注汽锅炉范文

注汽锅炉范文（精选9篇）

注汽锅炉 第1篇

稠油开采主要有蒸汽吞吐和蒸汽驱两种方式,其中主要的设备就是注汽锅炉,其运行成本是热注开采的主要部分,提高锅炉的效率,降低注汽锅炉的运行成本具有重要意义[1]。基于某采油厂注汽锅炉效率较低,为了使注汽锅炉设备的工作潜力得到充分的发挥和应用,通过对当前排量下注汽锅炉的运行状态进行调研统计分析和提高排量试验研究,寻找制约提高排量的影响因素,并提出提高排量的可行性分析和提高排量的综合技术方案,以实现注汽锅炉运行在更加合理的负荷范围内,降低单位负荷下的注汽锅炉运行成本。

1 现有注汽锅炉运行状态分析

从2011年5月至11月,分别对某采油厂两个注汽作业区的31个自然注汽站的50台注汽锅炉进行了系统调研。调研内容主要包括以下几方面:

1.1 锅炉自然状态调研统计

按注汽时率来统计(注汽锅炉在某段时间内实际参加注汽时间与总时间之比为注汽时率),为了调查各锅炉的使用频率、服役年限和锅炉耗损状态对提高排量的影响,做如下统计,将2011年上半年所有锅炉的注汽时率列出,其中注汽时率最低的为0,最高的为45.42%,采用相对比较的方法,取注汽时率大于24%的锅炉作为相对使用比效频繁的锅炉作统计,注汽时率大于24%的锅炉总计有35台,如图1所示,从注汽锅炉注汽时率和使用年限上可以看出,相对使用频率高的注汽锅炉的服役年限在20年以下的注汽锅炉占总数的69%,在所有注汽锅炉中所占的比例很高,所以从锅炉的总体使用耗损上,该部分注汽锅炉还有很大提高排量的空间。对于提高热注效率,降低注汽成本有很大实际操作性。

1.2 注汽锅炉供水系统的调研统计

通过对供水系统大量调研可知,柱塞泵的额定排量,常用排量如图2所示,所有柱塞泵均采用变频器控制,结合变频器使用可以节约电能[2,3],在相应的注汽排量量程上控制频率为0～60 Hz,实际变频器的常用频率在35 Hz左右。提高现运行排量的10%后,23 t/h注汽锅炉的注汽排量提高至额定排量的73%,11.2 t/h注汽锅炉的注汽排量提高至额定排量的59%,9.2 t/h注汽锅炉的注汽排量提高至额定排量的50%[4]。所以,从注汽锅炉柱塞泵的供水能力和泵的变频控制能力上分析,将现有注汽锅炉提高现在运行注汽排量的10%是可行的。

1.3 注汽锅炉供风和燃烧系统调研统计

1.3.1 供风系统调研统计

注汽锅炉的供风系统中主要设备为空压机,实际风机的运行排量大多为额定排量的45%～65%之间。所以,在加强运行巡检和定期保养的前提下,注汽锅炉供风系统的现状完全可以满足提高10%常用排量运行的要求。

1.3.2 燃料燃烧系统调研统计

现行的50台注汽锅炉的燃烧器主要有两种类型,其中48台为美国的北美,2台为德国的扎克。燃烧器多为原油和天然气两用。燃烧系统主要问题集中于执行器响应速度下降,风门联动不灵活。

2 提高注汽排量的试验研究

为了解提高常用排量前后注汽锅炉运行状态变化,以及有无影响提高排量的影响因素。于2011年11月20日至29日,在一台锅炉上进行了提高正常注汽排量10%的试验,实验过程中采用辽宁石油化工大学自主研发的注汽锅炉蒸汽干度在线监测装置,同时对锅炉的蒸汽压力,蒸汽干度,温度,质量流量等参数进行监测,保证注汽锅炉提高排量后安全运行,同时实现对蒸汽干度的自动控制,并对试验结果进行分析。

2.1 实验过程

在锅炉运行平稳的状态下,对锅炉的运行参数进行记录,利用蒸汽干度在线监控装置调节柱塞泵的频率,提高锅炉供水量,将排量在现运行的基础上提高10%,同时严格监视锅炉运行参数的变化,注意锅炉提高排量后的变化情况。

随着天然气量的增加,蒸汽干度随之增加,在干度未达到标准值时,蒸汽干度不再随天然气供应量的增大而升高。同时燃烧不稳定,火焰形状不规则,出现燎管现象,造成局部过热,存在安全隐患。这是由于锅炉设备使用年限的限制,燃烧器与风门连杆联动不灵敏,天然气与空气的配比达不到最佳值,同时风向影响了火焰形状,其热效率大大降低,锅炉性能不能得到充分发挥,实验过程中通过氧化锆探头监测烟气含氧量[5,6,7],流程如图3。并结合干度监测装置对含氧量的控制,这样就保证了过剩空气系数控制在1.1～1.2之间[8,9],装置根据天然气量调节风量的大小,同时改变风门的大小及风机叶轮角度,控制火焰形状在最理想状态。

3 提高排量后各参数影响分析

注汽锅炉提高排量后,系统的各个参数均发生变化,防止由于排量提高造成安全事故的发生,对各参数的变化情况进行分析。

3.1 提高排量后对井压的影响分析

如图4锅炉在提高排量前运行时蒸汽压力在14.5 MPa左右,并且比较稳定;而当锅炉提高排量以后,压力也随之上升到16 MPa左右。锅炉出口蒸汽压力的升高值仍在注汽锅炉设计范围内(现场锅炉额定压力为16.5 MPa),所以提高排量后蒸汽压力的升高不会给锅炉正常运行带来影响。

值得注意的是与提高排量前相比,蒸汽压力的升高加大了锅炉、泵阀以及管线的压力负荷,容易加大机械磨损甚至严重事故的可能性。所以在提高锅炉排量的同时必须及时控制压力,并定期对炉管壁厚和管线各部分进行安全检测。

3.2 提高排量后锅炉单耗的分析

提高常用排量10%后,将单位时间内的燃气消耗量除以单位时间内的注汽排量,计算出试验过程中注汽锅炉的单耗量,其统计如表1所示。

如图5所示,取提高排量前后蒸汽干度相同的注汽锅炉单耗做统计,蒸汽排量在现有的基础上提高10%以后,蒸汽单耗明显下降,提高排量前平均每吨蒸汽需要的天然气为87.64 m3;提高排量后平均每吨蒸汽消耗的天然气为85.12 m3,平均每吨蒸汽消耗的天然气降低2.52 m3,节能率在2.8%左右[10,11,12]。

从上述分析看到,提高注汽排量后有效利用了注汽锅炉的额定工作能力,锅炉热效率也明显提高,节约了开采成本,增加了公司经济效益。从工作效率上,提高排量可以节约注汽时间,可以有效的提高单位的工作效率。

3.3 提高排量后燃烧状态的分析

通过对比提高锅炉排量前、后喷嘴火焰的形状可以发现:当锅炉在较低排量运行时火焰成集束状如图6所示,火焰比较集中,使得炉管受热均匀;当排量提高以后火焰成分散状如图7所示,这样部分火焰就可以直接燎到炉管,使得炉管受热不均匀[13],容易造成爆管。

