油田注汽鍋爐的節(jié)能降耗措施分析

葉劍

摘要：作為注汽站中的一大關(guān)鍵設(shè)備，油田注汽鍋爐屬于典型的高溫蒸汽發(fā)生設(shè)備，而想要真正實(shí)現(xiàn)油田經(jīng)濟(jì)效益最大化的根本目標(biāo)，勢(shì)必需要對(duì)油田注汽鍋爐進(jìn)行節(jié)能降耗。因此探究油田注汽鍋爐的能耗及其節(jié)能降耗措施具有十分重要的研究?jī)r(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。本研究可為實(shí)現(xiàn)油田注汽鍋爐節(jié)能降耗提供必要理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)幫助。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐;節(jié)能;降耗;措施

1.油田注汽鍋爐的能耗分析

1.1排煙損失

在油田注汽鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，其常見(jiàn)能耗之一即為油田注汽鍋爐在加熱燃燒過(guò)程中，損失大量排煙熱能。有研究人員通過(guò)采用實(shí)驗(yàn)分析的方式，證明了油田注汽鍋爐在實(shí)際進(jìn)行加熱燃燒時(shí)，產(chǎn)生的排煙量以及排煙溫度，對(duì)注汽鍋爐排煙損失有著決定性影響作用。當(dāng)排煙量不斷增大時(shí)，油田注汽鍋爐產(chǎn)生的排煙損失也會(huì)隨之相應(yīng)增大。同樣，當(dāng)排煙溫度不斷提升時(shí)，對(duì)應(yīng)的油田注汽鍋爐排煙損失也會(huì)逐漸增加。

1.2能量損失

（1）化學(xué)燃燒不充分。因受到化學(xué)燃燒不充分而導(dǎo)致的能量損失，同樣也是油田注汽鍋爐中比較容易出現(xiàn)的一種能耗損失。該種熱損失指的就是燃料在油田注汽鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種物理與化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致部分燃燒中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成非燃燒性質(zhì)的物質(zhì)。

（2）機(jī)械燃燒不充分。由于受到注汽鍋爐自身結(jié)構(gòu)影響而產(chǎn)生的機(jī)械燃燒不充分熱損失，指的就是油田注汽鍋爐以及熱力管線外壁，在高溫?zé)嵴羝挠绊懴?，?dǎo)致其自身溫度比四周空氣溫度要高，從而使得部分熱能散熱被直接排放至大氣中，進(jìn)而出現(xiàn)熱損失。

2.油田注汽鍋爐的節(jié)能降耗措施

2.1嚴(yán)控排煙量與排煙溫度

（1）排煙量的控制。一方面，當(dāng)油田注汽鍋爐選用燃料為天然氣或是原油時(shí)，在保障其燃燒充分的前提下，工作人員可以通過(guò)適當(dāng)減小空氣過(guò)剩系數(shù)，以有效實(shí)現(xiàn)嚴(yán)控注汽鍋爐排煙熱損失。在此過(guò)程中，工作人員可選用智能化、精準(zhǔn)度較高的專(zhuān)業(yè)煙氣含氧分析儀，對(duì)注入油田注汽鍋爐中的空氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測(cè)定，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求與注汽鍋爐實(shí)際燃燒情況，對(duì)注汽鍋爐進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行靈活調(diào)整，從而將其產(chǎn)生的排煙熱損失降至最低。

另一方面如果油田注汽鍋爐選用燃料為水煤漿，則需要在對(duì)原本的引燃系統(tǒng)進(jìn)行保留的基礎(chǔ)上，選擇將燃料氣作為水煤漿的引燃火源，這主要是由于相較于燃油燃料，水煤漿的燃點(diǎn)更高，此時(shí)需要工作人員將引燃?xì)鈮毫?、流量適當(dāng)提高從而有效完成點(diǎn)火，確保水煤漿能夠?qū)崿F(xiàn)充分燃燒。同樣，工作人員在此過(guò)程中可以運(yùn)用PLC即可編程控制器以及專(zhuān)業(yè)化的智能監(jiān)控測(cè)定儀器，自動(dòng)、精準(zhǔn)地對(duì)爐膛壓力以及煙氣含氧量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與測(cè)定，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行靈活調(diào)整，以此有效保障鍋爐內(nèi)燃料始終維持最佳燃燒狀態(tài)，達(dá)到有效控制排煙熱損失的效果。

（2）排煙溫度控制。工作人員在嚴(yán)控油田注汽鍋爐排煙溫度的過(guò)程中，首先可以采用智能調(diào)控裝置，自動(dòng)監(jiān)測(cè)油田注汽鍋爐對(duì)流段入口水溫，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)降低，以此有效避免因入口水溫過(guò)高而導(dǎo)致油田注汽鍋爐產(chǎn)生大量熱損失。其次，如果油田注汽鍋爐所選用的加熱燃料為采用脫硫工藝處理過(guò)的天然氣，則鑒于此類(lèi)天然氣本身并不含酸性氣體，因此工作人員需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，將油田注汽鍋爐對(duì)流入口水溫始終設(shè)定為80℃至95℃，進(jìn)而可以在有效控制油田注汽鍋爐排煙溫度的同時(shí)，達(dá)到確保注汽鍋爐具有較高蒸汽效率的效果。

