淺議油田熱采注汽鍋爐的運(yùn)行效率

馬向波

摘 要：本文對(duì)注汽鍋爐在稠油熱采注汽系統(tǒng)中發(fā)揮作用進(jìn)行討論，鍋爐是油田熱采主要的耗能設(shè)備，提升其運(yùn)行效率，降低其能耗能有效促進(jìn)油氣開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性。調(diào)整過(guò)?？諝庀禂?shù)、適當(dāng)降低蒸汽干度、應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)等能有效提升鍋爐運(yùn)行效率，本文是以此類(lèi)因素出發(fā)，從降低排煙溫度、優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)和安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)三方面探討相關(guān)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐；效率；節(jié)能

在稠油熱采注汽系統(tǒng)中，注汽鍋爐是一種重要設(shè)備，也是主要耗能設(shè)備。注汽鍋爐也較濕蒸汽發(fā)生器，生產(chǎn)過(guò)程中需要保持常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著使用數(shù)量的增加，運(yùn)行過(guò)程中的壓力也越來(lái)越大，存在十分嚴(yán)重的熱損失，對(duì)注汽鍋爐運(yùn)行效率帶來(lái)了嚴(yán)重影響。注汽鍋爐消耗的燃油較大，存在嚴(yán)重的浪費(fèi)，使其整體節(jié)能效果較差。因此，分析注汽鍋爐的運(yùn)行效率并探討降低能耗的措施來(lái)提升節(jié)能效果有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 注汽鍋爐的運(yùn)行效率分析

注汽鍋爐的熱效率直接影響其運(yùn)行效率，從本質(zhì)上看，提升熱效率就是要減少運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的熱損失。降低注汽鍋爐的熱損失主要可以從下述幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.1 調(diào)整過(guò)?？諝庀禂?shù)

在注汽鍋爐保持穩(wěn)定的排煙情況下，其運(yùn)行效率會(huì)隨著過(guò)?？諝庀禂?shù)的增加而降低。但并不是越小的過(guò)?？諝庀禂?shù)就會(huì)得到越高的運(yùn)行效率。從降低注汽鍋爐排煙熱損失層面來(lái)分析，太小的過(guò)?？諝庀禂?shù)會(huì)增加化學(xué)不完全燃燒損失，鍋爐的整體熱效率就會(huì)隨著化學(xué)不完全燃燒損失的增長(zhǎng)而降低。因此，要從化學(xué)不完全燃燒損失和排煙熱損失兩個(gè)方面考慮，在兩者損失之和最小時(shí)的過(guò)剩空氣系數(shù)為最佳值，從相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，這一值在1.1到1.3之間時(shí)，能獲得最高的運(yùn)行效率。

1.2 降低蒸汽干度

蒸汽干度對(duì)蒸汽鍋爐的運(yùn)行效率有著很大影響，排煙溫度和注汽單耗會(huì)隨著蒸汽干度的降低而減少，從而提升了鍋爐熱效率。通常情況下，蒸汽干度下降5%，排煙溫度可降低10°C到20°C，注汽單耗會(huì)降低4%。由此可知，在滿足注汽干度要求基礎(chǔ)上，將蒸汽干度適當(dāng)調(diào)低能有效促進(jìn)注汽鍋爐的正常運(yùn)行，有助于運(yùn)行效率的提升。

1.3 應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)