造成火焰形状变化的主要原因为风压过小所致。所以,当锅炉提高排量后对天然气的消耗量也随之增加,这时对进入燃烧器的风压也要及时调整,以免出现风压较小而导致火焰燎管的情况,这样容易造成锅炉爆管事故,为避免这一情况,就要提高进入燃烧器的风压,可以通过改变风机叶轮的角度或通过添加变频装置来提高风压并控制火焰形状。

3.4 提高排量后锅炉其它状态

提高注汽锅炉排量的试验过程中,锅炉的本体,柱塞泵、变频器和风机等设备平稳运行,锅炉控制系统良好运行,整个系统均能安全运行,未发现影响排量提高的不利因素。

4 结论

通过提高排量的调研统计分析与试验研究得出如下结论:

(1)对现行服役20年以下的注汽锅炉,在完善注汽锅炉综合技术的条件下,可以提高排量10%;

(2)当前井压低于14 MPa以下的井口可以提高排量10%;

(3)提高排量后注汽单耗明显下降,节能率有所提高,节能率在2.0%左右。

注汽锅炉节能降耗探讨论文 第2篇

关键词：节能降耗论文

摘要：油田的稠油开采多采用注入蒸汽热采集方法，这种方法的高成本、高耗能特质也成为了稠油热采高产高效被严重制约的主要要因。本文从烟气余热回收加热锅炉给水和注汽锅炉配风调节两方面探讨了当前注汽锅炉节能降耗的具体方案，为企业节能生产提供科学依据。

关键词：注汽锅炉;稠油热采;节能降耗;烟气余热回收;配风调节

注汽系统是油田稠油开采中最重要的组成部分，但它也是企业生产耗能最大的因素。近年来为了追求节能降耗生产、降低稠油开采成本目标，许多企业纷纷开始在注汽系统上采用并优化高新配套技术，提高注汽锅炉运行的经济效益，实现高效率能量转换，减少注汽成本在稠油热采过程中损耗总成本比重。这也是我国未来重质油高效勘探开发的主力发展方向。

一、注汽锅炉燃料及其热损失现状分析

如今注汽锅炉多采用原油作为燃料，它的损耗大，如果是以稠油热采集为例，它的操作成本构成中燃料费用就要占到整体的30%~50%。在日常生产角度来看，稠油热采的主要缺陷就在于炉管流段会积灰严重且容易遭到腐蚀，这些都严重阻碍了烟气冲刷翅片管，进而导致炉管传热效果降低，大幅制约了注汽锅炉的热效率。同时，锅炉的维修成本与安全性也因为炉管更换频率的提高而无法得到保障。从注汽锅炉的热损内容来看，它主要就包括了排烟热损、机械不完全燃烧热损、锅炉向外环境散热热损以及化学不完全燃烧热损，这些热损就占到了锅炉总损失的80%以上。注汽锅炉在设计燃气温度时一般都小于200℃，燃油温度小于250℃，所以在现阶段的实际生产过程中，锅炉的排烟热损已经超过设计要求太多，无法达到温度标准，而燃料排放到大气中的多余热量，不但造成了极大的能源浪费，也使大气造成严重污染。

二、基于热管技术的烟气余热回收与锅炉加热给水

1.问题提出。在稠油热采燃油过程中注汽锅炉的平均排烟温度会达到300~340℃左右，而燃气平均排烟温度也会达到220~260℃。注汽锅炉所产生的烟气余热在工业原理上是通过余热伴热燃料油、助燃空气与给水的形式而形成的，所以燃油工艺流程在流动性上表现较差，对伴热介质的温度与品质要求也相当高，很可能造成油路凝堵或油压不足等等不良现象。如果利用烟气余热伴热助燃空气原理就能够有效提高送风热焓值，这非常有利于提高锅炉炉膛温度进而促进燃料的充分燃烧。对注汽锅炉而言，由于燃油时对瓦口温度要求不可过高，所以要采用热管技术回收烟气余热来控制温度，以免仪表设备、鼓风胶囊及线路遭到热损坏。热管烟气余热伴热锅炉给水是目前解决上述问题的最好方法，因为烟气余热预热给水方式工艺相对传统工艺更加简单，投资成本少且见效快，对锅炉排烟热损失的降低，热效率的提升都有明显作用。当锅炉给水加热后温度达到50~60℃时，也是水腐蚀金属最为严重的温度段，因此在这里对热管材质的选择就变得十分重要。通过该技术进行加热以后，其管内给水绝对不能超过柱塞泵所允许的温度上限，以避免损坏泵配件。因此需要采用更耐高温的水封阀片和柱塞泵阀片等等来解决这一问题。2.优化方案。考虑到注汽锅炉在运行过程中会消耗大量的天然气及原油，所以需要改善它的燃料高消耗、高成本现状，优化方案中选择水煤浆来代替上述燃料。在决定采用新燃料后，它所主要面临的技术优化问题包含以下3个方面。第一，以水煤浆作为燃料的生产与运输过程要把握好，因为煤本身是一种价格低廉但污染严重的非可再生原料，所以在运用煤作为燃料时要把握好对它的设备清洁工艺，在完善工艺流程同时降低设备的基础改造成本。第二，在点火与控制系统完善方面，燃烧水煤浆需要保留它的引燃系统，在操作中要以燃料气作为水煤浆与火源引燃的基础。考虑到水煤浆相比于燃油不容易被点燃，所以要相应增大引燃气压力及流量来控制和完成点火过程。为了确保水煤浆燃烧能达到最佳效果，也要考虑提高炉膛压力与烟气含氧量，并实现供浆系统的自动化控制。另外，要保持新的点火控制系统与原锅炉控制系统运行状态一致，确保整个注汽锅炉都能在最佳状态下持续运行。最后，要做到对吹灰排灰系统的改良。因为如果采用水煤浆作为基础燃料，它的积灰量必然会偏大，所以应该采用成本更低廉、更省时省力的除灰方式来将注汽锅炉内的灰渣排除，如果锅炉内积灰过多也会影响注汽传热效果。

三、注汽锅炉配风调节

1.问题提出。当注汽锅炉的空气系数α增大时，排烟量就会随之增多，排烟损失比例也会增加，而运行热效率会不断下降。换言之，空气系数每增加0.1，注汽锅炉的热效率就会降低1%，以下给出注汽锅炉运行热效率与排烟温度、空气系数之间的关系曲线，如图1。如图1所示，当空气系数偏小时，注汽锅炉中的燃料不能实现充分燃烧，锅炉整体的运行效率也会大幅度下降，引起严重的.环境污染。所以本文希望提出控制方案，将空气系数控制在合理范围内。2.优化方案。本文针对注汽锅炉节能降耗所采用的优化方案是锅炉配风调节系统，它主要由3部分组成：以氧量检测与传输为主的检测部分、以检测信号向执行机构下达控制命令为主的控制部分以及以配风调节工作为主的调节部分，它的基本工作原理如图2。2.1试验部分。为注汽锅炉安装这套配风调节系统，并辅助采用氧量检测探头和壁挂式氧化氧量分析仪，设计其测氧量范围为0~20.5%，输出为4~20mA，并将其安装在微机控制室内。当注汽锅炉开始运转且运行参数基本稳定以后，检测其锅炉内部的烟气燃稠油氧含量，在改造前它的氧含量应该在7%左右，空气系数α应该大于1.5。在改造后烟气中的燃稠油氧含量应该在3.5~4%之间，而空气系数α应该保持在1.15~1.25范围内。2.2试验结果。经过试验表明，如果对注汽锅炉采用配风调节系统并将传统燃料原油改为水煤浆，它的系统燃料适应性也会被改良。而且在选定燃料以后，在任意负荷情况下空气系数都应该小于1.5。另外从降低注汽锅炉排烟温度与减少空气氧气含量两方面来看，改造后的注汽锅炉在运行热效率方面能提高5.44%左右，运行热效率也可以达到初始设计值标准。在经济效益方面，安装了配风调节系统的注汽锅炉在同时采取余热回收措施以后每年可节省原有330t左右，年经济收益提高30万元。

