江興家 吳秀全 王紅春 羅秀蘭 曾俊

【摘要】該些項目的研究成果，不但為新建注汽站的投資決策提供了依據(jù)，而且對節(jié)能和大修資金的合理利用、提高投資回報率具有重要意義，該些研究的成果不但可以推廣到稠油熱采的注汽站，而且對其他行業(yè)的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用都具有借鑒意義，因而具有廣闊的推廣前景。

【關(guān)鍵詞】新技術(shù) 節(jié)能 應(yīng)用

1 引言

稠油熱采注汽系統(tǒng)成本占稠油熱采成本的65%以上，其中能耗占稠油熱采能耗的80%以上。因而對稠油熱采注汽系統(tǒng)新技術(shù)進(jìn)行研究對稠油生產(chǎn)具有重要意義。

熱力采油是稠油開采比較成熟和有效的方法，隨著設(shè)備老化和石油開采由規(guī)模型向效益型的轉(zhuǎn)變，稠油開采的成本壓力越來越大。

注汽設(shè)備老化嚴(yán)重，八年以上注汽設(shè)備占80%以上。附屬設(shè)備老化，造成鍋爐運行中故障率高，設(shè)備運行時率下降部分配套工藝技術(shù)不完善或?qū)に嚨倪m應(yīng)范圍缺乏有效評價，影響了工藝技術(shù)的推廣應(yīng)用，燃料計量系統(tǒng)不完善，注汽鍋爐運行參數(shù)對注汽系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響，缺乏足夠的認(rèn)識與研究，自動控制和檢測技術(shù)不完善開采方式的轉(zhuǎn)變對注汽系統(tǒng)提出了新要求。形成一套成熟的節(jié)能技術(shù)和建立科學(xué)的運行管理體系，提高注汽系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行水平，降低稠油熱采成本。

2 供熱站新技術(shù)應(yīng)用的主要方法

2.1 分析了影響注汽鍋爐能耗的因素，為注汽鍋爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)

通過對多臺注汽鍋爐的熱平衡測試表明，排煙熱損失是影響注汽鍋爐熱效率的主要因素。研究結(jié)果表明，排煙溫度每升高15—20℃，鍋爐熱效率就降低約1%。排煙體積與燃料供應(yīng)量和過剩空氣系數(shù)有關(guān)，一般較合理的過剩空氣系數(shù)在1.05-1.2之間，而實際過剩空氣系數(shù)多在1.2以上。造成排煙溫度高和排煙體積大的最主要因素是：

（1）受熱面換熱效果差；

（2）鍋爐的燃燒工況不良；

（3）過剩空氣系數(shù)過大。

2.2 合理調(diào)節(jié)注汽鍋爐的運行參數(shù)是保證注汽鍋爐經(jīng)濟(jì)運行的有效途徑

提高給水溫度，相應(yīng)的給水帶入的熱焓就多。從熱效率角度而言，提高注汽鍋爐給水溫度，也就是減少了傳熱過程中的可用能損失，從而提高了熱效率和能量利用率，所以在注汽鍋爐出口蒸汽參數(shù)相同時消耗的燃料量就少，因而在條件許可的情況下應(yīng)盡可能提高注汽鍋爐給水的進(jìn)口水溫。

在鍋爐水量及排煙含氧量基本不變的前提下，通過調(diào)節(jié)鍋爐火量及配風(fēng)，隨著干度的升高，熱效率呈下降趨勢。因此在滿足注汽干度的前提下應(yīng)合理控制蒸汽干度。

熱力設(shè)備在設(shè)計制造時，其額定蒸發(fā)量下的熱效率并不是鍋爐的最大熱效率。由于我們使用變頻調(diào)速技術(shù)解決了負(fù)荷下降時的節(jié)流損失問題，因而通過調(diào)節(jié)注汽鍋爐的負(fù)荷可以提高注汽鍋爐的熱效率，從而降低注汽鍋爐的單耗。

從熱效率分析和四個注汽站的多臺注汽鍋爐的試驗結(jié)果表明，合適的對流段進(jìn)口溫度在40℃左右，但考慮到CO₂腐蝕的影響，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定對流段進(jìn)口水溫為60℃比較合適。

2.3 利用高溫輻射涂料強(qiáng)化爐膛受熱面換熱

強(qiáng)化爐膛傳熱是降低能耗的有效手段，通過在爐管外壁涂上能增加黑度的材料，或在爐壁保溫材料表面涂一層具有增加反輻射波的材料，就能使?fàn)t內(nèi)的輻射波產(chǎn)生激烈的共振現(xiàn)象，強(qiáng)化爐管換熱，有效提高爐管吸熱能力，增強(qiáng)爐壁保溫材料表面的外輻射能力，從而提高鍋爐熱效率。

2.3.1 FHC—AB型高溫輻射涂料應(yīng)用

將FHC—AB型高溫輻射涂料涂刷在爐管上，其黑度由0.7提高到0.9，吸收率比爐管增大1.29倍；增加了爐管表面的光滑度，減緩了爐管的積灰速率，從而提高了鍋爐的熱效率。

