鉆井動力機組排煙余熱回收應用

劉 勇

（西部鉆探吐哈鉆井公司物資裝備科，新疆鄯善838200）①

鉆井動力機組排煙余熱回收應用

劉 勇

（西部鉆探吐哈鉆井公司物資裝備科，新疆鄯善838200）①

通過多功能余熱回收裝置的應用研究，充分利用柴油機廢煙氣熱，通過換熱循環給柴油罐伴熱，用0＃柴油即可以滿足冬季施工要求，使柴油機的排煙溫度降到115℃左右，減少對環境的污染；同時利用余熱回收產生的高溫蒸汽及時給井場清污解凍，方便施工操作，提升施工速度。多功能余熱回收裝置的應用既實現了節能減排又解決了污染環境的問題，達到了降低鉆井生產成本的目的。

動力機組，排煙，余熱，回收利用

油田現場鉆機配套的發電機和柴油機都屬于高能耗設備，排煙溫度一般在300℃左右，這樣不僅造成能源的浪費，也不符合節能減排的理念。鉆井隊在冬季施工時，由于環境溫度很低，如果在低于允許的工作溫度之下使用0＃柴油，柴油就會析出蠟質，堵塞油管。因此，為了安全生產一般會使用－20?！?5＃柴油來代替0＃柴油，增加了生產成本。鉆井現場為了冬季保溫需要，配備燃煤蒸汽鍋爐作為保溫設備，用于管道及設備的解凍及重油污的清洗，這些設備的能耗很高，而且升溫時間長，影響了施工進度。

1 余熱回收裝置工藝流程

余熱回收裝置安裝在發電機和柴油機煙囪上，工藝流程如圖1。

2 余熱回收裝置主要技術指標

DYR125-65／120型多功能余熱回收裝置設備主要由熱水型余熱回收器、蒸汽余熱回收器、水箱、泵閥、控制系統、管線組成。

圖1 余熱回收裝置工藝流程

1） 熱水型余熱回收器 ?662×2 180，進出口：管?38 mm×3 mm。

2） 蒸汽余熱回收器 ?662×2 180，進出口：管?19 mm×2.5 mm。

3） 水箱 4.5 m3。

4） 泵閥室 主要有熱水離心泵和蒸汽給水泵。

熱水循環泵 額定流量12.5 m3／h，揚程32 m，電機功率4 k W。

蒸汽給水泵 額定流量3 m3／h，揚程88 m，電機功率2.2 k W。

5） 控制系統 控制柜、電接點溫度計。

3 現場應用

3.1 現場測試

2013-01-20，吐哈鉆井公司50637隊現場對蒸汽余熱回收裝置進行了測試，循環數據如表1。在水箱水溫達到30℃以上時，啟動換熱裝置開始運行，適度調節裝置進水閥門。經過5 min即可不間斷產生120℃以上蒸汽，快捷方便，完全可以滿足清洗和解凍的要求。升溫速度快，只要一按開關，打開閥門5 min解決問題，是現場其他加熱方式達不到的。

表1 2013-01-20余熱回收循環數據

3.2 經濟效益分析

鉆井隊冬季施工的成本通常比其他季節高，僅使用燃煤蒸汽鍋爐燃料費用約￥20萬元／季。在冬季作業的時候，一般每年的11月份到下年的3月份合計5個月時間，對于不同的區域和不同的溫度條件通常采用－10＃、－20＃和－35＃柴油，使用不同標號柴油作為燃料的費用情況如表2。

由表2看出：即使不計加熱設備的使用費用，1個冬季應用熱水型余熱回收器，用0＃柴油替代高標號柴油產生效益即可回收設備投資。

表2 每年冬季使用不同柴油的費用情況

3.3 建議事項

在溫度低于－15℃的地區使用時，為確保井場上全部熱量都能得到有效的利用，應配備2臺熱水余熱回收器、2臺蒸汽余熱回收器。柴油發電機的運行工況穩定，2臺熱水余熱回收器安裝在柴油發電機上，只要井場用電就有足夠的余熱可回收，保證柴油罐中柴油溫度穩定。2臺蒸汽余熱回收器安裝在主柴油發動機上，因為主柴油發動機距離井架較近，這樣減少了蒸汽管線的長度，能保證蒸汽在較大范圍能使用。如果在氣溫較低，水箱溫度低于45℃時，可以開啟蒸汽余熱回收器，把蒸汽余熱回收器的水量調節為最大，關閉蒸汽噴槍的閥門，給水箱補充熱量。這樣就可保證在溫度低于－30℃的地區使用0＃柴油。

4 結論

1） 整套余熱回收裝置能正常穩定運行，能將排煙溫度從270℃左右降低到112℃左右，既可節能又可以減少高溫煙氣排放。

2） 柴油機和發電機的排煙溫度越高時，余熱回收裝置的效果越好，回收的熱量高于70 k W。

3） 在環境溫度達到－10℃時，使用單臺余熱回收裝置，可以保證柴油罐的柴油溫度在15℃以上，可以使用0＃柴油代替裝置使用－20?！?5＃柴油，經濟效益比較明顯。

4） 鉆井正常作業時，可連續產生120℃以上溫度的蒸汽，用于鉆井生產需要及職工取暖。

［1］ 張梁，梁政，鄧雄，等.增壓站天然氣發動機余熱利用方案研究［J］.石油礦場機械，2009，38（7）：32-35.

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［3］ 馮黎明，高文志，秦浩，等.用于發動機余熱回收的往復活塞式膨脹機熱力學分析［J］.天津大學學報，2011，44（8）：11-16.

Application of Flue Gas Waste Heat Recovery and Utilization in Drilling Unit

LIU Yong
（Materials and Equipment Department，Tuha Drilling Company，XDEC，Shanshan 838200，China）

Through the application of multifunctional heat recovery device，diesel engine waste gas heat was fully made use of，and the heat cycle was used for diesel oil tank heating tracer，which resulted that 0＃diesel engine can satisfy the requirements of winter construction，meanwhile the exhaust temperature of diesel engine was dropped to about 115℃reducing the pollution of the environment，high temperature steam from waste heat recovery was used in a timely manner for the well site cleaning thawing，to have convenient operation，and to enhance the speed of construction.Application of multifunctional heat recovery device can not only achieve the energy-saving emission reduction and solve the problem of the pollution of the environment as well，to reduce the drilling cost of production.

power unit；exhaust；waste；recycling

TE924

B

10.3969／j.issn.1001-3842.2014.07.024

1001-3482（2014）07-0090-03

2014-01-15

劉 勇（1974-），男，新疆哈密人，工程師，主要從事鉆井設備管理工作，E-mail：liuyong020＠cnpc.com.cn。