四、结语

本文介绍了烟气余热回收加热锅炉给水和注汽锅炉配风调节两种设备节能降耗方法，它们都实现了利用高性价比能源及设备实现简捷工艺操作的效果，降低了排烟温度和热损失，提高了注汽锅炉的运行效率，是当今严峻能源形势发展背景下的最优生产选择。

参考文献：

[1]黄松磊.油田注汽锅炉系统节能降耗改造前景分析中小企业管理与科技。

[2]李桂芹,许春英,苏娅等.热采注汽锅炉节能降耗的有效途径节能与环保。

[3]方云.稠油热采注汽锅炉节能降耗技术[J].油气田地面工程。

注汽锅炉 第3篇

关键词：油田注汽锅炉  热煤气技术  不同燃料各自特点  应用潜力

中图分类号：TE4    文献标识码：A  文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0057-01

油田专用湿蒸汽发生器又稱注汽锅炉，是专门用于油田稠油开发的热工设备，随着西气东输工程的推进及环保要求的提高，现在辽河油田注气锅炉多以天然气为燃料，只有个别偏远井站供气受限才使用原油作为燃料。多年来，注汽锅炉一直是油田开发的主要耗能设备，近年来随着原油天然气价格的不断上涨以及国内原油天然气生产局势的日益紧张，这种高成本高消耗的燃料结构严重制约着油田的持续发展和经济效益。另一方面我国是煤炭大国，其储量和产量都位于世界前列，尤其近几年国内煤炭价格持续回落，使得煤炭在释放同等热量前提下相对石油和天然气更具有价格优势，如果能够以煤炭作为锅炉燃料，所带来的经济效益将十分巨大。

1 热煤气锅炉技术特点

相对于传统注气锅炉，热煤气锅炉可以利用原有锅炉炉体，在不改变辐射段及对流段的前提下通过改变燃烧器及供气管线就可实现。同时为了保证充分燃烧需在锅炉尾部增加“热管空气预热器”，利用燃烧后的烟气对空气进行预热;为了克服改造后空气及烟气阻力的增加，在系统中需增加一台引风机。

受煤气输送距离影响，通常煤气发生炉就安置在注汽站旁。煤气站使用原煤利用空气和蒸汽产生的煤气经旋风除尘器、管道扩容除尘器及除硫塔后与空气混合进入燃烧器燃烧;空气通过鼓风机进入热管换热器进行预热并升温至200 ℃，经过调节阀与煤气站输送过来的煤气在燃烧器混合后进入锅炉炉膛燃烧，燃烧后产生的烟气经过对流段对蒸汽进行第一次换热，随后进入热管换热器对空气进行第二次换热，最后由引风机通过烟囱排放。

2 对比燃气锅炉各自特点

传统锅炉相对于煤气锅炉流程简单，不需要引风机及换热管线，占地面积小，可根据开发需求调整布局易于整体搬迁。燃料方面，由于使用重油及渣油排放污染物超标现已基本停止使用，使用稀油因成本高也仅限于供气受限的局部地区使用。作为主要燃料的天然气因成分比较单纯有害杂质少，污染物排放量少，S02、NOX含量均在标准范围内，烟尘几乎没有，因此也不需要辅助的除尘除硫净化设备，运行设备维护费用少，但燃气锅炉会受供气气源影响，供气压力波动频繁会对锅炉运行参数产生影响，需要实时调整;在冬季及用气紧张时常因供气压力过低而影响生产。

使用热煤气的锅炉最大的特点是相对传统燃料价格低廉，锅炉燃料来自旁边煤气站，相对燃料供应稳定，配合调整灵活，不受季节天气影响，适合长期稳定运行。但受原煤特点影响，需要一系列相应的配套设备，包括原煤储运、煤气发生器、供气管线、换热管线、净化设备等，设备繁多占地面积大，一旦建站不宜搬迁，后期设备维护频繁，人员配置需求量大，且净化设备需要持续投入，整体设备运行成本高。同时热煤气污染物排放含量要比天然气大，需要实时监测控制。

3 热煤气锅炉的应用潜力

油田燃油（天然气）注汽锅炉改烧热煤气后其燃料成本将大大降低。以辽河油田金马热注大一站为例：一台23 t注汽锅炉每天标准生产432 t蒸汽，燃料会消耗掉26吨稀油或是3万方天然气，折算成价钱则是燃油10万元;燃气6万元。而采用热煤气技术后，在生成相同蒸汽量的情况下每日耗煤65 t，按700元/t估算，每日燃料成本是4.6万元。对比烧油每台锅炉每天可节省燃料费5.4万元，比烧天然气每天可节省1.4万元。热注站煤气改造工程投资约为1200万，改造后建成的煤气站可供两台锅炉同时使用，设计年蒸汽发生量可达20万方，相对传统燃油每年可节约燃料费用2500万，当年就可收回改造投资费用。即使对比燃气每年也可节省燃料费用650万，2年可收回投资费用。金马煤气站建成于2007年，一直使用至今，投产7年目前仍在使用中。

4 目前热煤气锅炉所面临的问题

由于原煤品质以及燃烧方式的影响，在燃烧过程中会产生不同的有害物质，诸如粉尘、NOX、硫化物的排放，虽然采取净化设备能够大大减少污染物的排放，但在实际运行中尤其是在启停炉燃烧没有稳定形成或是结束的时候还是会产生部分污染物。此外，虽然气化后的煤气温度可达400 ℃以上，高于煤气中的焦油的凝析点，但在管道内壁、助燃空气混合等温度比较低部件处，由于煤焦油的析出，会使诸如主输气管道、燃烧器、对流段的翅片管、烟囱等部件结焦。通常在连续运行三周就要对燃烧器进行清焦，连续运行三个月要对主输气管道和烟囱清灰清焦。由于锅炉的本体是利用原有锅炉进行改造，锅炉炉体的各部件并没有针对热煤气而专门设计。在使用一段时间后会出现一些问题：辐射段容易积灰，可以通过停炉检修时对炉体内进行清洁;对流段翅片管结焦积灰，严重时会影响对流段的换热效果，最终导致锅炉热效率的降低及烟温的升高。不同与常规锅炉，煤焦油结焦后会与煤灰形成块状粘物粘在翅片管上，在常温下还会吸收空气中的水分，潮解后会变的更粘，清理起来费时费力，而且效果也很有限，需要针对煤焦油进行攻关研究新的清灰方法或是减少煤灰粘结。

5 结语

作为一项新生技术，虽然热煤气锅炉在使用上仍存在种种问题，但其在工艺技术上是可行的，并且具有巨大的经济效益。相信在未来经过充分的调整改进，这项技术将会对油田锅炉的燃料结构调整上发挥重要的作用。

参考文献

[1] 刘继和.油田注汽锅炉燃油改烧热煤气技术[J].节能与环保，2009（12）：38-39.

