注汽系統的熱損失分析及改進措施

楊立華（中油遼河油田分公司曙采教育培訓部，遼寧盤錦 124109）

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注汽系統的熱損失分析及改進措施

楊立華
（中油遼河油田分公司曙采教育培訓部，遼寧盤錦 124109）

摘 要：注蒸汽熱采是稠油開發的主體工藝。為評價注汽系統對油田稠油地面熱采系統進行了測試分析，為提高油田稠油油汽比，提出整改意見和明確下一步工作方向。

關鍵詞：油田；注汽；測試；分析；熱損失

遼河油田以生產稠油為主，是我國最大的稠油生產基地。目前油田稠油開采以注蒸汽熱采方法為主。注蒸汽開采的效果如何，在很大程度上取決于注入井底的蒸汽干度。目前注入井底的蒸汽干度偏低，原因主要是鍋爐、輸汽管線等熱損過大。

為評價注汽系統，特別是地面輸汽管線的熱損情況，有必要對進行測試，據此分析熱損情況，提出整改建議。

1 分析目的、原理及方法

1.1 分析目的

（1）對注汽系統（鍋爐、地面管網及井下隔熱管柱）熱損情況做出。

（2）針對測試分析結果提出整改建議。

1.2 分析原理及方法

本次分析針對鍋爐爐體散熱，采取表面溫度法分析。即用表面溫度計測量被測物體外表面溫度、表面熱發射率、環境溫度及被測物體外形尺寸參數等。

2 分析條件

分析應在鍋爐正常運行，管線內輸送介質溫度、流量及壓力等穩定時方可進行。分析期間仍要求保持工藝參數穩定。室外測試為避免日照對分析結果的影響，分析期間應采取遮陽措施或在日落后進行。當風速小于3.0m/s時，可不進行修正。

3 分析計算結果

3.1 鍋爐爐體散熱

分析25臺23t/h注汽鍋爐，輻射段爐體表面平均溫度87.92℃。超7.92℃；對流段爐體表面平均溫度91.4℃。超1.4℃；

23t/h注汽鍋爐表面每臺年均條件下平均日散熱：

對流段：（87.92-30）×（（9.42+0.052×（80-30））×3.14× 3.2×12）×24=2014.68（kW·h）

輻射段：（91.4-30）×（9.42+0.052×（80-30））×3.14× 2.66×6.37）×24=517.2（kW·h）

3.2 鍋爐排煙散熱

抽測16臺23t/h注汽鍋爐，平均排煙溫度316℃，超66℃；抽測20臺小注汽鍋爐，平均排煙溫度295℃，超45℃；

按照鍋爐正常運行，空氣系數為1.3時，排量為18t/h，干度75%，溫度330℃時，計算鍋爐排煙每增加1℃，煙氣焓值增加6.605kW；

23t/h注汽鍋爐平均日增加排煙散熱損失量：66×6.605× 24=10462（kW·h） 3.3 保溫管線散熱損失

測試27個斷面，考慮風速影響，年均條件下的平均散熱量為316.55w/m2。15個斷面散熱損失超標，年均條件下的平均保溫管線散熱損失超標127.75w/m2。15個散熱損失超標斷面，平均每km增加散熱損失2 061kW。

3.4 固定管網管托熱損失

熱注固定管線管托雖普遍采用隔熱管托，其表面溫度還達到45～50℃左右，超過固定管線標準，按固定管線設計要求，平均每5米設計安裝管線支撐，每km就有200個管托，年均條件下管托全年散熱5 245 067kW·h，超標散熱34 96711kW·h。

3.5 管網閥門熱損失

目前我廠110km熱注固定管網有DN80閥439個，DN50 閥586個，測試未保溫的閥體溫度約245～255℃，全廠共有1025個熱注閥門，年均條件下閥門年散熱3 022 562kW·h，超標散熱2 950 975kW·h。

3.6 管網閥門節流損失能量

根據統計監測數據，管網閥門節流導致注汽壓降增加。統計17口注汽井，15臺大爐子平均單井壓降3.29MPa，2臺小爐子平均單井壓降1.22MPa。全年能量損失2 796 044kW·h，超標損失1 916 662kW·h。

3.7 活動管線散熱

經測試注汽井連接的活動管線熱表面溫度在65～80℃之間，平均為70℃，其外徑為180mm，全年按1850口注汽井次計算（全年370×104t注汽量），預計全年散熱12 206 029kW·h，超標散熱9 699 625kW·h。

此外，因管網閥門不嚴或冬季保管線串汽，也存在管網散熱損失問題。

4 改進措施

4.1 分析

（1）熱注鍋爐表面溫度超標現象比較嚴重，不合格率93.75%。鍋爐輻射段平均溫度超標10.9℃。鍋爐對流段表面平均溫度超標38.2℃。

（2）熱注鍋爐排煙超標也很嚴重不合格率88.9%，平均排煙溫度為304℃，超標54℃。

（3）本次分析了12臺熱采注汽鍋爐輸汽固定保溫管線，計27個斷面106個測點。按照SY/T6421-1999規定數值，達標斷面14個，超標斷面13個。

（4）從保溫管線表面溫度測試數據分析，保溫管線表面溫度與管線散熱損失量呈正比，表面溫度越高，散熱損失越大；實際生產中保溫管線表面溫度與環境溫度的差值要小于15℃。

4.2 改進措施

（1）對一些管線有脫落，下沉較為嚴重及防水破損嚴重的應對保溫層局部進行重點改造；

（2）一些管線散熱損失大于186W/m2的，保溫厚度不均，上下保溫厚度差大于4.0cm，應結合保溫年限對其進行分階段有步驟的整體改造。

（3）一些管線保溫情況良好，散熱損失低于行業標準，從外觀上看，這些管線外護層存在破損情況。保證保溫效果，這些管線應對外護層進行完善，如重纏玻璃絲布，并刷防護漆。該類問題比較普遍，應安排計劃進行維護。

（4）對熱注管線閥門應鋪設專門的平臺路，嚴禁開關閥門時走管線，破壞管線的保溫。

（5）應加強熱注固定、活動管線日常監測管理及維護，對保溫破損處及時整改，以減少散熱損失。

（6）完善熱注固定、活動管線保溫標準及制度，應加強對新建或改造管線保溫施工質量監督管理。

（7）對注汽鍋爐有計劃地進行爐體保溫改造。

（8）應用新工藝技術解決鍋爐對流段結構問題，或其他提高注汽鍋爐熱效率的新工藝技術，另外加強注汽鍋爐日常生產管理，保證其高效安全運行。

Note Heat Loss Steam System Analysis and Improvement

Yang Li-hua

Abstract：Steam injection thermal recovery of heavy oil development main process.To evaluate the steam injection system for heavy oil thermal recovery terrestrial systems were tested，in order to improve oil and gas than heavy oil，rectification and a clear direction of future work.

Key words：oil；steam injection；testing；analysis；heat loss

中圖分類號：TK264

文獻標志碼：A

文章編號：1003–6490（2016）02–0064–02

收稿日期：2016–02–08

作者簡介：楊立華（1973—），男，安徽銅陵人，高級技師，主要從事熱注運行工作。