提高注气锅炉运行热效率的技术与措施

目前, 稠油和超稠油是很多油气田的主要开采对象, 而在油气开采过程中, 常用的开采方式是稠油热采技术。稠油热采需要应用高品质的蒸汽, 而其蒸汽的来源则是注汽锅炉。只有提高注气锅炉运行热效率, 才能够提升蒸汽品质, 进而提升稠油热采效率。但在实际生产中, 有时注汽锅炉的运行热效率较低, 需要认真分析其热损失的原因, 找出热损失来源, 采取科学的措施, 提高注气锅炉运行热效率。笔者结合实际, 分析了注气锅炉运行热损失的原因, 并提出了提高注气锅炉运行热效率的措施建议, 仅供参考。

1 注气锅炉运行热损失的原因

注气锅炉运行热损失的主要原因在于较高的排烟损失。排烟温度和空气系数是影响锅炉排烟损失的两个主要因素。空气系数所代表的是实际的排烟量, 一般情况下, 注汽锅炉的空气系数约为1.15, 如果超过了1.15则代表排烟量超出了正常水平。排烟温度和排烟量影响注气锅炉排烟损失主要有以下三种情况: (1) 在空气系数正常的情况下, 排烟温度远远超过正常标准, 因此导致严重的排烟损失; (2) 在排烟温度正常的情况下, 空气系数过高, 因此导致较高的排烟损失; (3) 空气系数与排烟温度均超过了正常标准, 在二者的共同作用下, 导致较高的排烟损失。深入分析排烟温度高的原因可知, 注汽锅炉中水及蒸汽与烟气的换热, 辐射段:对流段为6:4, 辐射段在运行中一般正常, 对流段烟-水换热器可分为光管换热器与翅片管换热器两组。将对流室打开进行观察发现, 翅片管换热器组中沉积的烟垢比较严重, 影响了其实际换热效果, 对流段换热量<40%。在注汽锅炉的尾部会每隔15d左右进行一次吹灰, 在吹灰前, 其排烟温度可高达300℃, 而在吹灰后明显降低, 一般会降低到<240℃。注汽锅炉在运行过程中, 设计排烟时, 氧气的含量应在4%-6%左右, 二氧化碳的含量应在12%-14%左右, 空气系数应当<1.2。现在常用的注汽锅炉一般是选用北美燃烧公司6131型燃烧器, 其针对重油、轻油、天然气分别有A、B、C三种凸轮以实现调风。在注汽锅炉的实际运行过程中, 引起工况变化的主要因素之一是燃料种类的不稳定性, 很难通过手工将风量与燃料调节到最佳比值。

2 提高注气锅炉运行热效率的措施

2.1 空气系数自动调节技术

采用空气系数自动调节技术, 可有效提高注气锅炉运行热效率。该调节系统主要分为检测部分、控制部分以及调节部分这三大部分。其中检测部分的主要职能是进行氧量的检测及传输, 其主要构件是传感器和变换器, 其主要材质是氧化锆, 氧化锆氧量传感器具有精度高、支持连续监测等优点, 且氧化锆材料在700℃以上的高温下具有良好的氧离子传导性能。控制部分的主要职能是根据检测到的信号对执行机构传达控制命令, 其主要是由586工业控制机和Paragon 550软件控制组构成, 为确保控制精度及控制的稳定性, 应用了积分自适应控制和积分分离式比例, 另外还运用了模糊控制、失效控制、条件控制等多种控制方法。调节部分的主要职能则是进行配风调节工作, 其主要执行机构是机械风门, 不过其在注汽锅炉中安装比较困难, 且灵活性和精度较差, 所以也可改为使用逆变器控制鼓风机转速来实现调节。

2.2 化学清烟垢技术

化学清烟垢技术主要包括:测试分析燃油的化学组成、测定分析烟垢的化学组成、研究讨论烟垢的生成机理、研究筛选除垢剂的性能、实验测试除垢剂的室内性能以及现场生产性试验分析。经现场调研, 基本了解了注汽锅炉在运行燃烧过程中的工况特点。取样分析得到烟垢的组成特点, 分析成垢的因果, 再据此确定除垢剂的具体化学性能成份。先对各种选定剂进行室内化学性能试验, 然后根据试验结果设计拟定清垢配方。有效的除垢剂能够使烟垢变得松脆、龟裂, 最终脱落。

2.3 余热回收技术

一般注汽锅炉都属于卧式直流锅炉, 23 t/h锅炉排烟处距离进风口约30m, 这种情况致使其无法利用余热来预热空气, 因为这会引起庞大的风道系统。根据作业流程来看, 通过对回收的余热在加热泵前给水来进行余热回收是可行的, 其对回收装置的承压要求不高, 但对换热器的抗腐蚀性能和导热性能要求较高。所以在实际应用中, 必须要选择防腐性能和导热性能较好的换热器。

3 结语

综上所述, 注汽锅炉是油气开采中的一项重要设备, 为了提高油气开采效率, 必须先提高注汽锅炉的运行热效率。注气锅炉运行热损失的主要原因在于较高的排烟损失, 若想提高注气锅炉运行热效率, 可采用空气系数自动调节技术、化学清烟垢技术以及余热回收技术等相关技术措施。

摘要：当前, 在能源行业发展的推动下, 我国的油气开采效率不断提升。油气能源是影响现代社会经济和工业发展的重要能源, 但同时也是珍贵能源, 人们对油气的需求是供不应求的, 因此不断提高油气开采效率是必然趋势。而在油气开采过程中, 对注汽锅炉的运用关系着最终开采效率。分析注气锅炉运行热损失的原因, 找出有效的提高注气锅炉运行热效率的方法, 是促进油气开采效率提高的必要手段。本文主要分析了注气锅炉运行热损失的原因, 并提出了提高注气锅炉运行热效率的措施建议。

关键词：注气锅炉,热损失,热效率

参考文献

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