[2] 王丽萍.辽河油田热注锅炉燃料结构调整试验研究[J].石油规划设计，2007（4）.

油田注汽锅炉的节能改造 第4篇

1 改造方案

减少排烟热损失, 就要提高锅炉对流段光管的吸热能力, 充分利用锅炉排烟热能。改造具体采用以下方式:将原卧式对流段 (48+1 48) 改为立式对流段 (313+1513) , 即对流段光管由原来的4排改为3排, 每排由8根增加到1 3根;翅片管1 4排改为1 5排, 每排由8根增加到1 3根;共增加光管7根, 翅片管8 3根。改造前对流段结构如图1, 改造后如图2。该对流段在满足各项热力指标要求的基础上, 极大限度地利用了原有炉管。

该对流段在原有结构上增加增长了过渡段, 对流段内的光管与翅片管较之原对流段在水平面内转过9 0°。改造后管排布图中下部3排为φ609光管, 上部1 2排为φ6 09翅片管, 管总数为1 9 4根。对流段改造前后新旧管数对照表见表1。

2 改造后效果评价

(1) 排烟温度降至2 0 0℃, 降幅6 2℃, 排烟热损失由原来的1 2.1%减低到9.0%, 假设锅炉散热损失不变的情况下, 由于排烟热损失降低, 锅炉热效率提高3.1%, 年节约燃油近3 8 0 t。

(2) 增大了排气空间, 炉膛压力降至0～0.3kPa, 更有效地防止了回火, 增强了锅炉安全操作系数。

(3) 降低排烟温度, 确保排烟温度不超过环保指标, 减少环境热污染。

浅析注汽锅炉节能降耗 第5篇

目前, 由于油田开采的原油粘度较大, 影响开采率, 因此就需要利用注汽锅炉在稠油中注入一定的高温高压蒸汽降低其的粘度, 提高稠油的流动性, 达到便于开采的目的。注汽锅炉作为主要的稠油开采设备并且在使用过程中能耗较大, 因此了解注汽锅炉的主要工作原理并在此基础上对其进行结构以及技术上的改造, 以达到节能降耗的目的就变得十分必要。

一、注汽锅炉概述

注汽锅炉的工作原理是利用锅炉内产生的高温高压湿蒸汽注入油井, 降低稠油的粘性, 在此基础上增大其流动性, 从而提高稠油的开采率。注汽锅炉是开采稠油的一种专用注汽设备, 其产生的汽水混合物与其他锅炉的产物不同, 属于高压湿蒸汽。整个注汽锅炉主要由辐射段、对流段、过渡段、给水预热器等组成, 通过各个设备才能够保证其正常运行。注汽锅炉在日常的运行中其能耗的损失主要表现在排烟、未完全燃烧、电能消耗、炉体散热四个方面, 特别是排烟热方面, 是成为了影响注汽锅炉降低能耗的主要因素, 因此在控制排烟温度方面就需要进行着重的研发。

二、提高注汽锅炉节能降耗的措施

1. 控制排烟温度

导致注汽锅炉在运行的过程中效率低下的原因就是排烟温度过高和过量空气系数大。当排烟温度保持不变时, 过量空气系数越大, 注汽锅炉热效率和㶲效率越低;当过量空气系数不变时, 排烟温度过高, 注汽锅炉热效率和㶲效率越低。因此想要提高注汽锅炉热效率和㶲效率, 一方面清除对流段受热面的硬垢, 硬垢产生的原因是当锅炉在燃油的过程中, 各种灰垢、烟垢等杂质在高温高压环境下吸附于对流段受热面, 注汽锅炉在长期运作的过程中, 聚合物质量越来越大, 导致对流段烟道阻力增加等一系列故障, 利用化学剂再加上高压水射流技术, 能有有效解决对流段硬垢问题, 解决这个问题之后就能够大大降低注汽锅炉能耗。另外一种能够有效清除对流段受热面硬垢的方法是采用弱爆炸吹灰技术, 其原理是将乙炔 (分子式C2H2) 和空气按照一定比例混合, 通过在爆炸腔中加速产生的高速脉冲射流, 向对流段受热面发射高速脉冲射流, 将受热面上面的硬垢冲击下来, 保证烟气正常排放[1]。在探索过程中, 将吹灰装置弱爆腔安装在对流段的下部能够起到良好的吹灰效果。这项技术吹灰效果十分明显, 大大降低了排烟温度, 在降低了工作人员的劳动强度的情况下还能够有效保证注汽锅炉的持续运行。

2. 优化注汽锅炉燃料结构性能

注汽锅炉在运行的过程需要消耗大量的原油或者天然气, 这就是注汽锅炉能耗大的原因之一, 因此想要降低注汽锅炉的能耗, 就需要优化其燃料结构性能[2]。并且原油在燃烧的过程中排烟产生的温度较高, 所以使用新能源代替原油变得十分必要。目前较为可行的是使用天然气这种清洁能源, 在利用天然气替代原油的过程中, 必须保持天然气供给来源干净, 压力需要保持不变, 将锅炉天然气管线的压力稳定在0.1-0.2MPa之间。但是在使用天然气代替原油的过程中, 需要注意的是安全问题。

3. 采用变频技术降低电耗

调节注汽锅炉辅助设备到最佳工况下的锅炉柱塞泵和鼓风机的选型设计都是以额定负荷为计算依据, 计算流量和扬程还要加一个富裕量, 一般都略高于计算值, 注汽锅炉负荷变动很大, 一般多在额定负荷下运行。由于诸多因素, 锅炉运行时柱塞泵、鼓风机的实际流量都小于设备的额定流量, 必须进行调节, 一般的调节方法都是改变其柱塞泵出口回水阀或鼓风机入口挡板的开启度, 形成电机的输出功率一部分用来克服节流阻力的状况。因此, 调节后流量减少了, 但电机功率没有明显的减少, 也就是说电机消耗的电能中的一部分用于调节流量形成的运行阻力而消耗。

变频器技术工艺由变频器、压力变送器、气电转换器、配套仪表及控制系统组成。变频调速是由频率改变来调节电机的转速, 流量得以调节而电机的输出功率也随转速的大小而改变, 也就是说流量大转速高, 电机输出功率大, 电能消耗大;流量小, 转速低电机输出功率小, 没有节流阻力的存在.故流量减少时, 电机功率明显减少, 可减少15%~40%的电能消耗。

4. 采用红外辐射涂料技术

采用高温红外辐射保温技术这种做法主要是当炉内温度超过一定时, 辐射段内的传热方式变成辐射, 在这种情况下如果能够提高辐射段的辐射率, 就能够大大提高炉膛的吸热量。因此在注汽锅炉的炉膛内耐火层加涂高温红外辐射涂料就能够提高其辐射率。

结语

通过对原有工艺进行深一步的研发与升级, 将原有的高能耗逐渐向节能降耗方面转移, 其中控制排烟温度、在提高注汽锅炉燃料结构性能、采用变频技术降低电耗、高温红外辐射保温技术等一系列先进技术都能够达到良好的节能降耗效果, 特别是在当下能日益紧张的局势之下, 油田开采对于我的的国民经济有着支撑作用, 在进行稠油的开发方面利用各种先进技术达到实现注汽锅炉节能降耗的目的, 有利于我国实现可持续发展的战略目标。

摘要：随着科技的进步加上我国在各项能源的进一步开发, 其中针对稠油的开发越来越受到重视。在稠油开发的过程中, 注汽锅炉成为了其必不可少的设备, 在提高重质高粘度稠油方面更加高效, 在此情况下注汽锅炉迅速发展起来。但是在使用注汽锅炉的过程中发现其在能耗方面的问题较为严重, 因此为实现我国能源可持续发展的战略目标就需要对注汽锅炉进行改造。本文主要阐述利用各种先进技术达到降低油田注汽锅炉能耗的措施。

关键词：注汽锅炉,节能,降耗

参考文献

[1]黄松磊.油田注汽锅炉系统节能降耗改造前景分析[J].中小企业管理与科技 (中旬刊) , 2014, 13 (02) :196-197.

