油田注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗的計算方法與影響因素分析

趙立新 （中國石油天然氣集團公司西北油田節(jié)能監(jiān)測中心）

2022 年全國原油產(chǎn)量為2×108t，其中稠油約占8%～10%[1]，遼河油田、新疆油田、勝利油田、塔河油田的稠油產(chǎn)量都占有相當比例。由于稠油的高黏、高凝特性，其開采工藝較常規(guī)稀油生產(chǎn)具有明顯的特殊性，導致了其生產(chǎn)能耗遠高于稀油生產(chǎn)，超高的生產(chǎn)能耗已經(jīng)成為制約稠油生產(chǎn)的主要因素。

稠油生產(chǎn)過程要包括降黏、驅(qū)油、采油、集輸、處理等主要的環(huán)節(jié)，由此形成的稠油生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括注汽系統(tǒng)、機械采油系統(tǒng)、集輸系統(tǒng)、處理系統(tǒng)等。各生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)稠油的黏度、凝點、溫度、含蠟等參數(shù)，設計采用相適應的具體工藝，主要工藝基本與稀油生產(chǎn)系統(tǒng)相近或一致，最大的區(qū)別在于井下降黏和驅(qū)油工藝。目前稠油生產(chǎn)的主要降黏和驅(qū)油工藝包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD 工藝、VHSD 工藝、火驅(qū)工藝等。不同驅(qū)油工藝采用的驅(qū)油原理不同，除火驅(qū)工藝外，基本上都以蒸汽降黏為主。如何降低注汽鍋爐的蒸汽生產(chǎn)能耗，是稠油生產(chǎn)節(jié)能降耗的核心工作之一。

1 注汽系統(tǒng)生產(chǎn)設備

稠油生產(chǎn)注汽系統(tǒng)能耗占稠油生產(chǎn)總能耗的70%～80%，能源消耗的主要環(huán)節(jié)包括蒸汽的制造、輸送和注入等單元；主要生產(chǎn)設備包括注汽鍋爐、柱塞泵、注汽管線等。

1）注汽鍋爐。注汽鍋爐是蒸汽生產(chǎn)設備，也稱為濕蒸汽發(fā)生器（也可以生產(chǎn)過熱蒸汽）。主體結(jié)構(gòu)由燃燒器、爐體、尾部換熱部分及煙筒等幾個部分組成，另外還有輔助設備柱塞泵、風機、水處理系統(tǒng)等；按功能區(qū)塊劃分包括輻射段、過渡段、對流段等環(huán)節(jié)。注汽鍋爐結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 注汽鍋爐結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of steam injection boiler

現(xiàn)有注汽鍋爐容量覆蓋5～100 t/h 的范圍，油田生產(chǎn)上常用的鍋爐容量為22.5 t/h、19.5 t/h、15 t/h等。加熱蒸汽鍋爐采用飽和蒸汽鍋爐、過熱蒸汽鍋爐兩種類型鍋爐。燃料主要使用天然氣或渣油（稠油），以天然氣為主，渣油被逐步替代。另外為應對蒸汽成本較高的問題，部分企業(yè)也在試點開展以水煤漿為燃料生產(chǎn)蒸汽。

2）柱塞泵。柱塞泵承擔著為鍋爐供水和升壓的重要作用，為蒸汽的輸送和注入提供動力，柱塞泵的主要形式為三柱塞泵、五柱塞泵。柱塞泵功率根據(jù)鍋爐容量大小及注汽壓力配置，通常為75～250 kW。

3） 注汽管線。注汽管線主要任務是輸送蒸汽，一般采用鋼制管道加保溫結(jié)構(gòu)的組合形式。管線規(guī)格主要有DN80 mm、DN100 mm、DN125 mm、DN150 mm、DN200 mm 和DN300 mm 等，采用的保溫材料有玻璃棉、膨脹珍珠巖、復合硅酸鹽氈、復合硅酸鹽漿料、納米氣凝膠等；管線保溫結(jié)構(gòu)有單一材料結(jié)構(gòu)和多種材料復合保溫結(jié)構(gòu)，多種材料復合保溫結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 多種材料復合保溫結(jié)構(gòu)Fig.2 Composite insulation structure of multiple materials

4）其他。其他耗能設備還有風機、水泵等小型用能設備，這部分設備功率相對較小。

目前大多數(shù)油田注汽鍋爐是以天然氣為原料，根據(jù)運行管理水平以及配備的節(jié)能設施不同，鍋爐熱效率為85%～98%，其能耗占蒸汽生產(chǎn)總能耗的90%左右，注汽鍋爐既是主要生產(chǎn)設備，也是主要耗能設備。

