油田注汽鍋爐熱效率影響因素分析

袁天瑜（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表所，遼寧 盤錦 124010）

油田注汽鍋爐熱效率影響因素分析

袁天瑜（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表所，遼寧 盤錦 124010）

近年來(lái)，隨著我國(guó)油氣行業(yè)的發(fā)展，對(duì)油氣開采效率的要求也在不斷提高。在油田開采開發(fā)過(guò)程中，需要運(yùn)用到一系列設(shè)備，注汽鍋爐就是其中之一。本文主要探討了油田注汽鍋爐熱效率影響的相關(guān)因素。

油田；注汽鍋爐；熱效率；影響因素

我國(guó)很多油田在開采開發(fā)中是以開采稠油和超稠油為主，其常用的開采方式是稠油熱采。在稠油熱采過(guò)程中，需要用到高品質(zhì)的蒸汽，而提供蒸汽的主要設(shè)備是注汽鍋爐。為了提高蒸汽的品質(zhì)，需要提高油田注汽鍋爐的熱效率。但在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，油田注汽鍋爐的熱效率有時(shí)較低，熱損失比較大。綜合來(lái)看，油田注汽鍋爐的熱損失主要來(lái)自于排煙、爐體散熱以及氣體未完全燃燒。而影響注汽鍋爐熱效率的因素也較多，本文主要針對(duì)這方面問(wèn)題進(jìn)行了分析。

1 油田注汽鍋爐熱效率的測(cè)定

1.1 測(cè)定依據(jù)及現(xiàn)狀問(wèn)題

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)于注汽鍋爐熱效率的測(cè)定，主要是依據(jù)《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》。但是，由于該規(guī)范目前尚不是十分完善，其中并沒(méi)有專門針對(duì)油田熱采這方面的注汽鍋爐熱效率測(cè)定做出詳細(xì)和明確的說(shuō)明，因此導(dǎo)致在實(shí)際測(cè)定時(shí)，由于各企業(yè)對(duì)于規(guī)定理解的不同，存在很多不統(tǒng)一、不準(zhǔn)確的地方。其次，在燃料計(jì)量、蒸汽干度測(cè)試等測(cè)定環(huán)節(jié)中，影響測(cè)定結(jié)果的因素較多，加之注汽管網(wǎng)和天然氣壓力波動(dòng)等對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)的影響較大，也都影響了測(cè)定結(jié)果。

1.2 測(cè)定準(zhǔn)確性研究

1.2.1 蒸汽干度測(cè)量

目前，測(cè)量蒸汽干度的主要方法是電導(dǎo)儀法。電導(dǎo)儀的優(yōu)點(diǎn)在于使用操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)讀取方便快捷，但是缺點(diǎn)也十分明顯，就是測(cè)量的準(zhǔn)確性較差。為了提升其測(cè)量精度，需要做好以下三點(diǎn)：①定期檢定：通過(guò)定期檢定，可以盡可能地減小電導(dǎo)儀的示值誤差；②縮短每次檢測(cè)間隔時(shí)間：由通常的2小時(shí)檢測(cè)一次，改成每隔15分鐘檢測(cè)一次，因?yàn)樽⑵芫W(wǎng)和天然氣壓力波動(dòng)等對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)的影響較大，所以蒸汽干度往往并不穩(wěn)定，只有提高檢測(cè)頻率，才能夠得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果；③合理選擇儀器量程：若想得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，必須要選擇合適的儀器量程，若電導(dǎo)儀的儀器量程不合理，則所得到的測(cè)量結(jié)果也會(huì)存在較大偏差，所以必須要合理選擇儀器量程。

1.2.2 散熱損失計(jì)算

《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》中建議使用查表法來(lái)計(jì)算注汽鍋爐的散熱損失。但是在現(xiàn)實(shí)中，由于實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的缺乏，所以導(dǎo)致很難通過(guò)查表來(lái)得到實(shí)際熱損失。因此，只能夠通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算結(jié)果。筆者經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算，得出的結(jié)果詳見表1。

表1 注汽鍋爐散熱損失

1.2.3 氣體不完全燃燒熱損失測(cè)試

目前在煙氣分析中，一般是通過(guò)煙氣分析儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要分析的可燃?xì)怏w包括一氧化碳、氫氣、甲烷等，但由于這些氣體中通常都只含有極微量的煙氣，所以在氣體不完全燃燒熱損失測(cè)試時(shí)結(jié)果幾乎為零。分析大量測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，注汽鍋爐的反平衡熱效率，往往都比正平衡熱效率高很多，所以可以猜測(cè)除散熱損失、鍋爐積灰、結(jié)焦熱損失以及測(cè)試誤差等因素外，還可能存在一些可燃?xì)怏w熱損失無(wú)法通過(guò)煙氣分析儀器測(cè)量出來(lái)。利用氣相色譜儀在注汽鍋爐熱平衡測(cè)試中進(jìn)行取樣分析發(fā)現(xiàn)，其煙氣中含有微量的以戊烷為主要成分的可燃?xì)怏w，約占總?cè)莘e的0.05%～0.08%，而其不完全燃燒所產(chǎn)生的熱損失約為1.5%～3.5%?？梢娺@些可燃?xì)怏w的含量在一定程度上影響著注汽鍋爐熱效率的測(cè)定。

1.2.4 鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失測(cè)試

鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失的測(cè)試方法在《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》中也有相關(guān)規(guī)定。但是，由于油田注汽鍋爐的結(jié)構(gòu)存在一定的特殊性，所以難以按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定鍋爐積灰和結(jié)焦熱損失。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灰渣中約含有62%的可燃物，所以可以推測(cè)其熱損失不會(huì)超過(guò)1%（燃?xì)忮仩t）或1%4%（燃油鍋爐）。

2 注汽干度對(duì)油田注汽鍋爐熱效率的影響

在同一鍋爐給水量和煙氣含氧量下，不同的鍋爐和干度，對(duì)熱效率的測(cè)試結(jié)果有著一定的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，注汽干度主要影響著鍋爐的熱效率、排煙溫度及注汽單耗等，詳見表2。

表2 注汽干度的影響

3 負(fù)荷率對(duì)鍋爐的影響

一般外部注汽管網(wǎng)影響著油田注汽鍋爐的運(yùn)行壓力和負(fù)荷。在同一蒸汽干度和煙氣含氧量下，通過(guò)不同的鍋爐給水量和燃料量得到不同的鍋爐負(fù)荷量，測(cè)試不同的鍋爐熱效率，發(fā)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷對(duì)鍋爐有著較大的影響，詳見表3。

表3 負(fù)荷率的影響

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，觀目前的油田注汽鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀來(lái)看，其普遍存在著熱效率偏低的現(xiàn)象，這無(wú)疑造成了較大的能源損失。而若想減少這部分損失，提高注汽鍋爐的熱效率，首先就要對(duì)影響其熱效率的因素進(jìn)行深入分析。

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