浅议油田热采注汽锅炉的运行效率

马向波

摘 要：本文对注汽锅炉在稠油热采注汽系统中发挥作用进行讨论，锅炉是油田热采主要的耗能设备，提升其运行效率，降低其能耗能有效促进油气开发的经济性。调整过剩空气系数、适当降低蒸汽干度、应用先进技术等能有效提升锅炉运行效率，本文是以此类因素出发，从降低排烟温度、优化燃料结构和安装湿蒸汽干度在线监控系统三方面探讨相关措施来实现节能减排。

关键词：注汽锅炉；效率；节能

在稠油热采注汽系统中，注汽锅炉是一种重要设备，也是主要耗能设备。注汽锅炉也较湿蒸汽发生器，生产过程中需要保持常年连续运转，随着使用数量的增加，运行过程中的压力也越来越大，存在十分严重的热损失，对注汽锅炉运行效率带来了严重影响。注汽锅炉消耗的燃油较大，存在严重的浪费，使其整体节能效果较差。因此，分析注汽锅炉的运行效率并探讨降低能耗的措施来提升节能效果有着很重要的现实意义。

1 注汽锅炉的运行效率分析

注汽锅炉的热效率直接影响其运行效率，从本质上看，提升热效率就是要减少运行过程中出现的热损失。降低注汽锅炉的热损失主要可以从下述几个方面来实现。

1.1 调整过剩空气系数

在注汽锅炉保持稳定的排烟情况下，其运行效率会随着过剩空气系数的增加而降低。但并不是越小的过剩空气系数就会得到越高的运行效率。从降低注汽锅炉排烟热损失层面来分析，太小的过剩空气系数会增加化学不完全燃烧损失，锅炉的整体热效率就会随着化学不完全燃烧损失的增长而降低。因此，要从化学不完全燃烧损失和排烟热损失两个方面考虑，在两者损失之和最小时的过剩空气系数为最佳值，从相关的统计资料显示，这一值在1.1到1.3之间时，能获得最高的运行效率。

1.2 降低蒸汽干度

蒸汽干度對蒸汽锅炉的运行效率有着很大影响，排烟温度和注汽单耗会随着蒸汽干度的降低而减少，从而提升了锅炉热效率。通常情况下，蒸汽干度下降5%，排烟温度可降低10°C到20°C，注汽单耗会降低4%。由此可知，在满足注汽干度要求基础上，将蒸汽干度适当调低能有效促进注汽锅炉的正常运行，有助于运行效率的提升。

1.3 应用先进技术

首先，可将红外辐射涂料喷涂在注汽锅炉用辐射段表面，能有效减少锅炉的热损失。将高温红外线辐射涂料涂喷涂在锅炉炉膛表面，能将其辐射率提升十分之一，运行效率有2.5%到7.1%的提升。其次，在锅炉烟气增加助燃空气温度来提升运行效率。采取热交换器来减少运行中的烟气热损失，使助燃空气中的含热量提升，从而提升运行效率。再次，另一个提升运行效率的重要手段是减少炉体表面的热损失。具体可采用外部保温法，将硅酸铝保温材料涂抹在锅炉的辐射段和对流段，约2cm左右，锅炉外部采取全封闭保温。最后，在对流段应用免维护声波除尘技术，以此来减少烟气热损失，提升运行效率。声波发生器向锅炉对流段输入一定强度的声波，空气中的粉尘和分子受声能量影响而振动，实现清灰效果，使摩擦减少而提升运行效率。在注汽锅炉中采用该技术能提升1%到3%的运行效率。

2 注汽锅炉节能优化措施

从之前的分析中可以看到注汽锅炉的影响因素，从此类因素出发，主要可从降低排烟温度、优化燃料结构和安装湿蒸汽干度在线监控系统等方面探讨对应的节能优化措施。

2.1 利用烟气余热，降低排烟温度

排烟损失是注汽锅炉热损失的主要形式，注汽锅炉的节能优化首要问题就是降低排烟温度。为实现这一目的，首先可采取复合相变换热技术，复合相变换热装置中的水在锅炉排烟的加热作用下成为水蒸气，再对注汽锅炉的给水进行加热，有利于降低排烟温度，使锅炉的热效率提升。对注汽锅炉的对流段进行合理布置，使烟气流经注汽锅炉的尾部烟道，烟气余热可对锅炉的给水形成加热效果，这就有效降低了能耗。

2.2 优化燃料结构，降低能耗

在注汽锅炉燃料选用方面，国内还有很多情况使用原油，原油有着较高的价格，燃烧排烟时较高的温度和较大的排烟损失，这种高能耗燃料使得节能工作无法高效开展，因此，要选取合适的替换燃料。油气混燃技术和天然气技术能有效优化容锅炉的燃烧结构。燃料为天然气时，一定要注意加装天然气压力报警系统，在出现天然气泄漏或是压力下降的情况下报警，并自动停护。采用油气混燃技术，要对注汽锅炉的控制系统和燃烧系统进行完善和优化。

2.3 安装湿蒸汽干度在线监控系统

该系统能对锅炉内湿蒸汽干度的波动范围和测量误差能进行严格控制，保证蒸汽质量，有效结合湿蒸汽的在线测量和PLC自动控制过程，减少系统能耗。同时，为保证注汽锅炉燃料的消耗量能根据蒸汽干度进行调整，需要安装流量计和变送器，准确控制锅炉的给水温度和给水量，运行过程不会浪费材料，使锅炉的热效率提升，减少能量损耗。

在稠油开发过程中，注汽锅炉有着十分重要的作用。当前注汽锅炉运行的效率偏低，在节能方面还存在一些问题，这就需要对注汽锅炉运行效率的影响因素进行分析，加大研究力度，应用多种先进技术，降低热损失，减少能耗，促进油田的高效开发和可持续发展。

参考文献

[1]谷丽景，李永华，李路.电站锅炉燃烧优化混合模型预测[J].中国电机工程学报，2015，35（09）：2231-2237.

[2]沈芳平，周克毅，胥建群，徐啸虎，马明金.锅炉效率计算模型的分析与比较[J].锅炉技术，2004（01）：48-52.