柱塞泵和風機是注汽系統(tǒng)的主要用電設備，其用電功率在200 kW 左右，相比于注汽鍋爐，其能耗僅占蒸汽生產(chǎn)總能耗的1.5%左右。

注汽管線主要是由于散熱損失產(chǎn)生能耗。這部分能耗與輸送蒸汽溫度、采用的保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)、管線長度有關(guān)。按照油田常見注汽管線散熱水平測算，平均單臺注汽鍋爐所屬注汽管線的散熱損失為500～800 kW， 約占蒸汽生產(chǎn)總能耗的5%～8%。

2 產(chǎn)汽單耗計算

注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗是稠油生產(chǎn)注汽系統(tǒng)的關(guān)鍵能耗指標，也是油田生產(chǎn)的主要能耗定額及考核指標，它體現(xiàn)了稠油生產(chǎn)注汽系統(tǒng)蒸汽制造單元的能效水平。注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗的計算有兩種形式，一是產(chǎn)汽燃料單耗，二是產(chǎn)汽綜合單耗。

1）產(chǎn)汽燃料單耗。產(chǎn)汽燃料單耗是指生產(chǎn)單位蒸汽的燃料消耗量，可以是絕對量，也可以是標準煤量，目前油田注汽鍋爐主要以天然氣為燃料，產(chǎn)汽燃料單耗按式（1）計算：

式中：Rcq為產(chǎn)汽燃料單耗，m3/t 或kgec/t；Bcq為蒸汽生產(chǎn)燃料消耗量，m3或kgec；Gcq為蒸汽量，t。

2）產(chǎn)汽綜合單耗。產(chǎn)汽綜合單耗是指生產(chǎn)單位蒸汽的綜合能源消耗量，按式（2）計算：

式中：Mcq為產(chǎn)汽綜合單耗，kgec/t；Ecq為蒸汽生產(chǎn)綜合能耗，kgce；Gcq為蒸汽量，t。

根據(jù)計算公式，注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗與蒸汽生產(chǎn)能耗成正比，與生產(chǎn)的蒸汽量成反比。為降低注汽鍋爐單耗，應盡可能減少蒸汽生產(chǎn)能耗，增加蒸汽量。

稠油熱采注汽鍋爐大多采用直流鍋爐的結(jié)構(gòu)形式，其蒸汽量與鍋爐柱塞泵、鍋爐水汽管路及注汽工藝要求有關(guān)。在注汽工藝要求一定的情況下，應確保柱塞泵工作性能正常，鍋爐水汽管路通暢無結(jié)垢。

3 影響因素分析

影響油田注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗的因素很多，主要有工藝要求、設備性能、設備狀態(tài)、管理水平、節(jié)能技術(shù)應用等。具體到生產(chǎn)現(xiàn)場，比較關(guān)鍵的因素包括蒸汽品質(zhì)要求、鍋爐運行水平兩個方面。

3.1 蒸汽品質(zhì)對產(chǎn)汽單耗的影響

稠油生產(chǎn)蒸汽品質(zhì)是指蒸汽的溫度、壓力、干度等。根據(jù)不同地質(zhì)條件及油藏物性，注汽生產(chǎn)要求的蒸汽品質(zhì)不同，不同的蒸汽品質(zhì)對應的產(chǎn)汽單耗差別極大。目前油田常見蒸汽類別包括：濕飽和蒸汽（干度70%～80%）、高干度蒸汽（干度80%～85%）、過熱蒸汽（過熱度3～20 ℃）。

對于飽和蒸汽，蒸汽壓力與蒸汽溫度是對應的，影響產(chǎn)汽單耗的主要因素是蒸汽干度。對于過熱蒸汽，影響產(chǎn)汽單耗的主要因素既有壓力還有過熱度。

3.1.1 蒸汽干度及壓力對產(chǎn)汽單耗的影響

假設鍋爐在不同干度的運行條件下熱效率均為90%，通過計算對比各個壓力狀態(tài)下鍋爐輸出不同干度飽和蒸汽的單耗數(shù)據(jù)，可以從理論上得出蒸汽干度對產(chǎn)汽單耗的影響情況。根據(jù)理論計算數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、干度的變化趨勢關(guān)系及影響效果。產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、干度的變化關(guān)系見圖3。

