淺析如何有效提高注汽鍋爐熱功率

張強

摘要：遼河油田錦州采油廠稠油開采的主要方式為蒸汽吞吐和蒸汽驅，而蒸汽又是稠油開采的生命線，高壓注汽鍋爐的正常運行顯得尤為重要。鍋爐熱效率：說明鍋爐經(jīng)濟性能的一個重要指標，熱效率高就說明鍋爐經(jīng)濟性高，節(jié)約燃料降低了一次能源消耗。如何有效提高注汽鍋爐熱功率，擺在我們面前有一大課題。

關鍵詞：熱功率;注汽鍋爐;提高;

一、錦州采油廠熱注作業(yè)二區(qū)鍋爐簡介：

熱注作業(yè)二區(qū)鍋爐型號為JG-130/3.82-YQ的鍋爐，采用島式布置。該鍋爐為單汽包，自然循環(huán)，集中下降管，“П”布置的燃油燃氣鍋爐，鍋爐室外布置。鍋爐前部為爐膛，水平煙道裝設了兩級對流過熱器。尾部豎井煙道中布置三級省煤器和一級空氣預熱器。汽包內(nèi)部采用旋風分離器進行一次汽水分離，過熱蒸汽溫度的控制采用給水噴水減溫裝置。爐膛采用膜式水冷壁，供水采用集中下降管。平臺為柵格結構。

水和汽水混合物在鍋爐蒸發(fā)受熱面回路中不斷流動，叫做鍋爐的水循環(huán)。

在鍋爐的水循環(huán)中，汽水混合物的密度比水的密度小，利用這種密度差造成水和汽水混合物的循環(huán)流動稱為自然循環(huán)。水在管中循環(huán)流動時，必然產(chǎn)生流動阻力，自然循環(huán)中的循環(huán)推動力稱為流動壓頭（它的大小取決于下降管中水的密度、上升管中汽水混合物的密度、以及循環(huán)回路的高度）。當循環(huán)回路運行穩(wěn)定時，流動阻力和流動壓頭保持平衡。當鍋爐壓力增高時，飽和水密度減小，飽和蒸汽密度增大，水和汽水混合物的密度差減小，所以運動壓頭減小，自然循環(huán)就會趨于困難。實踐和理論證明，當飽和蒸汽壓力高于18.6MPa時，就難以保證穩(wěn)定的水循環(huán)了，需要采用強制循環(huán)，如利用水泵來推動工質流動。

二、鍋爐的熱效率：

鍋爐熱效率：說明鍋爐經(jīng)濟性能的一個重要指標，熱效率高就說明鍋爐經(jīng)濟性高，節(jié)約燃料降低了一次能源消耗。

鍋爐熱效率=100% - 各項熱損失的百分比之和

=100% -（Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）

鍋爐熱平衡：就是指燃燒的全部熱量（用Qr 表示）和鍋爐有效利用熱量及鍋爐各項熱損失之間的平衡。即： 燃料輸入熱量=鍋爐有效利用熱量+鍋爐各項熱損失的總和

由上式可以看出，要想做到節(jié)約燃料，提高鍋爐的有效利用熱量，就要采取相應的措施來降低這些熱損失。

Qr：燃燒全部熱量

Q1：鍋爐熱效率

Q2：排煙熱損失：鍋爐運行時，排出的煙氣溫度一般在150～300℃，這樣的高溫煙氣經(jīng)由煙囪排出，表明有很大一部分熱量被帶走。

Q3：化學不完全燃燒熱損失：煙氣中殘余的可燃氣體造成，這些可燃氣體中主要成分是一氧化碳，有時還有少量的氫及甲烷等，這項損失實際上就是可燃氣體化學能沒有全部轉變?yōu)闊崮?，而產(chǎn)生的未完全燃燒損失。煙氣中可燃氣體含量越高， Q3就越高。

Q4： 機械不完全燃燒熱損失：這是由于鍋爐排灰中含有未燃盡的碳所造成。這項熱損失主要存在于燃煤鍋爐中，它與煤的性質、燃燒方式、爐膛結構、運行情況等有關。對于燃油和燃氣鍋爐一般認為此項損失為零。

Q5：灰渣物理熱損失：從鍋爐爐膛中清出的熾熱灰渣具有很高的溫度，其顯熱得不到利用，這部分熱損失叫灰渣物理熱損失。此項熱損失存在于燃用固體燃料的鍋爐中，與固體燃料的灰分含量、排渣的數(shù)量和溫度、除灰方式等有關。煤中的灰分含量越高，排出的灰渣溫度越高，熱損失就越高。對于燃燒燃氣鍋爐，此項熱損失為零。

Q6：散熱損失：在鍋爐運行中，鍋爐與熱力管道外壁溫度總是高于周圍空氣的溫度。因此，一部分熱量就通過它們向外界散發(fā)，造成散熱損失。鍋爐外表面面積越大、表面溫度越高、周圍空氣溫度越低、散熱損失就越大

上述的幾種損失中，利用價值最大的，也是浪費最多的，就是排煙熱損失、以及不完全燃燒熱損失。一方面我們要控制，另一方面是合理利用。

1、控制：控制爐膛過量空氣系數(shù)是提高燃料完全燃燒程度，降低熱損失的措施。爐膛過量空氣系數(shù)過高，會使爐膛溫度降低，導致燃燒速度降低，從而使氣體不完全燃燒損失和固體不完全燃燒損失增大。而過量空氣系數(shù)過低，往往由于可燃物得不到氧氣而不能完全燃燒，也造成氣體不完全燃燒損失增大。因此，爐膛過量空氣系數(shù)有一最經(jīng)濟的數(shù)值，這一數(shù)值使q2，q3，q4三者之和最小，即最佳過量空氣系數(shù)。這就是調度讓我們調整氧含量的原因。

2、利用：水熱媒技術（空預器改造）

空預器腐蝕的危害：

在高負荷下運行時，鍋爐排煙溫度一般在150～160℃，在30%或更低負荷下運行時，排煙溫度一般在100～110℃左右，而根據(jù)測算，其煙氣的露點溫度為120℃，這表明在低負荷下運行不可避免的會造成露點腐蝕。

露點腐蝕造成空預器嚴重漏風，由于管式空預器結構方面的原因，一旦發(fā)生露點腐蝕，換熱管很容易因腐蝕穿孔，導致助燃空氣泄漏進煙氣中?？疹A器漏風造成排煙溫度偏低的假象，熱風溫度達不到設計值，影響鍋爐燃燒組織，導致鍋爐燃料消耗增加，影響鍋爐效率和運行經(jīng)濟性。

鍋爐出力達不到額定負荷，影響正常生產(chǎn)調度。由于鍋爐空預器漏風，加大了鍋爐鼓風機和引風機負荷，鍋爐出力只能達到100t/h（額定為130t/h）左右，而且90t/h以上負荷容易冒黑煙，既增大了鍋爐輔機動力消耗，又制約生產(chǎn)正常調度，降低了對主生產(chǎn)裝置安全保障能力。

檢修維護工作量大，維修費用高。由于原空預器腐蝕積灰嚴重，每年均需要對空預器進行檢修，更換部分換熱管，檢修維護工作量大，維修費用高。

參考文獻

[1]聶海光，王新河。油氣田熱注作業(yè)手冊（m）? 北京：石油工業(yè)出版社，2002.02

[2]萬仁薄.? 注氣工程手冊（m）? 北京：石油工業(yè)出版社，2000.08