油田注汽鍋爐節(jié)能措施探析

1、油田注汽鍋爐節(jié)能措施探析摘 要：油田注汽鍋爐是以原油為主要燃料，在運(yùn)行過(guò)程屮耗油量較 人，在稠油的開(kāi)發(fā)中，注汽鍋爐常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且注汽鍋爐的運(yùn)營(yíng)數(shù)量 也有加大的趨勢(shì)，因此，加大對(duì)油m注汽鍋爐的節(jié)能措施的探討有利于提 高油出的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)油出的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了油田注汽鍋爐的 基本原理，并提出了關(guān)于油田注汽鍋爐節(jié)能的一些措施，希望能引起大家 的關(guān)注。關(guān)鍵詞：注汽鍋爐 節(jié)能原理注汽鍋爐又稱為濕蒸汽發(fā)生器，是油出開(kāi)采稠油的專用注汽設(shè)備。它 是利用所生產(chǎn)的高溫高壓濕蒸汽注入油井，加熱油層中的原油以降低稠油 的粘度，從而增加稠油的流動(dòng)性，能夠大幅度地提高稠油的米收率。油田 注汽鍋爐是以原油為主耍

2、燃料，在運(yùn)行過(guò)程中耗油量較大，在稠油的開(kāi)發(fā) 中，注汽鍋爐常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且注汽鍋爐的運(yùn)營(yíng)數(shù)量也有加大的趨勢(shì)， 因此，加大對(duì)油田注汽鍋爐的節(jié)能措施的探討有利于提高油出的經(jīng)濟(jì)效 益，促進(jìn)油田的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了油田注汽鍋爐的基本原理，并提 出了關(guān)于油田注汽鍋爐節(jié)能的一些措施，希望能引起大家的關(guān)注。一、油燃燒注汽鍋爐原理及應(yīng)用重力泄油的理論最初的概念是基于注水采鹽的原理，即注入的淡水將 鹽層中的固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動(dòng)，而密度 小的水溶液浮在上面，這樣可以通過(guò)不斷地在鹽層的上部注水，而鹽層的 下部源源不斷地將高濃度的鹽溶液采出。高濃度的鹽溶液向下流動(dòng)的動(dòng)力 就是水與含鹽溶

3、液的密度差，將這一原理用于注汽熱采過(guò)程中就產(chǎn)生了重 力泄油概念。蒸汽輔助重力泄油開(kāi)采超稠油油藏的基本原理是：在水平生 產(chǎn)井的上部連續(xù)注入人量的高干度蒸汽，使得地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔 的邊緣加溫原油，同時(shí)蒸汽冷凝成水，與原油依靠重力流入水平生產(chǎn)井， 并被大排量采出。蒸汽腔不斷緩慢擴(kuò)展，并不斷加溫原油，從而形成連續(xù) 的生產(chǎn)過(guò)程，直到蒸汽腔擴(kuò)展到油層頂界和水平井控制邊界。根據(jù)sagd 工藝原理，可以歸納出蒸汽輔助重力泄油方式冇以卜兩個(gè)主要特征：1. 由于是依靠蒸汽腔擴(kuò)展加溫原油，所以蒸汽中的飽和水不僅對(duì)生產(chǎn) 毫無(wú)幫助，反而增加占據(jù)地層孔隙體積分量，使原油產(chǎn)量降低。故要求注 入蒸汽干度越高越好，一般

4、要求注汽站出口干度大于95%,井口干度大于 90%,井底干度大于70%。2. 由于是依靠重力泄油，所以水平生產(chǎn)井的生產(chǎn)壓差為水平井上部可 流動(dòng)液體的液面高度。一般保持在為515mo據(jù)有關(guān)報(bào)道和國(guó)外考察，目前采用sagd開(kāi)采方式生產(chǎn)稠油和超稠油 的以加拿大最為成熟。根據(jù)sagd的工藝原理，和油藏工程研究結(jié)果，其工藝設(shè)計(jì)的總體要 求為：在直井連續(xù)（多井同時(shí)）注入高干度（大于95%）蒸汽，水平井大 排量（300350t/d）采出高溫（200°c）含水（7090%）原油。根據(jù)工 藝設(shè)計(jì)的總體要求，設(shè)計(jì)sagd注采工藝技術(shù)路線是：注汽鍋爐產(chǎn)生干度 為7580%飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離器分離，干度為

5、95%已上的蒸汽通過(guò)球 形分配器分配計(jì)量，再經(jīng)注汽井注入地層。蒸汽加溫地層原油，變成冷凝 水與原油一起流入水平井，經(jīng)大泵抽出地面，地面換熱后再經(jīng)計(jì)量，最后 進(jìn)入中心站外輸。注汽鍋爐用水先與油井產(chǎn)出液換熱，再與汽水分離器分 離出的高溫水換熱后，最后進(jìn)入注汽鍋爐，完成熱量回收利用。二、油田專用注汽鍋爐技術(shù)改造方案根據(jù)油ft1專用注汽鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)狀并結(jié)合國(guó)內(nèi)外成熟技術(shù)，主要通過(guò)采 取以下幾方面的系統(tǒng)技術(shù)改造工作方案：1 助燃空氣的溫度額可以利用油田專用注汽鍋爐的煙氣來(lái)提高注汽 鍋爐系統(tǒng)的熱效率。這技術(shù)主要通過(guò)一套熱交換器來(lái)降低煙氣的熱損 失，以此來(lái)提高助燃空氣的含熱量和注汽鍋爐的熱效率。2.在油t1專

