油田注汽锅炉节能措施探析

靳虎群（中石化河南油田技术监测中心,河南 南阳 473132）

注汽锅炉别名湿蒸汽发生器，功能是在稠油开采过程中，发挥注汽的作用。注汽锅炉将高温高压的湿蒸汽注入油井，实现油层中原油温度的升高，降低粘稠度，将稠油的流动性增强，使得原油的开采率得以大幅度提升。为此，要千方百计制定有效措施，实现注汽锅炉能量消耗的降低，促进油田的良性发展。

1 注汽锅炉原理及具体应用

在注水采盐原理的基础上，形成了重力泄油的理论，也就是借助淡水实现对固体盐的溶解，这样，密度较大的盐溶液就会向下方流动，浮在上面的是密度较小的那部分。这样，不断地注水实现高浓度盐溶液的不断采出。由于水与含盐溶液密度上的差异，使得浓度较高的盐溶液形成向下的流动。将这一道理应用在注汽热采中，就形成了重力泄油的概念。借助这一概念及蒸汽的作用，实现对稠油的开采，基本原理为:将高干度的蒸汽注入生产井的上部，实施连续操作，形成蒸汽腔，利用边缘实现温度的提升，蒸汽冷凝成水，与原油一起借助重力进入生产井，达到开采的目的。随着蒸汽腔的扩展，连续过程产生。蒸汽辅助重力泄油主要具有两个方面的特征：

1.1 鉴于蒸汽腔扩展原理的应用，其中的水分没有任何价值，反而增强体积和分量，降低原油的开采，因此，要保证蒸汽的干度较高。

1.2 借助重力泄油，要求水平生产井的压差与液面高度一致，保持在5-15米以内。根据SAGD的原理，其注采工艺技术路线为：注汽锅炉产生高干度的饱和蒸汽，借助汽水分离器进行分离，蒸汽通过分配器实现分配和计量，经注汽井达到底层。当原油蒸汽加温之后，进入水平井，借助大泵，达到抽出的目的，而后经由换算，达到外输。锅炉水与油井产出的液体与分离器的高温水进行换热，再回至锅炉，实现热量回收的再利用。

2 油田专用注汽锅炉技术改造方案

通过对油田注汽锅炉系统的分析以及专业技术的探讨，需要做好如下几个方面的工作，实现对注汽锅炉的技术改造：

2.1 借助注汽锅炉的烟气，实现对热效率的提升。对于这种技术，主要是借助热交换器来降低热损失，提高助燃空气的含热量以及热效率。

2.2 在注汽锅炉的辐射部位涂上红外辐射涂料。这一技术的应用，能够降低热损失的数量。锅炉辐射部分的温度能够达到650摄氏度，以辐射热传递为主要形式，在整个热传递总量中占据大部分。在进行红外辐射涂料的使用后，温度升高，辐射率上升，升高一倍以上，节能比例高达10%。炉膛内热量的增加加之涂料的作用，使得辐射本身的辐射量高达94%，炉体内的温度显著提升。鉴于这种涂料的强辐射性，具有极强穿透力的红外波被分子产生的能量级越级，将正能量吸入，保证锅炉受热均衡，温度被提高，达到节能的目标。

2.3 利用蒸汽锅炉对流段免维护声波采取除灰技术，目的是减少热损失。这一装置的原动力为蒸汽，借助声波转换器，也就是将高强度声波引入锅炉的对流位置，借助声波的能力产生动力，促使这部位的粉尘等颗粒出现震荡，对分子之间的结合进行阻止，保证其处于悬浮流化的形态，借助烟气带走颗粒，实现除尘的目的。该技术的应用，降低了排烟的温度，提升热效高达3%。

2.4 更换注汽锅炉维修部分的流段翅片管和给水预热器，有效提高锅炉流段的热系数，降低烟气温度，提升热效率，达到节能目的。

3 注汽锅炉使用过程中的注意事项

3.1 在注汽锅炉的运行过程中，炉内火焰温度随着负荷的增减进行升降。但是，炉内辐射换热量变化与燃料量不成正比变化。也就是说，炉内热量的变化要小于负荷的变化率。

3.2 在燃料燃烧的过程中，供油较少，且低负荷使得火焰周围的风相对减小，出现物化不良的现象，容易造成燃烧器漩口结焦。因此，在低负荷状态下，要观察火焰的形态，注意调整火焰的位置。

3.3 在辐射段，热负荷增高，所占比例较大，炉管内呈现汽水两种状态，因此，负荷减小或者中途停电，炉管有可能出现传热恶化的现象，炉管因为温度高而出现损坏。

4 结语：

综上所述，在对油田注汽锅炉工作原理、结构进行分析的基础上，为了更好地发挥其在原油开采过程中的作用，要对油田专用注汽锅炉进行节能改造，深入研究节能技术，遵循注汽锅炉在结构、性能、原理和流程方面的特征，正视锅炉运行中的问题，提高运行效率，降低损耗，实现热损失的减少，提升原油注汽锅炉的运行效率，优化节能效果，保证锅炉及相关设备能实现持续、安全、稳定、可靠的运行，以实现在具体运用过程中资源的节约，在较大程度上达到节能环保的目标，在满足环保、节能要求的基础上，推动石油产业获取更高的经济效益和社会效益。

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