油田注汽鍋爐空氣預熱節能技術應用

尹登林（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

油田注汽鍋爐空氣預熱節能技術應用

尹登林
（中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司，遼寧 盤錦 124209）

摘 要：油田注汽鍋爐應用于地下稠油的開采，但同時也是耗能多的一種開采工具，因此在開采稠油的過程中要研發注汽鍋的相應的節能技術，這對提高油田開采的經濟效益與環境效益都非常大。本文主要介紹了一種空氣預熱節能技術，從排煙耗能、燃燒耗能與散熱耗能這三方面的耗能情況都具體的進行了相關闡述。

關鍵詞：注汽鍋爐；空氣預熱；節能技術；應用

要想探討開采石油的工具，我們首先應該了解的是石油本身。注汽鍋爐主要應用于稠油的開采。稠油指的是一種瀝青與膠質含量較高的、粘度非常大的原油的一種。目前為止，我國稠油的開采地區主要在東北，其中遼河油田的稠油生產總量占其原油開采的65%，因為稠油本身的粘度很大，因此在開采過程中需要注入一些蒸汽，從而降低稠油的濃度，實現更便捷的開采活動，而注汽鍋爐就是裝載這種高壓蒸汽的設備。但是因為這種注汽鍋爐所需要的壓力比較大、爐內溫度、排煙溫度等都會比較高，因此消耗的能量也比較大，那么我們就有必要研究注汽鍋爐的節能技術，從而提高油田開采的經濟效益與環境效益。

一、油田注汽鍋爐耗能特征

油田注汽鍋爐主要包括三方面的耗能，分別是排煙耗能、燃燒耗能與散熱耗能。下面我們對這三種耗能逐一分析一下。

（一）排煙耗能的損失。因為油田注汽鍋爐的排煙溫度高，因此當用石油當做燃料的時候，一般排煙溫度會限定在最高240℃，當用天然氣當做燃料的時候溫度會限定在最高180℃，這兩個溫度都不算低，因此當排煙帶走了很多熱量的時候，不但使得排煙本身擁有熱損失，也是無人周圍的空氣。有一項統計指出，油田注汽鍋爐的排煙熱損失占總體損失的50%以上。

（二）燃料耗能的損失。我們所說的燃料耗能損失主要指的是燃料沒有充分燃燒時造成的損失，包括化學與機械兩個方面，其中化學沒有完全燃燒造成的耗能是主要方面，機械方面的耗能我們可以忽略不計。化學沒有完全燃燒造成的耗能主要是由燃料燃燒的特性、鍋爐內部結構以及空氣系數造成的，其中燃料燃燒的特性與耗能成正比，其余兩項成反比。

（三）散熱耗能的損失。因為任何設備在運轉過程中都會產生熱量，這樣設備本身的溫度就會比周圍的環境溫度要高，周圍環境的溫度越低，兩者之間的溫差越大，這樣造成的散熱耗能損失越多。

二、油田注汽鍋爐的空氣預熱節能技術

在上文的分析中我們看到了油田注汽鍋爐主要耗能的三個部分，那么我們下面針對這三方面的耗能進行節能技術的研發。

（一）利用排煙的余熱降低排煙溫度。因為鍋爐的排煙是其熱損失中比較重要的一部分，因此降低排煙的損失具有非常大的意義。我們主要從以下幾方面考慮降低排煙的措施。

1 應用空氣預熱技術。這種技術首先利用注汽鍋爐的排煙對空氣預熱換熱器里的水加熱，待水變成水蒸氣之后再用水蒸氣給爐內的水進行加熱。這便實現了水的循環利用，一方面提高了鍋爐應用的效率，另一方面有效降低了排煙的耗能。下面我們便看一下空氣預熱系統工藝裝置的流程圖（如圖1所示）。

2 科學布置鍋爐的對流部分。鍋爐進行對流的功能部件位于鍋爐的尾部。因為排煙溫度較高，因此可以利用鍋爐的對流裝置使的排煙經過對流段時，利用排煙的熱量為鍋爐內的水加熱并輔助燃燒，這樣也實現了排煙的循環利用，這樣就等于兩次應用了空氣預熱技術，達到更好的節能效果。

3 優化鍋爐的燃料使用。在之前的討論中我們看到了以原油和天然氣做原料時，所產生的熱量是不一樣的，以天然氣做燃料比用原油所產生的溫度低，而且單位成本也比原油低，因此在優化鍋爐的燃料使用時可以用天然氣代替原油作為燃料，或者發展混燃技術，合理分配兩者之間的使用比例，但是需要注意的是在使用天然氣作為燃料時需要裝置報警系統，以防天然氣壓力過大而產生爆炸、泄露等危險情況。

（二）采用一種新的輻射涂料，以輔助空氣預熱裝置發揮作用。鍋爐內有部分叫做輻射段，當鍋爐內的溫度很高時，傳熱段便用輻射代替散熱，那么我們可以利用這一點，采用一種高溫的紅外輻射涂料，增加其輻射率，從而代替更多的散熱，這樣便可以減少散熱的耗能，輔助空氣預熱技術發揮作用。

（三）應用測量蒸汽干度在線監控系統，保證空氣預熱科學進行。普通的鍋爐控制系統不能夠準確的對蒸汽的干度進行統計與控制，經常是憑借經驗進行操作，但這樣做的后果是使得工作沒有科學的進行，造成沒有必要的浪費，在這種情況下，我們需要引進一種測量蒸汽干度的在線監控系統，這樣的話工作人員能夠實時對蒸汽的干度進行統計與調整，有效的控制誤差，使得在石油開采過程中提高蒸汽的使用質量。

結語

注汽鍋爐耗能大，為了減少耗能，本文提出了運用空氣預熱技術的改進措施，這些措施既能提高其經濟效益也能提高環境效益，希望能夠給相關的人員一些思考。

圖1 空氣預熱系統工藝裝置的流程圖

參考文獻

[1]韓國彤，戚元久，楊現立.油田注汽鍋爐空氣預熱節能技術應用[J]. 中國設備工程，2014（03）：20-21.

中圖分類號：TE934

文獻標識碼：A

作者簡介：尹登林，出生年月：1989.1，男，漢，遼寧省盤錦市人，本科學歷，中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機械制造分公司。