提高注氣鍋爐運行熱效率的技術與措施

王雪梅(中國石油遼河油田分公司冷家油田開發公司， 遼寧 盤錦 124010)

提高注氣鍋爐運行熱效率的技術與措施

王雪梅(中國石油遼河油田分公司冷家油田開發公司， 遼寧 盤錦 124010)

當前，在能源行業發展的推動下，我國的油氣開采效率不斷提升。油氣能源是影響現代社會經濟和工業發展的重要能源，但同時也是珍貴能源，人們對油氣的需求是供不應求的，因此不斷提高油氣開采效率是必然趨勢。而在油氣開采過程中，對注汽鍋爐的運用關系著最終開采效率。分析注氣鍋爐運行熱損失的原因，找出有效的提高注氣鍋爐運行熱效率的方法，是促進油氣開采效率提高的必要手段。本文主要分析了注氣鍋爐運行熱損失的原因，并提出了提高注氣鍋爐運行熱效率的措施建議。

注氣鍋爐；熱損失；熱效率

目前，稠油和超稠油是很多油氣田的主要開采對象，而在油氣開采過程中，常用的開采方式是稠油熱采技術。稠油熱采需要應用高品質的蒸汽，而其蒸汽的來源則是注汽鍋爐。只有提高注氣鍋爐運行熱效率，才能夠提升蒸汽品質，進而提升稠油熱采效率。但在實際生產中，有時注汽鍋爐的運行熱效率較低，需要認真分析其熱損失的原因，找出熱損失來源，采取科學的措施，提高注氣鍋爐運行熱效率。筆者結合實際，分析了注氣鍋爐運行熱損失的原因，并提出了提高注氣鍋爐運行熱效率的措施建議，僅供參考。

1 注氣鍋爐運行熱損失的原因

注氣鍋爐運行熱損失的主要原因在于較高的排煙損失。排煙溫度和空氣系數是影響鍋爐排煙損失的兩個主要因素。空氣系數所代表的是實際的排煙量，一般情況下，注汽鍋爐的空氣系數約為1.15，如果超過了1.15則代表排煙量超出了正常水平。排煙溫度和排煙量影響注氣鍋爐排煙損失主要有以下三種情況：①在空氣系數正常的情況下，排煙溫度遠遠超過正常標準，因此導致嚴重的排煙損失；②在排煙溫度正常的情況下，空氣系數過高，因此導致較高的排煙損失；③空氣系數與排煙溫度均超過了正常標準，在二者的共同作用下，導致較高的排煙損失。深入分析排煙溫度高的原因可知，注汽鍋爐中水及蒸汽與煙氣的換熱，輻射段：對流段為6：4，輻射段在運行中一般正常，對流段煙-水換熱器可分為光管換熱器與翅片管換熱器兩組。將對流室打開進行觀察發現，翅片管換熱器組中沉積的煙垢比較嚴重，影響了其實際換熱效果，對流段換熱量＜40%。在注汽鍋爐的尾部會每隔15d左右進行一次吹灰，在吹灰前，其排煙溫度可高達300℃，而在吹灰后明顯降低，一般會降低到＜240℃。注汽鍋爐在運行過程中，設計排煙時，氧氣的含量應在4%-6%左右，二氧化碳的含量應在12%-14%左右，空氣系數應當＜1.2。現在常用的注汽鍋爐一般是選用北美燃燒公司6131型燃燒器，其針對重油、輕油、天然氣分別有A、B、C三種凸輪以實現調風。在注汽鍋爐的實際運行過程中，引起工況變化的主要因素之一是燃料種類的不穩定性，很難通過手工將風量與燃料調節到最佳比值。

2 提高注氣鍋爐運行熱效率的措施

2.1 空氣系數自動調節技術

采用空氣系數自動調節技術，可有效提高注氣鍋爐運行熱效率。該調節系統主要分為檢測部分、控制部分以及調節部分這三大部分。其中檢測部分的主要職能是進行氧量的檢測及傳輸，其主要構件是傳感器和變換器，其主要材質是氧化鋯，氧化鋯氧量傳感器具有精度高、支持連續監測等優點，且氧化鋯材料在700℃以上的高溫下具有良好的氧離子傳導性能。控制部分的主要職能是根據檢測到的信號對執行機構傳達控制命令，其主要是由586工業控制機和Paragon 550軟件控制組構成，為確保控制精度及控制的穩定性，應用了積分自適應控制和積分分離式比例，另外還運用了模糊控制、失效控制、條件控制等多種控制方法。調節部分的主要職能則是進行配風調節工作，其主要執行機構是機械風門，不過其在注汽鍋爐中安裝比較困難，且靈活性和精度較差，所以也可改為使用逆變器控制鼓風機轉速來實現調節。

2.2 化學清煙垢技術

化學清煙垢技術主要包括：測試分析燃油的化學組成、測定分析煙垢的化學組成、研究討論煙垢的生成機理、研究篩選除垢劑的性能、實驗測試除垢劑的室內性能以及現場生產性試驗分析。經現場調研，基本了解了注汽鍋爐在運行燃燒過程中的工況特點。取樣分析得到煙垢的組成特點，分析成垢的因果，再據此確定除垢劑的具體化學性能成份。先對各種選定劑進行室內化學性能試驗，然后根據試驗結果設計擬定清垢配方。有效的除垢劑能夠使煙垢變得松脆、龜裂，最終脫落。

2.3 余熱回收技術

一般注汽鍋爐都屬于臥式直流鍋爐，23 t/h鍋爐排煙處距離進風口約30m，這種情況致使其無法利用余熱來預熱空氣，因為這會引起龐大的風道系統。根據作業流程來看，通過對回收的余熱在加熱泵前給水來進行余熱回收是可行的，其對回收裝置的承壓要求不高，但對換熱器的抗腐蝕性能和導熱性能要求較高。所以在實際應用中，必須要選擇防腐性能和導熱性能較好的換熱器。

3 結語

綜上所述，注汽鍋爐是油氣開采中的一項重要設備，為了提高油氣開采效率，必須先提高注汽鍋爐的運行熱效率。注氣鍋爐運行熱損失的主要原因在于較高的排煙損失，若想提高注氣鍋爐運行熱效率，可采用空氣系數自動調節技術、化學清煙垢技術以及余熱回收技術等相關技術措施。

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王雪梅，工程師，2001年畢業于大慶石油學院(石油與天然氣工程專業)，從事質量監督工作。