圖3 產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、干度的變化關(guān)系Fig.3 Relationship of the changes between steam production unit consumption and steam pressure and dryness

相同蒸汽壓力下，隨著干度的提高產(chǎn)汽單耗會同比增加，干度提高幅度越大，產(chǎn)汽單耗增加比率越大。其中，5 MPa 壓力下，干度從70%提高到85%時，產(chǎn)汽單耗最大會增加11.11%，平均干度每增加1 個百分點，產(chǎn)汽單耗增加0.74%。在圖3 所列出的油田生產(chǎn)常見蒸汽參數(shù)范圍內(nèi)，平均干度每增加1 個百分點，產(chǎn)汽單耗增加0.59%。

相同干度下，產(chǎn)汽單耗的增加幅度隨蒸氣壓力升高而降低，蒸氣壓力提高幅度越大，產(chǎn)汽單耗增加比率越小。

3.1.2 蒸汽過熱度及壓力對產(chǎn)汽單耗的影響

同樣假設鍋爐在不同過熱度的運行條件下熱效率均為90%，通過計算對比各個壓力狀態(tài)下鍋爐輸出不同過熱度蒸汽的單耗數(shù)據(jù)，可以從理論上得出蒸汽過熱度對產(chǎn)汽單耗的影響情況。根據(jù)理論計算數(shù)據(jù)，得出產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、過熱度的變化趨勢關(guān)系及影響效果。

產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、過熱度的變化關(guān)系見圖4。相同蒸汽壓力下，隨著過熱度的提高產(chǎn)汽單耗會同比增加，過熱度提高幅度越大，產(chǎn)汽單耗增加比率越大。15 MPa 壓力下，過熱度從5 ℃提高到20 ℃時，產(chǎn)汽單耗增加幅度最大，達到4.67%，明顯超過其他壓力或過熱度下產(chǎn)汽單耗的增加幅度。15 MPa 壓力下，平均過熱度每增加1 ℃，產(chǎn)汽單耗增加0.31%。在圖4 所列出的油田生產(chǎn)常見蒸汽參數(shù)范圍內(nèi)，平均過熱度每增加1 ℃，產(chǎn)汽單耗增加0.21%。

圖4 產(chǎn)汽單耗與蒸汽壓力、過熱度的變化關(guān)系Fig.4 Relationship of the changes between steam production unit consumption and steam pressure and overheat

相同過熱度下，產(chǎn)汽單耗的增加幅度隨蒸氣壓力升高而增加，蒸氣壓力提高幅度越大，產(chǎn)汽單耗增加幅度越大。

3.2 鍋爐運行水平對產(chǎn)汽單耗的影響

產(chǎn)汽單耗對于不同鍋爐的可比性不強，但對同一臺鍋爐在相同蒸汽品質(zhì)條件下，采用不同運行方式時，產(chǎn)汽單耗仍然具有一定的可比性。

通過使用過量空氣自動控制裝置合理配置鍋爐燃燒器配風，調(diào)整鍋爐運行狀態(tài)，提高鍋爐運行水平，產(chǎn)汽單耗明顯下降，節(jié)能率為1.6%。

從注汽鍋爐運行工況調(diào)整前后對比（表1）可以看出，通過合理調(diào)整鍋爐配風，可以有效降低鍋爐過量空氣系數(shù)和排煙溫度，從而提高鍋爐熱效率、降低產(chǎn)汽單耗。理論上，產(chǎn)汽單耗與鍋爐熱效率成反比關(guān)系，但實際測試數(shù)據(jù)受環(huán)境條件和計量儀表準確度影響，兩者會略有差異。注汽鍋爐運行工況調(diào)整前后對比（表1）中，鍋爐熱效率提高了1.5%，產(chǎn)汽單耗降低了1.6%。

表1 注汽鍋爐運行工況調(diào)整前后對比Tab.1 Comparison of operating conditions of steam injection boilers before and after adjustment

4 理論產(chǎn)汽單耗分析

由于油田生產(chǎn)現(xiàn)場計量儀表的情況比較復雜，尤其是準確測量燃料氣消耗量的難度比較大，導致測試的注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗與實際情況存在一定偏差，甚至個別數(shù)據(jù)偏差較大。為保證注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗測試結(jié)果的可靠性，通常需要通過推算注汽鍋爐理論產(chǎn)汽單耗來進行驗證。

推算注汽鍋爐理論產(chǎn)汽單耗的基本方法是：根據(jù)反平衡法計算得到鍋爐熱效率，用鍋爐出力及天然氣發(fā)熱量反推出燃料氣理論消耗量，從而計算得到理論產(chǎn)汽單耗。