注汽站热采锅炉调试研究 第6篇

由水罐来的清水由生水泵打入水处理设备, 除去水中的钠、镁离子后进入柱塞泵;由柱塞泵增压后一路进入给水换热器内管, 经U形换热器加热升温后进入对流段, 另一路直接进入对流段, 由此控制对流段入口温度;进入对流段后经过反复吸收烟气热量升温后回到给水换热器外管, 预热来水后进入锅炉辐射段进行加热, 经过辐射段往复加热后产生干度为72%~75%之间的湿蒸汽;少量部分经过三级减压进入燃料油套管管线外管伴热燃料油。绝大部分再经过蒸汽汽水分离器将湿蒸汽中的水分离, 产生干度为99.9%的蒸汽;经过注汽管线注入油井中。

热采锅炉设备所需清水由所在区块的油气集输联合站提供, 流程上还设置了两个干度取样点;一处位于辐射段出口, 用于检测锅炉运行所产生的蒸汽质量并进行跟踪控制。另一处位于蒸汽汽水分离器出口, 用于检测去井蒸汽质量。流程中所产生的污水可回收利用部分, 经过回收管线回到水罐。不可回收部分进入污水池, 使用排污泵管输至附近采油站后由联合站回收处理。

2 启炉调试过程

901锅炉设备及工艺流程安装施工保温结束并检测合格, 具备试运条件。联合站将供水阀门打开, 投运供清水管线;将水罐液位上满后, 依次投运水处理设备、柱塞泵, 对热采锅炉经行走水;关闭锅炉蒸汽出口阀门, 炉水全部经放空排污进入污水池;池内液位涨至1/3时启动排污泵, 投运外排污流程。并进行了20余次的检查、消漏工作, 直到无漏点为止。热采锅炉设备走水投运工作完成后, 进行启炉前准备工作。因公司决定调试期间燃气运行, 故燃油部分设备并未投运。燃气系统:打开天然气入口阀门, 打开主燃气管路阀门, 打开各压力表针阀。引燃系统:打开引燃管路进出口阀及各压力表针阀。仪用空气系统:打开空压机出口阀门及空气干燥器的进出口阀。排污系统:关闭辐射段、对流段、炉管及汽水分离器排污阀, 并闭雾化和平共处取样过滤器闸阀, 打开汇总排污阀;疏水系统:打开天然气进口油气分离器下疏水器前的阀门。调试运行前工作全部结束后, 开始向热采锅炉给水、送气, 锅炉试运点火成功。

2.1 在系统未通电之前进行

按产品动力配线图检查并核定各电机额定电流;检查各电机相间绝缘和对地绝缘;对机泵进行启动前的清洗和填充相应的润滑油料;按产品控制原理图检查接线各回路情况, 确认系统无松动或无错接、漏接、短路等现象, 做好通电前的准备;最后检查系统各元件有无损坏等情况。

2.2 在系统通电后进行

检查各系统回路及CPU程序是否正常;匹配一二次仪表功能检查和调整分类系统的各项参级设置;依次点动柱塞泵、鼓风机、空压机等转动设备, 检查确认其转动方向, 反之则调换相线。但柱塞泵不允许在无水状态下转动;将所有的二次气动仪表终端对空, 启动空压机以吹扫供气管线, 吹扫完毕后复原。在断电情况下, 拆下点火程序器, 使用短接线试验各电磁阀及电动阀其动作状况;在有介质的动态情况下, 检验各系统设限压力点报警的准确性, 个别试验如蒸汽压力的报警试验可在启动产生压力后设定某低限值试验, 以确认正常运行后各压力设限报警点的可靠性能;检验设限温度点报警的准备性, 可采取改变原设定值的方法, 试验后再复原;建议做模拟点火试验, 拆下火焰监测器, 将编程器与CPU连接置到“监视”位, 强制联锁点火程序器, 引燃灯提示后, 用火源照亮监视孔, 观察引燃火—主火—调火的全过程, 试验完毕后断开点头程序器联锁;调节燃烧器引燃系统上的助燃配风螺针, 一般是将螺针拧到底再逆时针旋转一圈半左右为好;校验差压变送器;试验压力变送器;校验燃烧器上的阀门定位器及气马达驱动情况或测试燃烧器电动马达的驱动情况;试验回水调节阀的动作情况;试验电加热器控制回路和启停情况;按变频器使用说明书调试柱塞泵变频器, 达到运行条件。

2.3 烘炉时间及火量研究

依据先小火后大火, 逐步提温的原则, 901热采锅炉设备在进行了走水、试漏及点火试运后, 开始经行烘炉工作。点火后小火运行, 锅炉排量设定为9m3/h。烘干约2小时使水分蒸发掉1/2, 期间天然气流量约为909m3/h;然后调整为允许调火状态, 使用中火再运行4h, 期间天然气流量约为2009m3/h;最后用大火再烘4h, 可全烘干。期间天然气流量约为4509m3/h;烘炉期间利用观火空观察炉膛内燃烧情况, 烘炉后期当观察到炉膛内过渡段炉衬泛红且观火孔玻璃不再有水蒸汽时, 炉膛基本烘干。烘炉过程中升温不宜太快, 在烘炉期间, 调节适量的过剩空气, 不可打开对流段旁路, 否则, 对流段会产生冷凝水, 易导致靠近油嘴部分的炉衬烘干, 而对流段局部内衬不能烘透。烘炉时对流段、辐射段下面的排污阀打开排污。烘炉完毕后检查炉膛耐火层状况, 对存在的缺陷进行修复。

3 几点体会

(1) 注汽锅炉设备投产前的准备工作十分关键, 并对今后长期运行至关重要。准备工作应该在设备安装时开始, 锅炉设备的准备工作进行的非常仔细、认真, 从正式投产到现在没有发生故障停炉。

(2) 热采锅炉设备尤其是新设备在投产过程中, 对出现的各类大小问题都必须严肃认真对待, 科学分析, 直到找出问题的根本原因, 绝不简单从事, 以免后期多走弯路。

