（5）的外側設有風機（6），蒸汽爐筒（5）的出口通過汽水分離器（7）和蒸汽干度控制室（8）連接到蒸汽管網(wǎng)（9）；所述的蒸汽干度控制室（8）上增設用于調節(jié)蒸汽干度的噴霧機（11）、采集蒸汽干度數(shù)據(jù)的蒸汽取樣器（3）和用于監(jiān)控蒸汽干度的報警器（10）。

2.2 其特征是：所述的蒸汽爐筒（5）由進液筒體（5.1）、連接筒體（5.2）、出氣筒體（5.3）和加熱管（5.4）組成，所述的進液筒體（5.1）與出氣筒體（5.3）之間通過連接筒體（5.2）連接，所述進液筒體（5.1）的筒體高度高于出氣筒體（5.3）的高度，進液口設置在進液筒體（5.1）的上部，出氣口設置在出氣筒體（5.3）的底部，加熱管（5.4）設置于進液筒體（5.1）、連接筒體（5.2）和出氣筒體（5.3）的內腔。

3 技術方案

其技術方案是：包括軟化脫氧水箱、柱塞泵、預熱管、蒸汽爐筒、風機、汽水分離器、蒸汽干度控制室、蒸汽管網(wǎng)、報警器、噴霧機，軟化脫氧水箱通過柱塞泵和預熱管連接到蒸汽爐筒的入口，蒸汽爐筒的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒的外側設有風機，蒸汽爐筒的出口通過汽水分離器和蒸汽干度控制室連接到蒸汽管網(wǎng)；所述的蒸汽干度控制室上增設用于調節(jié)蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數(shù)據(jù)的蒸汽取樣器和用于監(jiān)控蒸汽干度的報警器。上述的預熱管為U形結構，且設置在蒸汽爐筒的入口，對進入蒸汽爐筒的軟化脫氧水預熱加溫。上述的蒸汽爐筒由進液筒體、連接筒體、出氣筒體和加熱管組成，所述的進液筒體與出氣筒體之間通過連接筒體連接，所述進液筒體的筒體高度高于出氣筒體的高度，進液口設置在進液筒體的上部，出氣口設置在出氣筒體的底部，加熱管設置于進液筒體、連接筒體和出氣筒體的內腔。

4 改進后裝置結構

裝置包括軟化脫氧水箱1、柱塞泵2、預熱管4、蒸汽爐筒5、風機6、汽水分離器7、蒸汽干度控制室8、蒸汽管網(wǎng)9、報警器10、噴霧機11，軟化脫氧水箱1通過柱塞泵2和預熱管4連接到蒸汽爐筒5的入口，蒸汽爐筒5的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒5的外側設有風機6，蒸汽爐筒5的出口通過汽水分離器7和蒸汽干度控制室8連接到蒸汽管網(wǎng)9；所述的蒸汽干度控制室8上增設用于調節(jié)蒸汽干度的噴霧機11、采集蒸汽干度數(shù)據(jù)的蒸汽取樣器3和用于監(jiān)控蒸汽干度的報警器10，超過了一定的數(shù)值后會發(fā)出報警音。其中：預熱管4為U形結構，增長了預熱的路徑，且設置在蒸汽爐筒5的入口，對進入蒸汽爐筒5的軟化脫氧水預熱加溫。

圖1 結構示意圖

5 運行原理

軟化脫氧水經(jīng)高壓柱塞泵升壓后被送入蒸汽爐筒，在蒸汽爐筒段，軟化水依次經(jīng)過進液筒體5.1、連接筒體5.2、出氣筒體5.3的對流段、過渡段、輻射段并吸熱蒸發(fā)成濕飽和蒸汽，濕飽和蒸汽經(jīng)汽水分離器分離后其蒸汽部分進入蒸汽干度控制室8，所述的蒸汽干度控制室8連接噴霧機11和報警器10，調節(jié)蒸汽干度，然后送入蒸汽管網(wǎng)，完成注汽，能保證蒸汽穩(wěn)定的高干度值，可以提高原油產(chǎn)量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

6 結束語

隨著油田稠油開采規(guī)模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，注汽鍋爐技術更新成為大勢所趨。由于原油成分時有變化，現(xiàn)場缺乏全面的監(jiān)控裝置，使注汽鍋爐的運行始終不能保持在一個較高的水平上，在注汽過程中，注氣高干度值經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，導致原油產(chǎn)量和采收率降低，對油層造成破壞。本次改進涉及一種注汽鍋爐干度調節(jié)控制裝置，保證蒸汽穩(wěn)定的高干度值，可以提高原油產(chǎn)量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

參考文獻：

[1] 稠油熱采注汽系統(tǒng)能流分析[M]. 中國石油大學出版社，王照亮， 2012