理論產(chǎn)汽單耗驗算結(jié)果見表2，表中列出了油田注汽鍋爐常見工況下理論產(chǎn)汽單耗的計算結(jié)果。

表2 理論產(chǎn)汽單耗驗算結(jié)果Tab.2 Calculation results of theoretical steam production unit consumption

理論推算采用的計算數(shù)據(jù)來源相對可靠，計量設備準確度較高，理論推算結(jié)果雖然不能直接作為鍋爐產(chǎn)汽單耗的評價依據(jù)，但可以作為實測數(shù)據(jù)的驗證依據(jù)，并且可以作為判斷實測鍋爐產(chǎn)汽單耗是否存在較大偏差的依據(jù)。采用同樣方法，還可以計算更多鍋爐運行工況下的理論產(chǎn)汽單耗。

5 降低產(chǎn)汽單耗的措施

針對影響注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗的各項主要因素，現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)措施主要是從鍋爐管線清灰除垢、優(yōu)化配風、減小空氣系數(shù)、利用煙氣余熱降低排煙溫度、加強爐體保溫減小散熱損失、提高鍋爐熱效率等幾個方面采取措施，從而提高鍋爐運行水平，降低注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗。

5.1 鍋爐清灰除垢

油田注汽鍋爐在燃燒的過程中不可避免地產(chǎn)生大量的灰塵，過多灰塵的存在不僅嚴重影響鍋爐的使用壽命，同時也降低了輻射傳熱效率。通常利用高壓水槍或者鍋爐內(nèi)自含空氣等方式進行清灰作業(yè)，但是往往效果不好。因此，應引進更加有效科學的清灰技術(shù)進行清灰作業(yè)，比如通過對灰塵進行化學成分的分析，借助化學方法清理灰塵等[2]。

對鍋爐管線內(nèi)部結(jié)垢，同樣有化學清垢和物理清垢兩種清垢方式。例如采用氯化氫和氫氟酸溶液，與一定量的緩蝕劑進行充分混合，配制成除垢劑對油田注汽鍋爐管內(nèi)進行除垢處理[3]。也可以采用節(jié)能增效器進行物理除垢，這是一款針對注汽鍋爐、熱水鍋爐、換熱器、管道、泵組、循環(huán)冷卻塔等設備，通過強力磁化給水等純物理方式進行阻垢、除垢來提高換熱效率的設備，經(jīng)現(xiàn)場實際測試，產(chǎn)汽單耗可降低1%左右。

5.2 鍋爐配風優(yōu)化

通過優(yōu)化配風調(diào)節(jié)，適當降低過量空氣系數(shù)，在不完全燃燒損失和排煙損失之間找到最優(yōu)過量空氣系數(shù)，從而提高鍋爐效率[4]，有效降低產(chǎn)汽單耗。具體實現(xiàn)方式為：將煙氣氧含量參數(shù)通過檢測儀表轉(zhuǎn)換后送入鍋爐鼓風機變頻控制器，根據(jù)煙氣的氧含量自動調(diào)節(jié)鼓風機送風量，從而精確控制過?？諝庀禂?shù)[5]。通過采用具有專利技術(shù)的自尋優(yōu)過量空氣控制裝置，可實現(xiàn)全年、全天候24 h 實時自動調(diào)整優(yōu)化，在保證安全運行的條件下，充分考慮工況變化、環(huán)境溫度變化的影響，使注汽鍋爐在最優(yōu)狀態(tài)下運行。

配風優(yōu)化技術(shù)是通過合理調(diào)整空氣系數(shù)提高鍋爐熱效率，但實際調(diào)整過程中，鍋爐排煙溫度也會發(fā)生相應改變，采用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)難以單獨評估空氣系數(shù)與鍋爐熱效率的變化關(guān)系。通過選取排煙溫度為120 ℃和180 ℃兩種常見注汽鍋爐的運行工況，其生產(chǎn)中常見空氣系數(shù)為1.14～1.41，可以理論分析空氣系數(shù)對鍋爐熱效率及產(chǎn)汽單耗變化的影響。鍋爐熱效率及產(chǎn)汽單耗與空氣系數(shù)變化關(guān)系見表3。

表3 鍋爐熱效率及產(chǎn)汽單耗與空氣系數(shù)變化關(guān)系Tab.3 Relationship of the changes between boiler thermal efficiency，steam production unit consumption and air coefficient