提高注汽锅炉热效率浅析 第7篇

11222hl kVO3q57.52707.417140174.1-32064..35980.1132.0424285.393.6%0.6079266.40.153902.877.47KJ/Nm 3Q2r42412.9h3.6454.305化对流段、辐射段结构。对流段要选用高21.32179398 2600=026.309.81K6J/Nm3D0.19510.14w/m.K2.16效、耐腐蚀翅片管, 因为排烟热损失占总h714.1-26.mixV空3q9YQhl kV热损失的85.3%, 所以降低排烟温度是提高Oq277.4714.1-26.398132h..30.12h hF2气8雾13.化02排烟8.4热%损失为2:辐射换8D热.3h32F系%l (h t数Dt) h 42412.9Qr42412.927386000.1q61o F保温层外表温度和自热效率的关键。对流段的换热效果和排烟1d然环境温度有212 d ln关, n可o7.82l67 1150 12q1d12d2由d2下h面公式求得:温度密切相关, 对流段要设有高效清灰装YT1 0.805h3.64ln5 2.524.31 ln2.532 22D0.14 2.16q277.4714.1-26.39813.022π409 7..18.985 672 (11.50125.104-2w1.52/3m2 1.K2.166.2128.4%q) 置, 由一台空气压缩机、一个储气罐单独42412.9YT==hh1 DhFh Dln 2.52+1 ln2.532+2供气。通过手动阀、电磁阀切换蒸汽空气0.14 0.82.1h63F.1449.82.53222.521 1502.5132216.213.6454.305吹灰, 使对流段翅片管始终处于高换热效02虽然蒸汽雾化排烟热损失降低了, 因qhAt1t2.160o.1954D1.14w/m.K C=M48902w2.21, Q=48900.218361002165w率, 以降低排烟温度。为雾化蒸汽来自锅炉自身的产汽, 因此锅=1760h4F7h KJ/h2 07.0.87167 91.21150 12q0.5%YT1炉的出力降低了。因此锅炉设计以空气雾侧QC面M积21散65 2热ln36损720.80.65失7 211 75709 4112K q J/h QD 176047 7794 176055 KJ/h YTln2.532 23.2保温1 0ln.12.452 12.l1n62.532 49.8 22.52 2.532 16.213.2.1选用高效保温材料化锅炉排烟热损失为准。0.142.16 49.82.522.532 16.21选用导热系数低、耐高温的保温材2.2化学不完全燃烧热损失Qr42412.93.164332.05342823.11214650842172366KJ/h QF1760550.66%0.5%qAt1to4.5322Qr268473料66对锅炉对流段、辐射段、过渡段进行保CM燃2.3料燃烧时, 燃料的可燃气体在炉膛10.1812165w1150122.q3.1Ath1to0.0719.214温。纤维毯平铺折叠采用多层错缝施工, CM燃烧, 如果部分可燃气体没有燃尽就随烟Q12l (t1t) 0.1812165w qCM2165o13600d277941KJ/h d Qh oD1726047 7794 176055 KJ/h lnln避免直通缝的出现, 也克服了纤维毯因收2.3.12.3.11d12d2d02.0h719.21气排走, 这就造成了燃料的化2学l (t不2l (t1t) 缩造成的直通缝, 因此结构整体性好, 散1t完q o) 全燃烧损失。在送风量不足, 燃料与空气没有锅QQQr C炉M42q额412.2定911669负35380 04荷803燃62160280o油4736量67KJ7为/9h 4KQ63FJ/h17 605Q51d1d21d o23.48Kg/hD, 0.661%Q21d Q76D047 79707798o24 176055 KJ/h lnlnD0.06ln0.09ln13600r7920687487K36J6/h热损失小0。.3%1d12d2d2h1d12d2d2hQr26847366充分混合, 燃料在炉膛停留时间太短都是hhD0h.1F35h D0.79.213.2.2选用铝薄板密封造成燃料化学不完全燃烧热损失的原因。0.805h4.3D3.6450.10.14w/m2QQ r 41294801.K022.1.192619653304826847Q3D66K79J07 8/h QF1采76 0用55铝薄0.板66密%封能够起到阻气的作注汽锅炉由于油温低、雾化参数不合理、D0.060.0913600q79078KJ/h 0.3%50.66%Q0.3%0.12%=1.02用%。纤维属于多孔的保温材料, 当炉内处hhhhDhFh h r26847366Qr26847366FDDhFh D0.1350.79.21瓦口旋风片结礁是造成燃料化学不完全燃于正压时, 内衬的传热方式除了传导传热0.805q QF1-q217q0.805YhT=63045.235q 51=71.0806%7 1185.503%120.5%1.02%89.95%烧热损失的原因。h3.54.32D注汽6锅4炉化0.学195不10完.14全w/m燃.KQD3.645q00.1951.60.1%4w/m2.K外, 强制对流也成为主要传热方式。铝薄2.16r26l8n4 27.3526 651 0.62.16l6n%2.50.33%2 0.12%=12.02%0.14 2.16 49.8 2.52 2.532 16.21烧热损失值一般在0.5%。1-q2q3q5100%8.53%0.5%1.02%89.95%h板的采用能够避免产生强制对流, 因此能hFF2.3.2对流段热损失3.1计4算2.53221150122.3炉体散热损失qQAt1to19800412CM取得QD更好的79保07温8效果。D0.10620.70.98607.11811501123600792017685wKJ/h0.3%2 7.867 1150 12对q q Y流T段1和h过渡段保0.0温71层9结.21由纤维毯和Q注汽锅炉长期温3.2运行维护方面YT度约950℃, 最高温度1 ln 2.52 1ln2.5322r26847366ln 2.52 1 ln2.532浇2铸Q料CM组成201.106。45.1纤33256.1维060毯04.797厚7.894度K92J..652/02h1 m2mQ.5D, 32 1浇1766铸.02417料7厚794 176055KJ/h约在1150℃以下, 保温0.1厚4度2.1167 0~492.80 0m2.5m2, 2.532 16.21要定期打开对流段侧板进行清灰, 清度90mm。 (以180mm厚度为例) 环境温度12℃。硅Qr42412.963330.144822.56382427366KJ/hQF176055除翅0.片66%间的油灰颗粒, 保证自动清灰装置3.142.5322对流段进口烟温800℃q, 11出50口1220Q0r℃, 26847366酸铝纤维毯传热系数: (机械部设计研究115012qAt1to450.66%0.3%0.12%=1.02%CM完好并投入使用。对腐蚀堵塞严重的翅片qAt1to4纤维毯内侧平均1CM10.1812165w工作温度0.18500℃12165w, 院工业炉设计手册, 提供如下耐火纤维制1-q h2q3q051.00701%9.218.53%0.5%1.02管%进行89更.95换%。在有天然气的情况下, 尽量h0.0719.21品导热系数计算公式, 此结构经公司产品QQCM211695 8306000127794KJ/h QD 176047 77Q94D176燃075950用K7J8天/h然气, 因为燃用天然气很少积灰。QD0.060.091360079078KJ/h 0.3%CM2165 36007794KJ/h QD 176047 7794 176055 KJ/h Q, r26847366在实际使用过程中检验证明, 此公式所计0.1350.79.21要定期清除瓦口、旋风片上的油礁, 油温QQr 42412.963304826847366KJ/h QF176055算的结果误差在5%以内, 所以本公式符合达0到.66%设计要求, 保证燃料燃烧良好, 降低D=79078=0.3%q50.66%0.3%Q0.12%=1.02%Qr 42412.963304826847366KJ/h QF176055Q0.66%r26847366热力计算的要求) 硅酸铝纤维导热系数。Qr26847366r216-8q4气体不完全燃烧损失。定期测试锅炉过剩2736q63q5100%8.53%0.5%1.02%89.95%注汽锅炉运行过程中, 对流段、辐射段、空气系数, 保证其数值在设计范围内。2.3.3过渡段热损失过渡段都处于室外, 由于炉体表面温度一锅4结论Q炉表面19散80热0损12失Kh QD79078般在60~80℃, 比环境温D0.060.091360079078J/0.3%QQ1度980要0高12很多, 因qQr26847366D79078影响注汽锅炉热效率的因素是排烟D0.060.091360079078KJ/h 5=00.6.1635%+0.07.30%9.3.2%此要向环境散热。散热过程对流和辐射传Q1+0.12%=1.02%r268473660.1350.79.21热损失、炉体散热损失、气体不完全燃烧热同时存在。散热损失的大小与炉体表面注汽锅炉热效率:q50.66%0.3%0.12%=1.02%损失, 其中排烟热损失占热损失的85%左积、温度, 风速、环境温度有关。q50.66%0.3%0.12%=11-.0q2%右, 是影响锅炉热效率的重要因素。提高2q3q5100%8.53%0.5%1.02%, 89.95%2.3.1辐射段炉体散热损失2.3.11-q锅炉热效率的途径和方法是降低排烟温度2q3q5100%8.53%0.5%1.0 2%89.95%2l (t1t) qo和排烟体积, 从而减少烟气携带的热量;1d21do2lnln1d12d2d2h通过计算, 排烟热损失q2=8.84%, 气体提高保温效果, 降低炉体表面散热损失;不完全燃烧损失q3=0.5%, 炉体散热损失合理配风, 燃烧良好, 降低气体不完全燃引入辐射换热表面传热系数的定义及q5=1.02%。排烟热损失占比为85.3%, 气体烧损失。计算方法。实际工程技术问题中对流与辐射h常h常D同hF时h不完全燃烧热损失占比4.8%, 炉体散热损存D在, 这种对流与辐射同时存失占比9.9%。可以看出排烟热损失是影响参考文献在的换热过程称0.805为复合换热。对于复合换h4.3热, D3.645工程上为计0.19算510.14w/m2.K注汽锅炉热效率的主要因素, 其次是炉体[1]严加騄编著.工程热力学[M].北京:高2.16方便, 常常采用把辐射散热损失, 气体不完全燃烧损失。等教育出版社, 2007换热量折合h成对流换热量的处理方法。复F3提高锅炉的途径[2]杨世铭, 陶文铨编著.传热学[M].北京:合传热表面传热系数h=h+hh 2 7.867 1150 D12FD为对流高等教育出版社, 2007换q热YT系数1, 与保温层外径、风速有关, 可通过经验公ln 2.521式求得:ln2.53223.1设计制造方面[3]刘继和, 孙素凤编著.注汽锅炉[M].北0.14 2.16 49.8 2.52 2.532 16.21锅炉的换热面积要达到设计要求。优京:石油工业出版社, 2006

