注汽鍋爐干度影響因素研究與改進策略

王雅琳

摘 要：隨著世界范圍內稠油開采規模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，油田注汽鍋爐的技術更新成為大勢所趨。利用注汽鍋爐產生的高溫高壓蒸汽采收稠油是當今稠油采收的主要方式。目前，稠油油田注蒸汽開采所用的注汽鍋爐，絕大多數是使用當地原油作為燃料。燃料流向來看，從管網來的天然氣經智能旋進流量計計量后被送人油氣兩用燃燒器，并在爐膛中燃燒，為輻射段蒸汽爐筒加熱，燃燒所產生的煙氣經對流段蒸汽爐筒吸熱降溫后排放到大氣中，造成熱量的浪費。通過蒸汽干度控制室上增設用于調節蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數據的蒸汽取樣器和用于監控蒸汽干度的報警器。有益效果是：保證蒸汽穩定的高干度值，可以提高原油產量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

關鍵詞：注汽鍋爐；蒸汽干度調節；控制裝置；軟化脫氧水箱；取樣器

本次改進涉及一種注汽鍋爐干度調節控制裝置，其技術方案是：包括軟化脫氧水箱、柱塞泵、預熱管、蒸汽爐筒、風機、汽水分離器、蒸汽干度控制室、蒸汽管網、報警器、噴霧機，軟化脫氧水箱通過柱塞泵和預熱管連接到蒸汽爐筒的入口，蒸汽爐筒的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒的外側設有風機，蒸汽爐筒的出口通過汽水分離器和蒸汽干度控制室連接到蒸汽管網；所述的蒸汽干度控制室上增設用于調節蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數據的蒸汽取樣器和用于監控蒸汽干度的報警器。有益效果是：保證蒸汽穩定的高干度值，可以提高原油產量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

1技術背景

隨著世界范圍內稠油開采規模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，油田注汽鍋爐的技術更新成為大勢所趨。目前，稠油油田注蒸汽開采所用的注汽鍋爐，絕大多數是使用當地原油作為燃料。燃料流向來看，從管網來的天然氣經智能旋進流量計計量后被送人油氣兩用燃燒器，并在爐膛中燃燒，為輻射段蒸汽爐筒加熱，燃燒所產生的煙氣經對流段蒸汽爐筒吸熱降溫后排放到大氣中，造成熱量的浪費。由于原油成分時有變化，現場缺乏全面的監控裝置，使注汽鍋爐的運行始終不能保持在一個較高的水平上，在注汽過程中，注氣高干度值經常出現不穩定現象，導致原油產量和采收率降低，對油層造成破壞。

2裝置特征

2.1一種注汽鍋爐干度調節控制裝置，其特征是：包括軟化脫氧水箱（1）、柱塞泵（2）、預熱管（4）、蒸汽爐筒（5）、風機（6）、汽水分離器（7）、蒸汽干度控制室（8）、蒸汽管網（9）、報警器（10）、噴霧機（11），軟化脫氧水箱（1）通過柱塞泵（2）和預熱管（4）連接到蒸汽爐筒（5）的入口，蒸汽爐筒（5）的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒（5）的外側設有風機（6），蒸汽爐筒（5）的出口通過汽水分離器（7）和蒸汽干度控制室（8）連接到蒸汽管網（9）；所述的蒸汽干度控制室（8）上增設用于調節蒸汽干度的噴霧機（11）、采集蒸汽干度數據的蒸汽取樣器（3）和用于監控蒸汽干度的報警器（10）。

2.2 其特征是：所述的蒸汽爐筒（5）由進液筒體（5.1）、連接筒體（5.2）、出氣筒體（5.3）和加熱管（5.4）組成，所述的進液筒體（5.1）與出氣筒體（5.3）之間通過連接筒體（5.2）連接，所述進液筒體（5.1）的筒體高度高于出氣筒體（5.3）的高度，進液口設置在進液筒體（5.1）的上部，出氣口設置在出氣筒體（5.3）的底部，加熱管（5.4）設置于進液筒體（5.1）、連接筒體（5.2）和出氣筒體（5.3）的內腔。

3 技術方案

其技術方案是：包括軟化脫氧水箱、柱塞泵、預熱管、蒸汽爐筒、風機、汽水分離器、蒸汽干度控制室、蒸汽管網、報警器、噴霧機，軟化脫氧水箱通過柱塞泵和預熱管連接到蒸汽爐筒的入口，蒸汽爐筒的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒的外側設有風機，蒸汽爐筒的出口通過汽水分離器和蒸汽干度控制室連接到蒸汽管網；所述的蒸汽干度控制室上增設用于調節蒸汽干度的噴霧機、采集蒸汽干度數據的蒸汽取樣器和用于監控蒸汽干度的報警器。上述的預熱管為U形結構，且設置在蒸汽爐筒的入口，對進入蒸汽爐筒的軟化脫氧水預熱加溫。上述的蒸汽爐筒由進液筒體、連接筒體、出氣筒體和加熱管組成，所述的進液筒體與出氣筒體之間通過連接筒體連接，所述進液筒體的筒體高度高于出氣筒體的高度，進液口設置在進液筒體的上部，出氣口設置在出氣筒體的底部，加熱管設置于進液筒體、連接筒體和出氣筒體的內腔。

4 改進后裝置結構

裝置包括軟化脫氧水箱1、柱塞泵2、預熱管4、蒸汽爐筒5、風機6、汽水分離器7、蒸汽干度控制室8、蒸汽管網9、報警器10、噴霧機11，軟化脫氧水箱1通過柱塞泵2和預熱管4連接到蒸汽爐筒5的入口，蒸汽爐筒5的內腔設有蒸汽加熱裝置，蒸汽爐筒5的外側設有風機6，蒸汽爐筒5的出口通過汽水分離器7和蒸汽干度控制室8連接到蒸汽管網9；所述的蒸汽干度控制室8上增設用于調節蒸汽干度的噴霧機11、采集蒸汽干度數據的蒸汽取樣器3和用于監控蒸汽干度的報警器10，超過了一定的數值后會發出報警音。其中：預熱管4為U形結構，增長了預熱的路徑，且設置在蒸汽爐筒5的入口，對進入蒸汽爐筒5的軟化脫氧水預熱加溫。

圖1 結構示意圖

5 運行原理

軟化脫氧水經高壓柱塞泵升壓后被送入蒸汽爐筒，在蒸汽爐筒段，軟化水依次經過進液筒體5.1、連接筒體5.2、出氣筒體5.3的對流段、過渡段、輻射段并吸熱蒸發成濕飽和蒸汽，濕飽和蒸汽經汽水分離器分離后其蒸汽部分進入蒸汽干度控制室8，所述的蒸汽干度控制室8連接噴霧機11和報警器10，調節蒸汽干度，然后送入蒸汽管網，完成注汽，能保證蒸汽穩定的高干度值，可以提高原油產量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

6 結束語

隨著油田稠油開采規模的不斷擴大，注蒸汽開采稠油作為一種成熟工藝已越來越引起人們的重視，注汽鍋爐技術更新成為大勢所趨。由于原油成分時有變化，現場缺乏全面的監控裝置，使注汽鍋爐的運行始終不能保持在一個較高的水平上，在注汽過程中，注氣高干度值經常出現不穩定現象，導致原油產量和采收率降低，對油層造成破壞。本次改進涉及一種注汽鍋爐干度調節控制裝置，保證蒸汽穩定的高干度值，可以提高原油產量和采收率，而且對油層具有很好的保護作用。

參考文獻：

[1] 稠油熱采注汽系統能流分析[M]. 中國石油大學出版社，王照亮， 2012