供热站新技术的应用与探讨

江兴家 吴秀全 王红春 罗秀兰 曾俊

【摘要】该些项目的研究成果，不但为新建注汽站的投资决策提供了依据，而且对节能和大修资金的合理利用、提高投资回报率具有重要意义，该些研究的成果不但可以推广到稠油热采的注汽站，而且对其他行业的节能技术的应用都具有借鉴意义，因而具有广阔的推广前景。

【关键词】新技术 节能 应用

1 引言

稠油热采注汽系统成本占稠油热采成本的65%以上，其中能耗占稠油热采能耗的80%以上。因而对稠油热采注汽系统新技术进行研究对稠油生产具有重要意义。

热力采油是稠油开采比较成熟和有效的方法，随着设备老化和石油开采由规模型向效益型的转变，稠油开采的成本压力越来越大。

注汽设备老化严重，八年以上注汽设备占80%以上。附属设备老化，造成锅炉运行中故障率高，设备运行时率下降部分配套工艺技术不完善或对工艺的适应范围缺乏有效评价，影响了工艺技术的推广应用，燃料计量系统不完善，注汽锅炉运行参数对注汽系统经济性的影响，缺乏足够的认识与研究，自动控制和检测技术不完善开采方式的转变对注汽系统提出了新要求。形成一套成熟的节能技术和建立科学的运行管理体系，提高注汽系统经济运行水平，降低稠油热采成本。

2 供热站新技术应用的主要方法

2.1 分析了影响注汽锅炉能耗的因素，为注汽锅炉节能技术的应用奠定了基础

通过对多台注汽锅炉的热平衡测试表明，排烟热损失是影响注汽锅炉热效率的主要因素。研究结果表明，排烟温度每升高15—20℃，锅炉热效率就降低约1%。排烟体积与燃料供应量和过剩空气系数有关，一般较合理的过剩空气系数在1.05-1.2之間，而实际过剩空气系数多在1.2以上。造成排烟温度高和排烟体积大的最主要因素是：

（1）受热面换热效果差；

（2）锅炉的燃烧工况不良；

（3）过剩空气系数过大。

2.2 合理调节注汽锅炉的运行参数是保证注汽锅炉经济运行的有效途径

提高给水温度，相应的给水带入的热焓就多。从热效率角度而言，提高注汽锅炉给水温度，也就是减少了传热过程中的可用能损失，从而提高了热效率和能量利用率，所以在注汽锅炉出口蒸汽参数相同时消耗的燃料量就少，因而在条件许可的情况下应尽可能提高注汽锅炉给水的进口水温。

在锅炉水量及排烟含氧量基本不变的前提下，通过调节锅炉火量及配风，随着干度的升高，热效率呈下降趋势。因此在满足注汽干度的前提下应合理控制蒸汽干度。

热力设备在设计制造时，其额定蒸发量下的热效率并不是锅炉的最大热效率。由于我们使用变频调速技术解决了负荷下降时的节流损失问题，因而通过调节注汽锅炉的负荷可以提高注汽锅炉的热效率，从而降低注汽锅炉的单耗。

从热效率分析和四个注汽站的多台注汽锅炉的试验结果表明，合适的对流段进口温度在40℃左右，但考虑到CO₂腐蚀的影响，综合技术经济比较确定对流段进口水温为60℃比较合适。

2.3 利用高温辐射涂料强化炉膛受热面换热

强化炉膛传热是降低能耗的有效手段，通过在炉管外壁涂上能增加黑度的材料，或在炉壁保温材料表面涂一层具有增加反辐射波的材料，就能使炉内的辐射波产生激烈的共振现象，强化炉管换热，有效提高炉管吸热能力，增强炉壁保温材料表面的外辐射能力，从而提高锅炉热效率。

2.3.1 FHC—AB型高温辐射涂料应用

将FHC—AB型高温辐射涂料涂刷在炉管上，其黑度由0.7提高到0.9，吸收率比炉管增大1.29倍；增加了炉管表面的光滑度，减缓了炉管的积灰速率，从而提高了锅炉的热效率。

2.3.2 HTEE-E型红外线辐射涂料

该涂料是涂刷在炉膛内衬表面上，经高温烘烤后也形成一种固化瓷膜，具有反辐射作用，增强了对炉管的辐射，降低了散热损失。

2.4 利用自动检测和控制技术，实现了过剩空气的精确控制

过剩空气控制技术是应用氧化锆测量烟道气中的氧含量，用氧含量信号控制过剩空气系数，使烟道气中氧含量处于一个最佳恒定值。

过剩氧量自动控制技术应用，消除了因氧量不足引起燃烧不良—冒黑烟，或因氧量过剩燃烧效率下降。该技术的应用降低了锅炉排烟温度，减少向大气排放污染，减轻了劳动强度。

2.5 解决了油田注汽锅炉单炉天然气计量问题

通过对供热站加装TDS-100B天然气流量计10台，使20台注汽锅炉燃料计量系统统计，在计量系统完好的不足7%。全部恢复正常，选择一套合适的燃料计量系统已成为确保油田注汽锅炉经济运行、提高注汽锅炉管理水平和正确评价各项提高系统热效率措施的一项迫切需要。

2.6 注汽系统运行参数优化技术已在各注汽站全面推广应用

合理控制过剩空气系数、运行负荷、对流段进口水温、水处理水质变化改变参数，节约水、电单耗等技术已在供热站全面推广应用，并被公司其他注汽站广泛采用。

2.7 锅炉天然气管线泄露工艺改造

为了防止进入炉膛的天然气压力超高，在天然气的扩散管上安装压力开关（德国DUNS），由于点炉期间天然气压力波动很大，易损坏压力开关，为此在压力开关前安装防爆电磁阀，电磁阀为常开型，当膨胀管端燃气电动阀打开120S后开启电磁阀，压力开关与燃气管线连通，当燃气压力持续3S超过2.5Kpa，将不停炉报警。同时在一级电动阀打开10s后，将开始检测来气压力是否偏低（对于有触摸屏的控制系统，天然气压力下限可通过触摸屏设置），若来气压力偏低，将报警并停炉，为了避免二级电动阀打开时泄压的影响，在二级电动阀打开20s内不对天然气压力低进行监测；考虑到点炉完成前（二级电动阀打开前），天然气压力略微偏高，所以我们在二级电动阀打开10s后才开始监测天然气压力是否超高（对于有触摸屏的控制系统，天然气压力上限可通过触摸屏设置），超高时报警并停炉.。

2.8 设备烧污水

克浅十区稠油污水来自克浅十区污水软化处理站。联合站锅炉设备全部具备烧污水，站区水处理、脱氧等附属设备近半年停运，本着“节能降耗、挖潜增效”的目地，特申请对以下各站的水处理9台、脱氧6台等停运设备进行封存，可支援新区产能投产建设。

3 应用效果的探讨

3.1 提高注汽质量、降低了单耗

一些新技术、新工艺投用以后，设备运行始终保持在安全允许的范围内工作，而且时刻运行在生产要求的优化值，由成果可以看出，通过新技术、新工艺的运用提高油田注汽锅炉热效率，节约能耗。

3.2 降低安全隐患

随着蒸汽供暖改为蒸汽加热热网水供暖、109井区1号站厂房噪音改造、设备烧污水、解决了油田注汽锅炉单炉天然气计量问题、锅炉天然气管线泄露工艺改造等，消除了管理上的薄弱环节，降低了设备安全隐患，取得了良好的效果，提高了设备的可靠、安全性及生产管理水平，极具有推广应用的价值。