油田注汽锅炉热效率影响因素分析

刘燕 李洋 张姗姗

摘要：作为稠油开发中必不可少的生产设备，注汽锅炉本身是一种高耗能设备，为了推动油田生产向节能减排方向发展，就必须要高度重视提升注汽锅炉热效率。本文在对油田注汽锅炉热效率影响因素进行分析的基础上，提出了一些提高筑起锅炉热效率的策略。

关键词：注汽锅炉;热效率;影响因素;提升策略

我国稠油资源丰富，实际开发过程中需要借助注汽锅炉来改善稠油的流动状态，提高其开采效率。但是由于油田注汽锅炉本身是一种高耗能设备，影响热效率的因素众多，如果不及时进行管控，则会极大增加稠油开发的成本，影响稠油开采经济效益。在这样背景下，如何有效改善注汽锅炉运行系统，提高其热效率是当前值得深入讨论的一个重要话题。

一、油田注汽锅炉热效率的影响因素

1.1 注汽干度

注汽干度是影响注汽锅炉运行中热效率的一个关键影响因素，可以对锅炉热效率产生直接影响，并且注汽干度以及排烟温度都会在很大程度上影响注汽锅炉热效率。有关调查研究结果表明，注汽干度浓度和注汽锅炉热效率之间呈现反比例关系。如果注汽干度比较高，那么注汽锅炉热效率则会相应地展现为显著的下降变化趋势。而排烟温度则会伴随着注汽锅炉热效率的降低而呈现为上升变化趋势。虽然当下注汽锅炉热效率可以在一定程度上得到有效控制，但是如果涉及到过高的排烟温度，那么就会对注汽锅炉本身运行的可靠性与安全性等带来不利影响。因此，为了有效控制注汽锅炉运行中的热效率，就必须要保证注汽干度浓郁程度维持在适宜范围之内。因此，在注汽锅炉运行期间，有关人员必须要注意结合注汽锅炉实际运行条件等，有效控制注汽干度浓度，保证其维持在适宜范围之内，以此才能够为提高注汽锅炉热效率创设一个适宜的环境条件。

1.2 负荷率

负荷率是影响注汽锅炉热效率的另一个关键影响因素。在注汽锅炉在运行过程中，相应锅炉负荷率的影响因素比较多，但是其中最为突出的影响因素是注汽管网。在注汽锅炉运行过程中的注气量达到一定程度之后，有关人员为了减少注汽锅炉负荷就会选择停止继续注汽。但是由于注汽锅炉本身涉及到复杂的构成，其中影响锅炉负荷率的部位也比较多，这种情况的存在大大增加了锅炉负荷率调控的难度。因此，有关注汽锅炉运行调控管理人员必须要深刻认识注汽锅炉本身的结构构成情况，并且可以有效把控不同注汽锅炉部位所形成的负荷，这样方可科学制定注汽锅炉运行方案，最大程度降低注汽锅炉运行过程中的损耗量，延长其使用年限的同时，有效控制注汽锅炉的热效率。

二、油田注汽锅炉热效率的提升策略

2.1 优选恰当高温辐射涂料

注汽锅炉本身的运行环境温度较高，如果环境温度超过700℃那么相应的锅炉热传递方式为辐射传射，为了可以有效减少辐射热量散失量，就可以采取有效的一些方法来对辐射换热进行改善来提高注汽锅炉热效率。特别是要针对炉壁与炉管等关键散热部位选择适宜的高温辐射涂料，以此可以显著增强这些散热部位的辐射波或黑度。在设置的高温辐射涂料形成的辐射波和注汽锅炉形成的热辐射之间出现共振的时候，则可以显著提升炉壁或炉管等部位的吸热能力。比如，FHC-AB型高温涂料是当下比较多用的一种高温涂料，如果可以将它们涂抹于注汽锅炉的炉壁或炉管部位，那么在内部运作温度超过600℃之后，涂料会形成固化瓷膜，以此就可以对炉管管壁本身的黑度与辐射性能进行显著改善，并且伴随着注汽锅炉炉管吸热能力的增强，可以促使锅炉炉腔之内送进的燃料得到更为充分、彻底地燃烧。相较于没有涂抹高温辐射涂料的注汽锅炉，相应的热效率提升比例可以达到10%及以上，充分验证了高温反射涂料应用在提升注汽锅炉运行中热效率方面的积极作用。

2.2 优化注汽锅炉燃烧结构

在稠油开采中应用注汽锅炉期间会常常使用渣油这种传统的燃料，其较于天然气本身的燃烧率更低，容易在实际的燃烧过程中出现不充分燃烧问题，并且渣油本身涉及到比较高的价格，这使得稠油开采成本大大提升。因此，为了提高注汽锅炉热效率，就必须要注意引进先进的科学技术及设备制造技术等来对注汽锅炉内部的燃烧结构进行优化设计，并要注意持续探索以油气混合燃料等为主的新型锅炉热能提供系统，保证不断提升锅炉内燃料的燃烧效率。但是如果在注汽锅炉中采用油气混合燃料或者天然气作为燃料期间，要注意密切监控天然气压力情况，并配备相应的压力报警系统，这样一旦锅炉内注入的天然气发生泄露问题或者在外部原因造成天然气供应压力过低的情况后，所设置的天然气压力预警系统可以及时发出警告信息并及时启动应急方案，包括及时切断天然气供应闸门。又或者，在使用中监测到天然气供应压力过大，此时也要及时进行报警，避免天然气消耗过快，否则也会因为燃烧热能过于旺盛而造成不必要的能量消耗。

2.3 加强注汽锅炉运行维护

在注汽锅炉正常运行期间，由于锅炉内部的温度比较高，这会使得内部的各种物质发生复杂的化学反应，进而可能会在内部翅片管的管壁上面附着比较多种类和较大量的聚合物。如果不及时清理这些管壁上附着的聚合物，那么就会对翅片管本身的导热性带来不利影响，甚至还可能会对烟道造成阻塞，使得锅炉炉腔内部压力出现升高变化，进而会对锅炉热效率带来不利影响。因此，为了进一步提高注汽锅炉热效率，就必须要定期巡检及维护注汽锅炉，包括及时清理翅片管管壁上面附着的各种聚合物或者其他杂志。在对翅片管管壁上的聚合物进行清理中可以采取高压水射流冲洗的方式或者使用化学药剂进行处理，保证可以更好地改善翅片管的导热性能，不断提升注汽锅炉热效率。

三、结语

综上所述，油田注汽锅炉的热效率影响因素众多，主要包括注汽干度、负荷率和配风量等。为了改善注汽锅炉运行情况，提高其热效率，可以从选恰当高温辐射涂料和优化注汽锅炉燃烧结构出发，注重合理安置烟气余热回收设备，引进蒸汽干度监测技术，同时要加强注汽锅炉运行管理和运行维护，这样才能不断增加注汽锅炉的经济效益。

参考文献：

[1]何偉.浅谈油田注汽锅炉热效率影响因素[J].科学与财富，2019，23（31）：36.

[2]张洪江，王东，单长城，等.注汽锅炉热效率影响因素分析及经济运行调节[J].石油石化节能，2019，14（8）：45-46.