参考文献

[1]严加騄编著.工程热力学[M].北京:高等教育出版社, 2007

[2]杨世铭, 陶文铨编著.传热学[M].北京高等教育出版社, 2007

提高活动式注汽锅炉热效率 第8篇

1 原因分析

1.1 炉体保温损坏

为了分析锅炉热效率的影响因素, 在冷活4注汽站设立监测站, 分别对锅炉的不同部位设立监测点进行监测。通过对锅炉运行实际情况及锅炉状况测试分析, 锅炉辐射段局部存在不同的保温破损现象, 局部出现高温区, 温度高达85℃左右;炉膛上部温度普遍高于下部温度, 而且在接箍处温度明显偏高, 部分炉钉位置温度高达100℃以上, 已超过国家标准规定的最高70℃指标。锅炉对流段上部整体表面平均温度在70℃左右, 但在焊缝及铰接处出现异常高温区, 最高点温度达179℃以上;部分换热面虽符合辽河油田公司规定, 但已超过国家标准GB/T 10180—2003《工业锅炉热工性能试验规程》[1]、TSG G0003—2010《工业锅炉能效测试与评价规则》[2]的要求。锅炉过渡段的平均温度在115℃左右, 实测局部高温点达到了159℃, 已超过《辽河油田公司热注系统管理规定》的要求。

经测试分析:锅炉外表面温度不均匀, 辐射段、对流段及过渡段均存在保温缺陷, 造成局部位置温度过高, 最高点温度高达200℃, 超温严重;锅炉辐射段外表面平均温度在55~90℃左右, 对流段平均温度在55~120℃, 炉体上半部分外表面平均温度高于下半部分20℃左右。这些都超过了国家标准及辽河油田公司要求, 占总热损失1.28%~1.65%。

1.2 过量空气系数大

根据燃烧过程的不同, 合理的配风对促进炉内高效燃烧是很重要的。燃烧系统的配风由风门连杆调节风门开度来控制, 助燃空气量不合理而产生过多的剩余空气会从锅炉内带走大量的热量, 随烟气排放到大气中, 热损失增大, 降低了锅炉的热效率 (图1) 。锅炉排烟温度达到230℃, 过量空气系数1.6, 燃油单耗达到58.9 kg/t, 热效率下降至77%。

1.3 对流段积灰多

目前注汽锅炉使用燃料主要以原油为主, 原油经过燃烧产生烟尘、焦体及铁锈等灰垢, 灰垢的导热系数为0.418 W/ (m·℃) , 大约为钢板导热系数的1/450~1/750。这些灰垢如不及时清理, 会聚集在对流段翅片管、辐射段炉管、炉衬等位置, 严重影响锅炉的热效率。经现场测试, 灰垢的存在使传热损失率高达30%以上, 排烟温度上升。烟温每升高15~20℃, 热效率降低1%。每2井次就可达230℃以上, 排烟热损失10%以上。由此可见, 灰垢的存在使设备达不到设计热效率, 造成能源的极大浪费, 及时清灰是提高锅炉热效率的关键。因此, 规定排烟温度大于220℃必须清理对流段积灰。

2 提效措施

2.1 更换炉体保温

对锅炉辐射段保温效果差的不合格高温区采用“硅酸铝纤维平铺交错技术”进行保温层更换, 并进行硅酸盐水泥涂料喷涂以降低热损失, 使辐射段外表温度由平均84.9℃ (局部温度达到96℃) 降低到平均温度55.8℃。消除对流段焊缝及铰接处, 以及对流段中部出现的异常高温区, 修复加固保温层降低表面温度, 减少热损失, 使对流段外表温度由平均70℃ (最高点温度达179℃以上) 降低到平均温度52℃。对过渡段底部硬保温损坏进行重新浇筑, 并对两侧软保温层修复加固, 降低过渡段表面温度, 减少热损失, 使过渡段外表温度由平均115℃ (最高点温度达159℃以上) 降低到平均温度88.2℃。

对锅炉损坏的保温层进行了更换, 并对更换保温层后的炉体温度进行了定期监测 (表1) 。通过对锅炉炉体不合格保温层进行维修和更换, 使炉体外表面温度下降了10~15℃, 达到了辽河油田公司热注系统管理规定:辐射段温度小于80℃, 对流段温度小于80℃, 过渡段温度小于100℃, 减少了炉体外表面散热损失, 提高了锅炉的热效率。

2.2 合理调整过量空气系数

针对配风比不合理的情况, 进行适时调整, 减少排烟损失。监测过量空气系数, 通过调节风门连杆来改变风门开度控制助燃空气量, 降低过量空气系数, 降低排烟温度。为此, 进行现场测试, 找出风门开度、鼓风机供风量最佳的配合参数, 以确定合理的过量空气系数来降低排烟容积, 满足锅炉在最佳燃烧状态下运行, 达到节能降耗的目的。

