稠油熱采工程中過熱注汽鍋爐的應用

2013-11-30 06:54:18劉佳遼河油田華油實業公司遼寧省盤錦市124010

化工管理 2013年12期

劉佳（遼河油田華油實業公司遼寧省盤錦市124010）

稠油的開發是我國當前研究的一項重點內容，當今我國開采稠油一般都是采用注入蒸汽的方式來進行工作的，一般說來，常用的注入蒸汽開采稠油的方法主要有以下幾種：稠油蒸汽吞吐熱采技術、稠油蒸汽驅熱采技術、稠油SAGD 熱采技術、火燒油層熱采技術等，這些技術的應用都有一個很嚴格的要求，那就是需要導入的熱蒸汽的干度應該盡可能的大，最好能到到百分之七十以上，推理一下的話，那就是這些蒸汽在鍋爐中被排出的話應該達到百分之九十五以上，但是就目前現狀來看，很多鍋爐連百分之九十都達不到，這就給我們革新技術提出了新的挑戰，過熱注汽鍋爐的應用需要我們進行革新了。

一、過熱注汽鍋爐

過熱注汽鍋爐主要由五部分組成，這五部分分別是：爐體、分配器、汽水分離器、給水預熱器、汽水摻混器，其中爐體是主要的組成部分，爐體又由三段組成，分別為過熱段、輻射段、對流段，它的原型取自常規的注汽鍋爐，但是它在此基礎上進行了一定的革新，效果取得了明顯的進步。

1、對過熱注氣鍋爐的基本介紹

上面我已經詳細介紹了過熱注汽鍋爐的一些基本組成部分，下面我再來詳細的介紹下過熱注汽鍋爐的一些主要特征，過熱注汽鍋爐的主要特征主要有以下兩點，分別介紹了爐體和其他部分的一些主要結構特征：

表1 過熱注汽鍋爐運行參數（2009-12-23）

表2 過熱注汽鍋爐測試數據（2009-08-07）

（1）在過熱注汽鍋爐中各個組成部分的形狀是各不相同的，其中爐體中的輻射段一般應該是圓筒形的，而過熱段則不同，應該是彎頭形，剩下的一段對流段應該是立方形的，它們都應該是鋼制的結構，并且因為是要產生高溫蒸汽的，所以一般都應該有耐火耐高溫的性能。對應著這三段結構名字的不同，它們的主要組成結構和功能也應該不一樣，對流層主要是為了對流的，所以應該是垂直結構，并且應該是有多層次的組成，在實際中一般是由多個U 形管構成的，這種結構的對流是較為明顯的；而輻射段應該是具備輻射功能，因此其內部管的排列應該主要是環形排列的，這樣才能起到更好的輻射作用；過熱段則主要是進行導熱的，所以一般采用較為簡單的矩陣排列即可。

（2）對于其他的一些組成部分我簡要的一一描述下，其中連接在供水管上的應該是高壓柱塞泵，是整個過熱注汽鍋爐中最前的部位，然后就是給水預熱器了，它主要由內外兩部分組成，并且有兩個端口，分別進行注水和導水，然后就是汽水分離裝置了，顧名思義，它的主要作用就是把水蒸汽中的高溫蒸汽和水分分離出來，做到這種效果的主要內部裝置就是汽包和旋風分離器，其中旋風分離器是主要的工作裝置，經過這一裝置后的水蒸氣就能夠得到很好地汽水分離，分離出來的高溫蒸汽就可以就可以進入過熱管束，然后經過過熱管束再進入噴水減溫器，最后從端口排出完成整個的工作過程。

2、過熱注汽鍋爐工作原理

了解了整個過熱注汽鍋爐的主要組成部分之后我再來簡要的敘述下過熱注汽鍋爐的主要的工作原理，首先加熱過程是在爐體內進行的，在爐體內經過加熱就會形成濕度過高的水蒸氣，然后這些水蒸氣就會進入到上文中提到的汽水分離器當中，經過該裝置之后高溫蒸汽的干度就會達到我們所需要的百分之九十五以上，然后再把分離出的高溫蒸汽導入爐體中的過熱段進行加熱，再次把蒸汽的溫度提高然后就可以排出以供我們使用了。這種過熱注汽鍋爐的主要優勢就是提高了排出水蒸氣的干度，并且大大增加了熱能的利用率。

3、過熱注汽鍋爐的特點

下面我再簡單的描述下過熱注汽鍋爐的一些主要特點：（1）大大提高了排出高溫蒸汽的干度；（2）大大提高了鍋爐的熱利用率；（3）相較于原來的鍋爐而言使用的范圍大大的提高了；（4）可以進行完全的自動化控制，把自動化技術引入了鍋爐的使用中；（5）因為結構比較完善，所以整個的工作過程中不容易出現各種故障；（6）最后也是最主要的一點就是相較于原來的高溫鍋爐，它的使用安全性得到了很大的提升，運行更穩定了。

二、過熱蒸汽注汽鍋爐在油田的應用

下面我就以我國在新疆風城油田的稠油開采中使用的過熱注汽鍋爐為例具體的闡述下過熱注汽鍋爐在運行中的一些具體參數，這些參數很好的表明了過熱注汽鍋爐在運行中的一些優勢，具體參數見表一和表二。

（一）鍋爐正平衡效率

蒸汽鍋爐給水流量/（kg/h）蒸汽鍋爐給水溫度/℃給水壓力（表壓） /MPa注汽干度/%過熱蒸汽壓力（表壓） /MPa過熱蒸汽溫度/℃過熱蒸汽焓/（kJ/kg）注汽壓力（表壓） /MPa注汽溫度/℃注汽蒸汽焓/（kJ/kg）過熱鍋爐負荷率/%正平衡效率/%14 725 26.1 8.4 100.00 5.71 479.9 3 348.4 5.66 275.3 2 784.7 77.9 88.5 18 939 39.0 10.6 100.00 7.04 486.4 3 361.9 6.98 293.7 2 770.2 97.6 92.6