随着科学技术的进步与市场经济的发展, 石油能源在人们生产、生活过程中的作用越来越重要, 已经成为了一种不可或缺的重要资源, 基于这样的原因, 油田企业的安全、稳定生产, 受到了越来越多的关注与重视。为实现油田企业的绿色、可持续发展, 必须加强对注汽锅炉热损问题的研究, 并采取有效的降耗措施予以解决。
相关调查研究发现, 排烟热损失约为注汽锅炉热损失总量的50%以上。对于注汽锅炉来说, 其排烟温度相对来说较高, 如果注汽锅炉所使用的燃料是天然气, 那么其排烟温度通常情况下在180摄氏度及以内, 如果注汽锅炉所使用的燃料是原油, 那么其排烟温度通常情况下在240摄氏度及以内[1]。这样的前提下, 锅炉燃烧所产生的热量, 很大一部分被高温烟气带走, 从而导致了大量的排烟热损失, 也给周边的大气环境造成了严重的污染。
注汽锅炉在运行状态下时, 与周围环境温度相比, 锅炉本体及其热力管道的温度较高, 特别是在温度很低的地区, 周围环境、锅炉本体及其热力管道之间的温差更大。这样的前提下, 锅炉的热量会以辐射发散、对流发散的形式流失到周围环境中, 从而产生散热损失。
燃料未完全燃烧而造成的热损失, 包括两种类型, 第一类是机械未完全燃烧热损失, 也就是锅炉燃烧不尽, 导致其所排出的残余灰渣中存在一部分碳等可燃物, 造成热损失;化学未完全燃烧热损失, 也就是燃料燃烧后, 排除的烟气中存在一部分未燃尽的可燃性气体, 造成热损失。对于注汽锅炉来说, 主要是化学未完全燃烧热损失, 究其原因在于注汽锅炉的主要燃料为天然气、原油, 所以基本上没有机械未完全燃烧热损失。化学未完全燃烧热损失主要是受到如下因素的影响, 燃料特性、炉膛结构以及过量空气系数[2]。通常情况下, 燃料挥发性越高、炉膛容积越小以及过量空气系数越小, 那么化学未完全燃烧热损失也就越多。
对于注汽锅炉来说, 其烟气总量主要取决于助燃的空气量, 在通常情况下, 供给空气过多的时候, 多余空气就会带着注汽锅炉的大量热量以烟气的形式流失在环境之中, 也就是说, 空气过剩系数较大的时候, 排烟总量也会相应的有所增多, 导致热损失增加。基于这样的原因, 在确保燃烧充分的基础上, 可适当减小空气过剩系数, 以尽量减少油田注汽锅炉的排烟热损失。为对注汽锅炉的空气过剩系数进行实时监测, 可以应用烟气含氧分析仪, 确保燃烧良好的前提下, 尽量减少注汽锅炉的进风量, 最终实现排烟总量的降低, 以达到降耗的目的。
从注汽锅炉炉膛中排出的烟气, 通常情况下温度较高, 基于这样的原因, 往往会在注汽锅炉的烟道出口增加对流段来进行换热, 实现对烟气余热的充分利用, 这是注汽锅炉常用的一个节能手段, 但是, 由于辐射段炉管、对流段长时间遭受烟气冲刷, 所以烟气中含有的一些灰尘等、杂质会在对流段管壁上附着、累积, 从而会大大降低换热器的传热效率以及烟气的预热利用率, 最终提高炉尾排烟温度, 增加热损[3]。面对这样的问题, 应定期对锅炉的炉管、对流段进行清灰, 以此来促进烟气热交换能力的提高, 最终实现烟温的降低。较为常用的清灰方法包括喷砂法、压缩空气法。
在通常情况下, 对流段入口的水温如果过高的话, 那么热交换能力就会有所降低, 导致注汽锅炉的排烟温度升高, 进而增加散热损失。基于这样的原因, 将对流段入口的水温适当降低, 就可以实现排烟温度的有效降低, 从而达到降耗的目的。在一般情况下, 天然气作为注汽锅炉的燃料时已经经过了脱硫处理, 因此其中不会含有酸性气体, 所以, 可以将对流段入口的水温控制在露点温度以下, 也就是80摄氏度至95摄氏度之间。
有时在对注汽锅炉进行清灰之后, 并没有明显的降低烟温, 且注汽锅炉前后存在明显的差压, 这时基本可以判定出现了炉管结垢的问题, 炉管结垢问题也会对注汽锅炉的换热效率造成一定的影响。面对炉管结垢问题, 进行除垢时通常应用化学清洗的方法, 例如, 可以应用Lan-826缓蚀剂溶液以及HCL、HF混配酸。进行清洗后, 就可以有效去除炉管内壁上存在的盐垢, 有利于提高传热效率、降低烟温, 实现降耗。
综上所述, 油田企业是我国的耗能大户, 而注汽锅炉是油田企业中的一大高耗能设备, 在能源短缺问题与环境污染问题日益加剧的今天, 加强对油田注汽锅炉热损问题的分析, 并采取有效的措施实现注汽锅炉的降耗降损, 有利于推动油田企业的绿色、可持续发展。
摘要：注汽锅炉是油田企业中一种必备的高耗能设备, 主要燃料为天然气、原油, 注汽锅炉运行过程中, 会产生大量的能源消耗。面对这样的问题, 通过采取有效的降耗措施, 实现油田注汽锅炉运行过程中的降耗、降损, 有利于促进油田企业经济效益与社会效益的提高。本篇论文中, 笔者主要对油田注汽锅炉的热损问题进行了分析, 并提出了几条降耗措施, 以供参考。
关键词：油田,注汽锅炉,热损分析,降耗措施
[1] 郭崇华.油田注汽锅炉能耗分析及节能降耗措施分析[J].中国新技术新产品, 2017, (01) :81-82.
[2] 郑笑影, 余斌.浅析油田注汽锅炉热损分析及降耗措施[J].化工管理, 2016, (24) :163.
[3] 王敬敬, 常洪平, 赵华.降低锅炉注汽水质含氧措施及节能降耗效果分析[J].中国特种设备安全, 2015, (06) :54-57+63.
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