由表2可知, 锅炉排量一定时, 风门开度80%、鼓风机频率43.5 Hz, 过量空气系数、排烟温度达到最优。对调整后的配风比进行测量, 过量空气系数下降到1.25, 降低了排烟容积, 平均烟温降低了14℃, 达到了目标值 (表3) 。

2.3 对流段吹灰, 降低排烟温度

排烟温度每升高15~20℃, 锅炉热效率下降1%, 因此规定排烟温度大于220℃时, 停炉转注必须进行吹灰。针对活动注汽锅炉结构特点, 清灰时将锅炉对流段拆下进行施工作业, 这样可以有效清除对流段翅片管上积存的烟灰。另一方面, 由于施工时铺设了10 m2塑料布防污染保护带, 杜绝了施工作业时烟灰造成的污染, 保护了环境。

清灰后, 提高了锅炉对流段受热面对热量的吸收, 降低了锅炉的排烟温度, 提高了锅炉的热效率, 排烟温度大幅降低, 由清灰前的233℃下降到清灰后的176℃, 降低了57℃, 并始终保持较低数值, 使锅炉热效率得到显著提高。由于清除了灰垢及焦结物质, 大大提高了对流段的换热能力, 从而提高了锅炉的热效率。经测试, 热效率由清灰前的77.5%提高到清灰后的81.7% (表4) 。

3 实施效果

经过现场反复试验, 对比优化各种参数, 进行了现场热效率检测及计算。在平均热效率为82%、风门的控制开度为80%、鼓风机频率43.5 Hz、锅炉排量9 t/h、干度75%的运行工况下进行跟踪, 取得了很好的效果。对炉体不合格保温层进行维修, 表面温度下降了10~15℃, 提升了0.5%的热效率。合理调整了配风比, 达到了最佳燃烧工况, 提高了燃烧效率, 提升热效率1%。对流段吹灰后, 排烟温度下降了60℃左右, 提高了4%的热效率。经过近1年的实施, 注汽锅炉的热效率由措施前的77.5%提高到81.7%。

4 结论

通过对炉体辐射段、对流段、过渡段保温防护的修复, 并定期对锅炉吹灰、清理, 锅炉运行时选用风门开度80%、鼓风机频率43.5 Hz、锅炉排量9 t/h可以达到平均热效率82%、干度75%的良好运行效果, 达到节能降耗的目的。

摘要：稠油开采过程中, 热采注汽是一种有效的手段, 同时又是一个高能耗的生产过程, 如何使燃料燃烧产生的能量得到有效利用, 对于提高锅炉热效率具有实际的意义。注汽锅炉设计热效率在80%88%, 随着锅炉使用时间的增长其热效率不断降低, 燃料浪费很大, 工作状况较差, 有必要用新技术、新方法进行管理维护和改造以提高锅炉热效率。通过加强管理、技术革新、设备的维护改造、严格的科学操作可以降低燃料单耗, 提高锅炉热效率。

关键词：注汽锅炉,燃料单耗,热效率,节能降耗

参考文献

[1]GB/T 10180—2003工业锅炉热工性能试验规程[S].北京:中国标准出版社, 2003.

油田专用注汽锅炉节能技术改造 第9篇

注汽锅炉是稠油热采过程中的主要耗能设备。热注锅炉改造前主蒸汽温度287℃, 主蒸汽压力7.61MPa, 排烟温度262℃, 管壁温度265℃, 瓦口温度51.9℃, 炉膛压力2.0k Pa, 存在烟温高、炉膛压力高、瓦口温度高等锅炉“三高”现象, 造成了燃料油的浪费。该锅炉热效率不高的主要原因是排烟热损失过大。

1 改造方案

1.1 减少排烟热损失, 就要提高锅炉对流段光管的吸热能力, 充分利用锅炉排烟热能。改造具体采用以下方式:将原卧式对流段 (48+148) 改为立式对流段 (313+1513) , 即对流段光管由原来的4排改为3排, 每排由8根增加到13根;翅片管14排改为15排, 每排由8根增加到13根;共增加光管7根, 翅片管83根。该对流段在满足各项热力指标要求的基础上, 极大限度地利用了原有炉管。该对流段在原有结构上增加增长了过渡段, 对流段内的光管与翅片管较之原对流段在水平面内转过90°。改造后管排布图中下部3排为φ609光管, 上部12排为φ6 09翅片管, 管总数为194根。

1.2 利用油田专用注汽锅炉烟气增加助燃空气温度, 提高油田专用注汽锅炉系统热效率。主要通过一套热交换器, 降低烟气热损失q2, 提高助燃空气的含热量Q2, 提高油田专用注汽锅炉热效率。并维修改造部分油田专用注汽锅炉对流段翅片管和给水预热器, 提高油田专用注汽锅炉热效率。更换对流段部分翅片管和给水换热器, 将有效提高油田专用注汽锅炉对流段的换热系数, 降低油田专用注汽锅炉烟温, 提高了油田专用注汽锅炉系统热效率。同时采用变频调速控制技术, 实现给水流量的自动控制和油田专用注汽锅炉燃烧运行的双重安全保护, 同时节约油田专用注汽锅炉系统注汽用电单耗。油田专用注汽锅炉系统除自身具有低液位保护、高液位保护和高压保护外, 还增加了柱塞泵停机安全保护, 有效地提高了油田专用注汽锅炉燃烧运行的安全可靠性, 应用变频调速技术后可以大大减少节流损失, 节约电耗, 提高注汽用电单耗水平。

1.3 改造后效果评价:

(1) 排烟温度降至200℃, 降幅62℃, 排烟热损失由原来的12.1%减低到9.0%, 假设锅炉散热损失不变的情况下, 由于排烟热损失降低, 锅炉热效率提高3.1%, 年节约燃油近380t。

(2) 增大了排气空间, 炉膛压力降至0~0.3k Pa, 更有效地防止了回火, 增强了锅炉安全操作系数。

(3) 降低排烟温度, 确保排烟温度不超过环保指标, 减少环境热污染。

(4) 增加了后观火孔, 为观察火焰燃烧情况, 合理调节参数提供了方便。

2 改造后的油田专用注汽锅炉功能特点

(1) 具有多重油田专用注汽锅炉燃烧控制安全保护功能。不仅有供水泵停机报警湿蒸汽发生器燃烧控制自动关机功能, 而且有油田专用注汽锅炉低液位报警湿蒸汽发生器燃烧控制自动关机、油田专用注汽锅炉高压报警湿蒸汽发生器燃烧控制自动关机等多重保护停机功能。

(2) 采用先进的PLC可编程控制器, 实现了湿蒸汽干度在线监测控制系统, 有效提高油田专用注汽锅炉系统效率。实现了高压湿蒸汽干度在线测量与PLC自动化控制, 提高注汽干度控制的稳定性和湿蒸汽的运行干度。

(3) 油田专用注汽锅炉燃烧控制系统的自动化程度得到明显提高, 减轻了职工的劳动程度, 提高了燃烧控制的准确度和系统运行的安全可靠性。

(4) 计量准确度高, 实现流量数据的自动采集。通过应用新型智能磁电式流量计和智能涡轮流量计, 提高了水量和燃油计量数据的准确性, 便于对现场情况进行准确的分析。

(5) 运行热效率高。对油田专用注汽锅炉实施辐射段陶纤表面喷涂红外辐射涂料技术改造后, 热效率提高了4%, 油田专用注汽锅炉平均运行效率达到79%。

参考文献

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