2.3.2 HTEE-E型紅外線輻射涂料

該涂料是涂刷在爐膛內(nèi)襯表面上，經(jīng)高溫烘烤后也形成一種固化瓷膜，具有反輻射作用，增強(qiáng)了對爐管的輻射，降低了散熱損失。

2.4 利用自動檢測和控制技術(shù)，實現(xiàn)了過剩空氣的精確控制

過?？諝饪刂萍夹g(shù)是應(yīng)用氧化鋯測量煙道氣中的氧含量，用氧含量信號控制過?？諝庀禂?shù)，使煙道氣中氧含量處于一個最佳恒定值。

過剩氧量自動控制技術(shù)應(yīng)用，消除了因氧量不足引起燃燒不良—冒黑煙，或因氧量過剩燃燒效率下降。該技術(shù)的應(yīng)用降低了鍋爐排煙溫度，減少向大氣排放污染，減輕了勞動強(qiáng)度。

2.5 解決了油田注汽鍋爐單爐天然氣計量問題

通過對供熱站加裝TDS-100B天然氣流量計10臺，使20臺注汽鍋爐燃料計量系統(tǒng)統(tǒng)計，在計量系統(tǒng)完好的不足7%。全部恢復(fù)正常，選擇一套合適的燃料計量系統(tǒng)已成為確保油田注汽鍋爐經(jīng)濟(jì)運行、提高注汽鍋爐管理水平和正確評價各項提高系統(tǒng)熱效率措施的一項迫切需要。

2.6 注汽系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化技術(shù)已在各注汽站全面推廣應(yīng)用

合理控制過剩空氣系數(shù)、運行負(fù)荷、對流段進(jìn)口水溫、水處理水質(zhì)變化改變參數(shù)，節(jié)約水、電單耗等技術(shù)已在供熱站全面推廣應(yīng)用，并被公司其他注汽站廣泛采用。

2.7 鍋爐天然氣管線泄露工藝改造

為了防止進(jìn)入爐膛的天然氣壓力超高，在天然氣的擴(kuò)散管上安裝壓力開關(guān)（德國DUNS），由于點爐期間天然氣壓力波動很大，易損壞壓力開關(guān)，為此在壓力開關(guān)前安裝防爆電磁閥，電磁閥為常開型，當(dāng)膨脹管端燃?xì)怆妱娱y打開120S后開啟電磁閥，壓力開關(guān)與燃?xì)夤芫€連通，當(dāng)燃?xì)鈮毫Τ掷m(xù)3S超過2.5Kpa，將不停爐報警。同時在一級電動閥打開10s后，將開始檢測來氣壓力是否偏低（對于有觸摸屏的控制系統(tǒng)，天然氣壓力下限可通過觸摸屏設(shè)置），若來氣壓力偏低，將報警并停爐，為了避免二級電動閥打開時泄壓的影響，在二級電動閥打開20s內(nèi)不對天然氣壓力低進(jìn)行監(jiān)測；考慮到點爐完成前（二級電動閥打開前），天然氣壓力略微偏高，所以我們在二級電動閥打開10s后才開始監(jiān)測天然氣壓力是否超高（對于有觸摸屏的控制系統(tǒng)，天然氣壓力上限可通過觸摸屏設(shè)置），超高時報警并停爐.。

2.8 設(shè)備燒污水

克淺十區(qū)稠油污水來自克淺十區(qū)污水軟化處理站。聯(lián)合站鍋爐設(shè)備全部具備燒污水，站區(qū)水處理、脫氧等附屬設(shè)備近半年停運，本著“節(jié)能降耗、挖潛增效”的目地，特申請對以下各站的水處理9臺、脫氧6臺等停運設(shè)備進(jìn)行封存，可支援新區(qū)產(chǎn)能投產(chǎn)建設(shè)。

3 應(yīng)用效果的探討

3.1 提高注汽質(zhì)量、降低了單耗

一些新技術(shù)、新工藝投用以后，設(shè)備運行始終保持在安全允許的范圍內(nèi)工作，而且時刻運行在生產(chǎn)要求的優(yōu)化值，由成果可以看出，通過新技術(shù)、新工藝的運用提高油田注汽鍋爐熱效率，節(jié)約能耗。

3.2 降低安全隱患

隨著蒸汽供暖改為蒸汽加熱熱網(wǎng)水供暖、109井區(qū)1號站廠房噪音改造、設(shè)備燒污水、解決了油田注汽鍋爐單爐天然氣計量問題、鍋爐天然氣管線泄露工藝改造等，消除了管理上的薄弱環(huán)節(jié)，降低了設(shè)備安全隱患，取得了良好的效果，提高了設(shè)備的可靠、安全性及生產(chǎn)管理水平，極具有推廣應(yīng)用的價值。