通過理論推算，鍋爐排煙溫度為120 ℃、空氣系數(shù)從1.14 變化為1.41 時，平均空氣系數(shù)增加1.0，鍋爐熱效率下降2.0 個百分點，產(chǎn)汽單耗增加1.5 m3/t；鍋爐排煙溫度為180 ℃、空氣系數(shù)從1.14變化為1.41 時，平均空氣系數(shù)增加1.0，鍋爐熱效率會下降4.2 個百分點，產(chǎn)汽單耗增加3.2 m3/t。說明鍋爐排煙溫度越高，空氣系數(shù)對鍋爐熱效率和產(chǎn)汽單耗的影響越大。實際生產(chǎn)中，采用優(yōu)化配風技術(shù)改造的注汽鍋爐，根據(jù)改造前鍋爐的運行狀態(tài)，實測節(jié)能率通常為1%～5%，這與理論計算結(jié)果是對應的。

5.3 煙氣余熱利用

通常情況下，鍋爐排煙溫度越高，熱效率就越低，產(chǎn)汽單耗必然升高。提高鍋爐熱效率，降低產(chǎn)汽單耗，應充分利用煙氣余熱，利用煙氣中水蒸氣的汽化潛熱是一個重要手段。

燃氣鍋爐煙氣的露點在55 ℃左右（過剩空氣系數(shù)為1.15 時），煙氣含濕量較高，水蒸氣冷凝過程會放出大量的氣化潛熱，同時產(chǎn)生大量的水，其中水蒸氣潛熱約占天然氣所產(chǎn)生熱量的10%左右[6]，這是煙氣余熱的一個重要來源。煙氣余熱利用的方式主要有三種，一是預熱進風空氣，二是預熱鍋爐給水，三是同時加熱進風和給水。

1）預熱進風空氣。通過在注汽鍋爐對流段頂部安裝空氣預熱器，利用鍋爐煙氣的余熱將送風機吹入的冷空氣加熱，經(jīng)過風道將熱空氣送入爐膛內(nèi)，可以提高爐膛溫度，即節(jié)約燃料又降低了排煙溫度，最終實現(xiàn)節(jié)能的目的[6-7]。

2）預熱鍋爐給水。通過對對流段布置位置的合理設計，對通過對流段的高溫煙氣進行合理的利用，利用高溫煙氣對鍋爐的給水進行加熱，可以有效的將散失的熱能回收，這在注汽鍋爐的節(jié)能方面具有較大的作用[8]。

3）同時加熱進風和給水。雙冷源煙氣冷凝技術(shù)具體工藝流程為：注汽鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣，從煙囪中排出后，先經(jīng)過空氣復合換熱器，與助燃空氣進行換熱，回收煙氣中的顯熱，經(jīng)過換熱后注汽鍋爐排煙溫度可從160 ℃降到80 ℃左右；煙氣從空氣復合換熱器出來后進入冷凝換熱器，與鍋爐給水換熱，可把排煙溫度從80 ℃降到40～50 ℃，煙氣中的水蒸氣發(fā)生冷凝釋放汽化潛熱。兩次換熱后的煙氣最終排向大氣，煙氣中的冷凝水偏酸性，通過水箱加藥中和回收[9]。

采用煙氣余熱利用技術(shù)降低排煙溫度，可以明顯提高注汽鍋爐熱效率、降低產(chǎn)汽單耗。通過對多家采油廠注汽鍋爐熱效率的實際測試（圖5） 發(fā)現(xiàn)，在空氣系數(shù)為1.14～1.41 的情況下，平均排煙溫度每降低10 ℃，熱效率會提高0.51 個百分點，產(chǎn)汽單耗可以下降0.55 m3/t。

圖5 油田注汽鍋爐熱效率實測結(jié)果Fig.5 Actual measurement results of thermal efficiency in oilfield steam injection boilers

為避免設備及環(huán)境變化給實測數(shù)據(jù)帶來的偏差，可以通過設定某一特定條件，用理論計算的方法，分析排煙溫度變化對鍋爐熱效率及產(chǎn)汽單耗產(chǎn)生的影響。選取空氣系數(shù)為1.14 和1.41 兩種常見的注汽鍋爐運行工況，通過設定不同排煙溫度，分析排煙溫度對鍋爐的影響。