2.2定期開(kāi)展全面清灰清垢

針對(duì)因油田注汽鍋爐在長(zhǎng)時(shí)間加熱燃燒過(guò)程中，其內(nèi)部出現(xiàn)大量積灰與積垢，且工作人員未能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行徹底清理，導(dǎo)致的油田注汽鍋爐水熱交換能力驟降，出現(xiàn)大量能耗損失的情況。本文認(rèn)為工作人員有必要定期對(duì)油田注汽鍋爐進(jìn)行全面的清灰清垢處理，以油田注汽鍋爐中流段翅片管積灰清理為例，考慮到該部分管距相對(duì)較小，往往會(huì)積累大量灰塵、煙垢，對(duì)于其表面松脆的積灰，工作人員可以使用專(zhuān)門(mén)的吹灰機(jī)進(jìn)行吹塵或是對(duì)爐管表面進(jìn)行反復(fù)沖刷。對(duì)于積累時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的煙垢，工作人員則可以在充分結(jié)合煙垢化學(xué)成分、具體特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選用與之相適宜的除垢劑。例如工作人員可將適量氯化氫與氫氟酸溶液，與一定量的緩蝕劑進(jìn)行充分混合，配制成除垢劑對(duì)油田注汽鍋爐管內(nèi)殘存的煙垢進(jìn)行除垢處理，最后再使用流動(dòng)清水及時(shí)將殘留的除垢劑清洗干凈，吹干管內(nèi)水分即可。通過(guò)定期進(jìn)行油田注汽鍋爐除垢作業(yè)，可有效避免大量灰塵、污垢等積累在油田注汽鍋爐內(nèi)，從而影響換熱管的水熱交換能力，確保注汽鍋爐內(nèi)燃料實(shí)現(xiàn)充分燃燒，進(jìn)而達(dá)到降低油田注汽鍋爐能耗損失的目的。

2.3合理選用保溫材料結(jié)構(gòu)

上文提到油田注汽鍋爐本身因缺乏科學(xué)合理的保溫結(jié)構(gòu)，也會(huì)導(dǎo)致其熱管線出現(xiàn)大量散熱損失，加劇油田注汽鍋爐的熱能耗損。因此為了能夠有效實(shí)現(xiàn)油田注汽鍋爐的節(jié)能降耗，確保其內(nèi)部燃料能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒完全，工作人員也應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際情況，認(rèn)真依照相關(guān)規(guī)定要求合理選擇與油田注汽鍋爐相適宜的保溫材料，并對(duì)其保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。選擇使用耐火纖維作為油田注汽鍋爐的內(nèi)襯，利用該材料對(duì)注汽鍋爐進(jìn)行保溫，可以在有效避免加重鍋爐整體質(zhì)量的同時(shí)，借助其具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)有效降低油田注汽鍋爐的容量與熱容量，配合使用PLC可編程控制技術(shù)，工作人員可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控管理油田注汽鍋爐。在保溫結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，通過(guò)運(yùn)用纖維毯交錯(cuò)平鋪的方式，也能夠有效提升注汽鍋爐整體結(jié)構(gòu)性，控制其散熱損失。在實(shí)際加熱燃燒時(shí)，油田注汽鍋爐的燃燒溫度一旦達(dá)到900℃，原本的熱量傳遞將會(huì)轉(zhuǎn)變成熱輻射，受輻射熱高溫影響，此時(shí)油田注汽鍋爐保溫層內(nèi)表面將會(huì)出現(xiàn)大量黑度，從而達(dá)到增加注汽鍋爐內(nèi)表面吸收熱量，令其爐內(nèi)溫度受熱具有較好均勻性。在有效節(jié)省油田注汽鍋爐加熱時(shí)間之余，達(dá)到節(jié)能降耗的良好效果。

為防止出現(xiàn)大量熱橋效應(yīng)而影響油田注汽鍋爐的整體保溫效果與最終的節(jié)能降耗效果，工作人員在選用纖維毯交錯(cuò)平鋪保溫結(jié)構(gòu)的油田注汽鍋爐時(shí)，還需要使用冷面焊接工藝對(duì)錨固釘和耐熱性較好的不銹鋼拉筋進(jìn)行牢固焊接，避免其直接和熱面煙氣相接觸。除此之外，在緊固過(guò)程中工作人員還可以選用陶瓷帽作為緊固件，在保障錨固件實(shí)現(xiàn)牢固錨固之余，也可以有效控制熱橋效應(yīng)的產(chǎn)生。在良好錨固下，錨固件將會(huì)難以因受到纖維毯自身重量或是在高溫環(huán)境下產(chǎn)生收縮而出現(xiàn)直通縫的情況，避免油田注汽鍋爐因此出現(xiàn)較大熱損失。

在實(shí)際施工中，應(yīng)當(dāng)注意直接在油田注汽鍋爐爐膛內(nèi)壁上牢固固定具有良好耐高溫特性與抗腐蝕能力較高的不銹鋼筋，保障其間距為400mm。在油田注汽鍋爐保溫結(jié)構(gòu)最末層的固定中，在選用陶瓷帽進(jìn)行錨固后，工作人員需要及時(shí)將適量高溫黏結(jié)劑涂料均勻噴涂其上，而后再鋪設(shè)纖維毯即可。

3.結(jié)語(yǔ)

相關(guān)工作人員需要充分結(jié)合油田注汽鍋爐運(yùn)行實(shí)際，在認(rèn)真遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)其排煙量與排煙溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制的基礎(chǔ)上，定期對(duì)油田注汽鍋爐進(jìn)行全面清灰清垢，并選用與之相適宜的保溫材料、保溫結(jié)構(gòu)對(duì)注汽鍋爐進(jìn)行優(yōu)化改造，從而有效達(dá)到控制油田注汽鍋爐能耗，提升其整體運(yùn)行成效的目的。