油田注汽锅炉空气预热节能技术应用

尹登林（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

油田注汽锅炉空气预热节能技术应用

尹登林
（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

摘 要：油田注汽锅炉应用于地下稠油的开采，但同时也是耗能多的一种开采工具，因此在开采稠油的过程中要研发注汽锅的相应的节能技术，这对提高油田开采的经济效益与环境效益都非常大。本文主要介绍了一种空气预热节能技术，从排烟耗能、燃烧耗能与散热耗能这三方面的耗能情况都具体的进行了相关阐述。

关键词：注汽锅炉；空气预热；节能技术；应用

要想探讨开采石油的工具，我们首先应该了解的是石油本身。注汽锅炉主要应用于稠油的开采。稠油指的是一种沥青与胶质含量较高的、粘度非常大的原油的一种。目前为止，我国稠油的开采地区主要在东北，其中辽河油田的稠油生产总量占其原油开采的65%，因为稠油本身的粘度很大，因此在开采过程中需要注入一些蒸汽，从而降低稠油的浓度，实现更便捷的开采活动，而注汽锅炉就是装载这种高压蒸汽的设备。但是因为这种注汽锅炉所需要的压力比较大、炉内温度、排烟温度等都会比较高，因此消耗的能量也比较大，那么我们就有必要研究注汽锅炉的节能技术，从而提高油田开采的经济效益与环境效益。

一、油田注汽锅炉耗能特征

油田注汽锅炉主要包括三方面的耗能，分别是排烟耗能、燃烧耗能与散热耗能。下面我们对这三种耗能逐一分析一下。

（一）排烟耗能的损失。因为油田注汽锅炉的排烟温度高，因此当用石油当做燃料的时候，一般排烟温度会限定在最高240℃，当用天然气当做燃料的时候温度会限定在最高180℃，这两个温度都不算低，因此当排烟带走了很多热量的时候，不但使得排烟本身拥有热损失，也是无人周围的空气。有一项统计指出，油田注汽锅炉的排烟热损失占总体损失的50%以上。

（二）燃料耗能的损失。我们所说的燃料耗能损失主要指的是燃料没有充分燃烧时造成的损失，包括化学与机械两个方面，其中化学没有完全燃烧造成的耗能是主要方面，机械方面的耗能我们可以忽略不计。化学没有完全燃烧造成的耗能主要是由燃料燃烧的特性、锅炉内部结构以及空气系数造成的，其中燃料燃烧的特性与耗能成正比，其余两项成反比。

（三）散热耗能的损失。因为任何设备在运转过程中都会产生热量，这样设备本身的温度就会比周围的环境温度要高，周围环境的温度越低，两者之间的温差越大，这样造成的散热耗能损失越多。

二、油田注汽锅炉的空气预热节能技术

在上文的分析中我们看到了油田注汽锅炉主要耗能的三个部分，那么我们下面针对这三方面的耗能进行节能技术的研发。

（一）利用排烟的余热降低排烟温度。因为锅炉的排烟是其热损失中比较重要的一部分，因此降低排烟的损失具有非常大的意义。我们主要从以下几方面考虑降低排烟的措施。

1 应用空气预热技术。这种技术首先利用注汽锅炉的排烟对空气预热换热器里的水加热，待水变成水蒸气之后再用水蒸气给炉内的水进行加热。这便实现了水的循环利用，一方面提高了锅炉应用的效率，另一方面有效降低了排烟的耗能。下面我们便看一下空气预热系统工艺装置的流程图（如图1所示）。

2 科学布置锅炉的对流部分。锅炉进行对流的功能部件位于锅炉的尾部。因为排烟温度较高，因此可以利用锅炉的对流装置使的排烟经过对流段时，利用排烟的热量为锅炉内的水加热并辅助燃烧，这样也实现了排烟的循环利用，这样就等于两次应用了空气预热技术，达到更好的节能效果。

3 优化锅炉的燃料使用。在之前的讨论中我们看到了以原油和天然气做原料时，所产生的热量是不一样的，以天然气做燃料比用原油所产生的温度低，而且单位成本也比原油低，因此在优化锅炉的燃料使用时可以用天然气代替原油作为燃料，或者发展混燃技术，合理分配两者之间的使用比例，但是需要注意的是在使用天然气作为燃料时需要装置报警系统，以防天然气压力过大而产生爆炸、泄露等危险情况。

（二）采用一种新的辐射涂料，以辅助空气预热装置发挥作用。锅炉内有部分叫做辐射段，当锅炉内的温度很高时，传热段便用辐射代替散热，那么我们可以利用这一点，采用一种高温的红外辐射涂料，增加其辐射率，从而代替更多的散热，这样便可以减少散热的耗能，辅助空气预热技术发挥作用。

（三）应用测量蒸汽干度在线监控系统，保证空气预热科学进行。普通的锅炉控制系统不能够准确的对蒸汽的干度进行统计与控制，经常是凭借经验进行操作，但这样做的后果是使得工作没有科学的进行，造成没有必要的浪费，在这种情况下，我们需要引进一种测量蒸汽干度的在线监控系统，这样的话工作人员能够实时对蒸汽的干度进行统计与调整，有效的控制误差，使得在石油开采过程中提高蒸汽的使用质量。

结语

注汽锅炉耗能大，为了减少耗能，本文提出了运用空气预热技术的改进措施，这些措施既能提高其经济效益也能提高环境效益，希望能够给相关的人员一些思考。

图1 空气预热系统工艺装置的流程图

参考文献

[1]韩国彤，戚元久，杨现立.油田注汽锅炉空气预热节能技术应用[J]. 中国设备工程，2014（03）：20-21.

中图分类号：TE934

文献标识码：A

作者简介：尹登林，出生年月：1989.1，男，汉，辽宁省盘锦市人，本科学历，中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司。