通過理論推算，在注汽鍋爐空氣系數(shù)為1.14～1.41 的情況下，排煙溫度從100 ℃變化為160 ℃時，平均排煙溫度降低10 ℃，熱效率會提高0.55 個百分點，產(chǎn)汽單耗下降0.40 m3/t。與實測數(shù)據(jù)相比偏小，原因是理論計算數(shù)據(jù)剔除了空氣系數(shù)變化帶來的影響。理論推算鍋爐熱效率與排煙溫度變化關(guān)系見表4。

表4 理論推算鍋爐熱效率與排煙溫度變化關(guān)系Tab.4 Relationship of the changes between boiler thermal efficiency and exhaust gas temperature for theoretical calculation

另外，稠油油田通常采用采出液凈化污水作為注汽鍋爐給水，鍋爐給水溫度較高，可以達到60～80 ℃。高溫污水對鍋爐給水柱塞泵的正常運行造成很大影響，會大大增加柱塞泵的故障率，增加維修工作量。對此，部分鍋爐將高溫鍋爐給水先加熱進風空氣，從而降低給水溫度至40 ℃左右，進風空氣可加熱到70 ℃左右，降溫后的鍋爐給水經(jīng)柱塞泵加壓輸入鍋爐對流段預熱，再經(jīng)輻射段、過熱段，可以生產(chǎn)出高干度蒸汽。這種蒸汽生產(chǎn)的工藝方式可以有效避免柱塞泵、燃燒器的設備故障率，大大降低了設備改造維修費用。并且通過合理設計及增加對流段換熱體積，能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣冷凝余熱利用，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。

5.4 減少散熱損失

鍋爐散熱損失與爐體保溫效果密切相關(guān)，油田注汽鍋爐爐體保溫主要指爐襯的保溫效果。通常爐襯保溫采用硅酸鋁纖維氈平鋪鉚固工藝，但這種結(jié)構(gòu)在使用過程中不僅易脫落，而且保溫隔熱效果差，導致爐體表面溫度升高[10]。為解決這一問題，在爐襯表面涂刷紅外輻射涂料，一方面可以提高爐襯的熱輻射放射效果，提高爐膛溫度，降低爐體表面溫度，減少散熱損失，另一方面可以提高爐襯結(jié)構(gòu)強度，降低爐襯損壞的頻率，減少維護工作量和維護費用，這在實際生產(chǎn)中有著重要的實踐意義。

從鍋爐熱效率理論計算的角度分析，鍋爐散熱損失還與鍋爐負荷率有關(guān)。GB/T 10180—2017《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程》規(guī)定，采用查表法確定和計算鍋爐散熱損失時，要考慮鍋爐容量和負荷率的影響，具體計算公式見標準中B.1.6.4 的規(guī)定。

鍋爐負荷率大于75%或小于30%時，其對鍋爐熱效率計算結(jié)果的影響是固定的，當鍋爐負荷率大于30%并小于75%時，其對鍋爐的散熱損失計算結(jié)果的影響隨鍋爐容量、負荷率大小改變而改變。

油氣田常用注汽鍋爐的容量為15 t/h 和22.5 t/h，負荷率變化對散熱損失及熱效率影響見表5。

表5 鍋爐負荷率與散熱損失變化關(guān)系Tab.5 Relationship the changes between boiler load rate and heat dissipation loss

根據(jù)表5 計算，鍋爐負荷率每提高10 個百分點，鍋爐熱效率將提高0.7～0.8 個百分點。因此，為保證鍋爐監(jiān)測結(jié)果滿足國家標準的指標要求，在工程設計、設備選型及生產(chǎn)運行中必須充分考慮鍋爐負荷率。

6 結(jié)論

油田注汽鍋爐產(chǎn)汽單耗的影響因素很多，包括工藝、設備和管理等各方面因素。通過分析，降低產(chǎn)汽單耗應抓住關(guān)鍵和重點的幾項因素，包括合理優(yōu)化配風、充分利用煙氣余熱、加強爐體保溫、及時清灰除垢等。其中鍋爐配風優(yōu)化和煙氣余熱利用的節(jié)能效果較好，可以有效地降低油田注汽鍋爐的產(chǎn)汽單耗。

對于鍋爐運行中存在的問題，應準確分析判斷產(chǎn)生問題的原因，合理運用對應的節(jié)能提效技術(shù)。通過分析鍋爐熱效率及其關(guān)鍵影響因素，可以準確判斷節(jié)能改進的方向，并預測節(jié)能效果。采用實測數(shù)據(jù)及理論計算提出的各類技術(shù)的提效降耗實際效果，可為工程項目的設計論證帶來幫助。