注汽系统的热损失分析及改进措施

杨立华（中油辽河油田分公司曙采教育培训部，辽宁盘锦 124109）



注汽系统的热损失分析及改进措施

杨立华
（中油辽河油田分公司曙采教育培训部，辽宁盘锦 124109）

摘 要：注蒸汽热采是稠油开发的主体工艺。为评价注汽系统对油田稠油地面热采系统进行了测试分析，为提高油田稠油油汽比，提出整改意见和明确下一步工作方向。

关键词：油田；注汽；测试；分析；热损失

辽河油田以生产稠油为主，是我国最大的稠油生产基地。目前油田稠油开采以注蒸汽热采方法为主。注蒸汽开采的效果如何，在很大程度上取决于注入井底的蒸汽干度。目前注入井底的蒸汽干度偏低，原因主要是锅炉、输汽管线等热损过大。

为评价注汽系统，特别是地面输汽管线的热损情况，有必要对进行测试，据此分析热损情况，提出整改建议。

1 分析目的、原理及方法

1.1 分析目的

（1）对注汽系统（锅炉、地面管网及井下隔热管柱）热损情况做出。

（2）针对测试分析结果提出整改建议。

1.2 分析原理及方法

本次分析针对锅炉炉体散热，采取表面温度法分析。即用表面温度计测量被测物体外表面温度、表面热发射率、环境温度及被测物体外形尺寸参数等。

2 分析条件

分析应在锅炉正常运行，管线内输送介质温度、流量及压力等稳定时方可进行。分析期间仍要求保持工艺参数稳定。室外测试为避免日照对分析结果的影响，分析期间应采取遮阳措施或在日落后进行。当风速小于3.0m/s时，可不进行修正。

3 分析计算结果

3.1 锅炉炉体散热

分析25台23t/h注汽锅炉，辐射段炉体表面平均温度87.92℃。超7.92℃；对流段炉体表面平均温度91.4℃。超1.4℃；

23t/h注汽锅炉表面每台年均条件下平均日散热：

对流段：（87.92-30）×（（9.42+0.052×（80-30））×3.14× 3.2×12）×24=2014.68（kW·h）

辐射段：（91.4-30）×（9.42+0.052×（80-30））×3.14× 2.66×6.37）×24=517.2（kW·h）

3.2 锅炉排烟散热

抽测16台23t/h注汽锅炉，平均排烟温度316℃，超66℃；抽测20台小注汽锅炉，平均排烟温度295℃，超45℃；

按照锅炉正常运行，空气系数为1.3时，排量为18t/h，干度75%，温度330℃时，计算锅炉排烟每增加1℃，烟气焓值增加6.605kW；

23t/h注汽锅炉平均日增加排烟散热损失量：66×6.605× 24=10462（kW·h） 3.3 保温管线散热损失

测试27个断面，考虑风速影响，年均条件下的平均散热量为316.55w/m2。15个断面散热损失超标，年均条件下的平均保温管线散热损失超标127.75w/m2。15个散热损失超标断面，平均每km增加散热损失2 061kW。

3.4 固定管网管托热损失

热注固定管线管托虽普遍采用隔热管托，其表面温度还达到45～50℃左右，超过固定管线标准，按固定管线设计要求，平均每5米设计安装管线支撑，每km就有200个管托，年均条件下管托全年散热5 245 067kW·h，超标散热34 96711kW·h。

3.5 管网阀门热损失

目前我厂110km热注固定管网有DN80阀439个，DN50 阀586个，测试未保温的阀体温度约245～255℃，全厂共有1025个热注阀门，年均条件下阀门年散热3 022 562kW·h，超标散热2 950 975kW·h。

3.6 管网阀门节流损失能量

根据统计监测数据，管网阀门节流导致注汽压降增加。统计17口注汽井，15台大炉子平均单井压降3.29MPa，2台小炉子平均单井压降1.22MPa。全年能量损失2 796 044kW·h，超标损失1 916 662kW·h。

3.7 活动管线散热

经测试注汽井连接的活动管线热表面温度在65～80℃之间，平均为70℃，其外径为180mm，全年按1850口注汽井次计算（全年370×104t注汽量），预计全年散热12 206 029kW·h，超标散热9 699 625kW·h。

此外，因管网阀门不严或冬季保管线串汽，也存在管网散热损失问题。

4 改进措施

4.1 分析

（1）热注锅炉表面温度超标现象比较严重，不合格率93.75%。锅炉辐射段平均温度超标10.9℃。锅炉对流段表面平均温度超标38.2℃。

（2）热注锅炉排烟超标也很严重不合格率88.9%，平均排烟温度为304℃，超标54℃。

（3）本次分析了12台热采注汽锅炉输汽固定保温管线，计27个断面106个测点。按照SY/T6421-1999规定数值，达标断面14个，超标断面13个。

（4）从保温管线表面温度测试数据分析，保温管线表面温度与管线散热损失量呈正比，表面温度越高，散热损失越大；实际生产中保温管线表面温度与环境温度的差值要小于15℃。

4.2 改进措施

（1）对一些管线有脱落，下沉较为严重及防水破损严重的应对保温层局部进行重点改造；

（2）一些管线散热损失大于186W/m2的，保温厚度不均，上下保温厚度差大于4.0cm，应结合保温年限对其进行分阶段有步骤的整体改造。

（3）一些管线保温情况良好，散热损失低于行业标准，从外观上看，这些管线外护层存在破损情况。保证保温效果，这些管线应对外护层进行完善，如重缠玻璃丝布，并刷防护漆。该类问题比较普遍，应安排计划进行维护。

（4）对热注管线阀门应铺设专门的平台路，严禁开关阀门时走管线，破坏管线的保温。

（5）应加强热注固定、活动管线日常监测管理及维护，对保温破损处及时整改，以减少散热损失。

（6）完善热注固定、活动管线保温标准及制度，应加强对新建或改造管线保温施工质量监督管理。

（7）对注汽锅炉有计划地进行炉体保温改造。

（8）应用新工艺技术解决锅炉对流段结构问题，或其他提高注汽锅炉热效率的新工艺技术，另外加强注汽锅炉日常生产管理，保证其高效安全运行。

Note Heat Loss Steam System Analysis and Improvement

Yang Li-hua

Abstract：Steam injection thermal recovery of heavy oil development main process.To evaluate the steam injection system for heavy oil thermal recovery terrestrial systems were tested，in order to improve oil and gas than heavy oil，rectification and a clear direction of future work.

Key words：oil；steam injection；testing；analysis；heat loss

中图分类号：TK264

文献标志码：A

文章编号：1003–6490（2016）02–0064–02

收稿日期：2016–02–08

作者简介：杨立华（1973—），男，安徽铜陵人，高级技师，主要从事热注运行工作。