6、用注汽鍋爐輻射段的表面涂上紅外輻射涂料，利用這一技 術(shù)可以降低注汽鍋爐的熱損失。因?yàn)閷Ｓ米⑵仩t輻射段的溫度達(dá)到 650°c以上的時(shí)候，熱傳遞就以輻射為主，輻射的熱傳遞占到總傳遞的九 成以上，我們?nèi)绻陔缣绽w表面涂上紅外輻射涂料后，在高溫條件下，鍋 爐內(nèi)膛表面的輻射率就會(huì)從沒(méi)有涂涂料前的0. 45上升到0. 94,也就是爐 膛的輻射率提高一倍以上，輻射率提高一倍就能夠節(jié)能百分z l*o爐膛內(nèi) 表面的熱量大幅度增加，再加上這種涂料字高溫下輻射率本身就能達(dá)到 94%,我們根據(jù)四次方定律計(jì)算，物體表面熱輻射能力和絕対溫度的四次 方成正比，這就使得加熱爐體的溫度顯著提高。因?yàn)檫@種涂料含有很強(qiáng)

7、輻 射的材料，所以在高溫下輻射出的穿透力很強(qiáng)的紅外波能夠被加熱物體分 子產(chǎn)生能量越級(jí)，吸收正能量，鍋爐均勻受熱，達(dá)到提高溫度的效果和節(jié) 約能源的目的。當(dāng)油出專用注汽鍋爐爐膛內(nèi)壁陶纖表面噴涂htee-87-2型 高溫紅外輻射涂料后，可提高油田專用注汽鍋爐熱效率2.5%7%,平均為 4. 5% （即節(jié)油4%10%）。3. 運(yùn)用油田專用注汽鍋爐對(duì)流段免維護(hù)聲波除灰技術(shù)，達(dá)到降低煙氣 熱損失的目的。這套裝置主要是以蒸汽為原始動(dòng)力經(jīng)過(guò)特殊的聲波發(fā)牛轉(zhuǎn) 換器，把具有一定強(qiáng)度的聲波傳入注汽鍋爐的對(duì)流部位的空間，通過(guò)聲能 量產(chǎn)生力量，把這一區(qū)域內(nèi)的粉塵顆粒和空氣分子產(chǎn)生震蕩，阻止和破壞 粉塵在表面或者粒子之間

8、的結(jié)合,促使他們始終處于懸浮流化狀態(tài)，讓煙 氣或者重力把這些顆粒帶走，達(dá)到清除灰塵的目的。利用這項(xiàng)技術(shù)可以使 得鍋爐的排煙溫度降低1030攝氏度，熱效率提高一到三個(gè)百分點(diǎn)。4. 油田專用注汽鍋爐的維修改造部分對(duì)于流段翅片管和給水預(yù)熱器， 能夠提高注汽鍋爐的熱效率，如果更換一部分翅片管和給水轉(zhuǎn)化器，就會(huì) 有效的提高油出專用注汽鍋爐對(duì)流段的熱系數(shù)，有效降低油田專用注汽鍋 爐的煙氣的溫度，提高油田專用注汽鍋爐的熱效率，達(dá)到節(jié)能的目的。三、注汽鍋爐應(yīng)用屮需注意的問(wèn)題1在注汽鍋爐運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)火焰溫度隨著負(fù)荷的增減而升降。但是， 爐內(nèi)輻射換熱量的變化與燃料量的變化并不成正比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，鍋爐 從半負(fù)荷增

9、加到額定負(fù)荷時(shí)，爐內(nèi)換熱量的增加不超過(guò)50%80%,并不是 成倍增加。總而言之，爐內(nèi)換熱量的變化率小于負(fù)荷的變化率。因此，為 保證出口干度不變，在運(yùn)行時(shí)火量要比水量調(diào)節(jié)得大一些。2燃燒方面，由于要求使用較少供油，且爐內(nèi)燃油在低負(fù)荷配風(fēng)時(shí)火 焰的周界風(fēng)相對(duì)減弱，易導(dǎo)致壓降低造成霧化不良。此時(shí)很可能會(huì)造成燃 燒器旋口結(jié)焦，遮擋了周界風(fēng)風(fēng)口，使火焰偏斜甚至飄至爐管上。因此， 低負(fù)荷時(shí)耍特別注意觀察火焰形狀，調(diào)整火焰位置，改進(jìn)配風(fēng)，經(jīng)常清焦, 以避免火焰方向偏斜上竄。3輻射段承受的熱負(fù)荷較高，根據(jù)資料顯示約占總熱負(fù)荷的82%,而 爐管內(nèi)又是汽、水兩相流動(dòng)，因此當(dāng)設(shè)備負(fù)荷減小至一定數(shù)值或在運(yùn)行中 突遇停電時(shí)，爐管就很有可能出現(xiàn)傳熱惡化現(xiàn)彖，導(dǎo)致?tīng)t管因超溫而損壞。四、結(jié)論總之，對(duì)油出專用注汽鍋爐實(shí)施節(jié)能改造工程，并在具休的應(yīng)用過(guò)程 中減少対資源的浪費(fèi)，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的h的，必將有力 的促進(jìn)油出采油的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 薛俊直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)