首先，可將紅外輻射涂料噴涂在注汽鍋爐用輻射段表面，能有效減少鍋爐的熱損失。將高溫紅外線輻射涂料涂噴涂在鍋爐爐膛表面，能將其輻射率提升十分之一，運(yùn)行效率有2.5%到7.1%的提升。其次，在鍋爐煙氣增加助燃空氣溫度來(lái)提升運(yùn)行效率。采取熱交換器來(lái)減少運(yùn)行中的煙氣熱損失，使助燃空氣中的含熱量提升，從而提升運(yùn)行效率。再次，另一個(gè)提升運(yùn)行效率的重要手段是減少爐體表面的熱損失。具體可采用外部保溫法，將硅酸鋁保溫材料涂抹在鍋爐的輻射段和對(duì)流段，約2cm左右，鍋爐外部采取全封閉保溫。最后，在對(duì)流段應(yīng)用免維護(hù)聲波除塵技術(shù)，以此來(lái)減少煙氣熱損失，提升運(yùn)行效率。聲波發(fā)生器向鍋爐對(duì)流段輸入一定強(qiáng)度的聲波，空氣中的粉塵和分子受聲能量影響而振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清灰效果，使摩擦減少而提升運(yùn)行效率。在注汽鍋爐中采用該技術(shù)能提升1%到3%的運(yùn)行效率。

2 注汽鍋爐節(jié)能優(yōu)化措施

從之前的分析中可以看到注汽鍋爐的影響因素，從此類(lèi)因素出發(fā)，主要可從降低排煙溫度、優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)和安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)等方面探討對(duì)應(yīng)的節(jié)能優(yōu)化措施。

2.1 利用煙氣余熱，降低排煙溫度

排煙損失是注汽鍋爐熱損失的主要形式，注汽鍋爐的節(jié)能優(yōu)化首要問(wèn)題就是降低排煙溫度。為實(shí)現(xiàn)這一目的，首先可采取復(fù)合相變換熱技術(shù)，復(fù)合相變換熱裝置中的水在鍋爐排煙的加熱作用下成為水蒸氣，再對(duì)注汽鍋爐的給水進(jìn)行加熱，有利于降低排煙溫度，使鍋爐的熱效率提升。對(duì)注汽鍋爐的對(duì)流段進(jìn)行合理布置，使煙氣流經(jīng)注汽鍋爐的尾部煙道，煙氣余熱可對(duì)鍋爐的給水形成加熱效果，這就有效降低了能耗。

2.2 優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)，降低能耗

在注汽鍋爐燃料選用方面，國(guó)內(nèi)還有很多情況使用原油，原油有著較高的價(jià)格，燃燒排煙時(shí)較高的溫度和較大的排煙損失，這種高能耗燃料使得節(jié)能工作無(wú)法高效開(kāi)展，因此，要選取合適的替換燃料。油氣混燃技術(shù)和天然氣技術(shù)能有效優(yōu)化容鍋爐的燃燒結(jié)構(gòu)。燃料為天然氣時(shí)，一定要注意加裝天然氣壓力報(bào)警系統(tǒng)，在出現(xiàn)天然氣泄漏或是壓力下降的情況下報(bào)警，并自動(dòng)停護(hù)。采用油氣混燃技術(shù)，要對(duì)注汽鍋爐的控制系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化。

2.3 安裝濕蒸汽干度在線監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)能對(duì)鍋爐內(nèi)濕蒸汽干度的波動(dòng)范圍和測(cè)量誤差能進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證蒸汽質(zhì)量，有效結(jié)合濕蒸汽的在線測(cè)量和PLC自動(dòng)控制過(guò)程，減少系統(tǒng)能耗。同時(shí)，為保證注汽鍋爐燃料的消耗量能根據(jù)蒸汽干度進(jìn)行調(diào)整，需要安裝流量計(jì)和變送器，準(zhǔn)確控制鍋爐的給水溫度和給水量，運(yùn)行過(guò)程不會(huì)浪費(fèi)材料，使鍋爐的熱效率提升，減少能量損耗。

在稠油開(kāi)發(fā)過(guò)程中，注汽鍋爐有著十分重要的作用。當(dāng)前注汽鍋爐運(yùn)行的效率偏低，在節(jié)能方面還存在一些問(wèn)題，這就需要對(duì)注汽鍋爐運(yùn)行效率的影響因素進(jìn)行分析，加大研究力度，應(yīng)用多種先進(jìn)技術(shù)，降低熱損失，減少能耗，促進(jìn)油田的高效開(kāi)發(fā)和可持續(xù)發(fā)展。

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