油田濕蒸汽發生器給水系統的節能改造

馮勝利，張天驕，馮月琳

1.勝利油田勝利采油廠 ，山東 東營 257051；2.中國石油大學，山東 青島 266555

油田稠油熱采主要依靠濕蒸汽發生器將高溫、高壓濕蒸汽的熱能傳遞到稠油層,熱能傳遞介質為軟化水，一般單口井注汽量在1 500～3 000t。由于蒸汽用量較大,降低水處理過程中的廢水量，可以降低稠油熱采開發成本。采油廠現有3座濕蒸汽發生器，原有的噸汽耗水比為1.40，即每產生1t蒸汽需消耗1.4t原水，噸汽耗水高導致注汽成本較高。為降低設備運行成本，降低設備能耗，通過對濕蒸汽發生器給水系統存在的問題及相關因素進行分析，實施了技術改造，使廢水量降到較合理水平。

一、濕蒸汽發生器軟化水處理流程

天然水中含有各種雜質，其中Ca2+、Mg2+的存在將導致濕蒸汽發生器結垢，結垢后不僅降低熱效率，而且危及濕蒸汽發生器的安全運行。所以處理后的水質指標需要達到如表1所示的水質標準。

圖1 軟化水處理工藝流程

表1 濕蒸汽發生器水質標準

軟化水處理工作流程見圖1。

二、濕蒸汽發生器噸汽耗水過高的原因

1.生水泵供水能力過剩，導致在工作過程中水量及電量的浪費

原有的生水泵供水能力為34m3/h，根據濕蒸汽發生器運行能力計算，生水泵供水能力為30m3/h時，即可滿足需求，現供水能力超量11%。由于供水能力過大，導致水量及電能的浪費。

2.再生鹽溶液雜質過高，導致離子交換器工作時間縮短

水處理使用的離子交換器作為軟化水處理設備，在進行水處理后需要用5%～8%的食用鹽溶液進行再生處理，鹽溶液的清潔度對離子交換器的再生非常關鍵。目前原有融鹽池為整體貫通式，其長期形成的沉淀物導致鹽溶液雜質含量較高，易對鈉離子交換器造成污染，導致對離子交換器進行反沖洗時用水量過大。

3.離子交換器正反洗設置時間過長，導致用水量過大

離子交換器在使用一段時間后需進行再生處理，再生處理后再對離子交換器進行正反沖洗，沖洗后的水由于硬度高一般作廢水處理。原有的離子交換器的正反洗流程設置沖洗總時間約為160min，沖洗過長，造成用水量過大。

4.交換樹脂置換能力減弱

交換樹脂主要作用是將水中的重離子進行交換，使水的硬度降低。交換樹脂在使用一段時間后會出現損壞、中毒、能力下降等情況，在此情況下，會導致置換能力下降，置換時間較長。應加強交換樹脂置換能力性能檢測，對交換樹脂進行及時更換。原來為節約成本，采用部分更換的方式，性能改善不理想。

三、改進方案與措施

1.對生水泵葉輪進行車削，降低生水泵供水能力

對生水泵葉輪由?200mm車削至?175mm，使生水泵供水能力由原來的34m3/h降低到目前的30m3/h流量，生水供給能力降低11.76%，同時泵的耗電量降低49.3%。

2.對融鹽池進行改造，提高鹽溶液的供液質量

設計制作了鹽池不銹鋼支架，上表面是?15mm的不銹鋼過濾孔板，使鹽中的雜質沉淀到鹽池底部，并將鹽溶液出口提高200mm，使到離子交換器的鹽溶液質量明顯提高，水處理置換能力明顯增強。

3.優化水處理正反洗流程和再生程序，降低正反沖洗用水量

對沖洗后的水質進行化驗跟蹤，把沖洗流程縮短：把一級正洗時間控制在60min以內，一級反洗時間控制在30min以內，二級正洗時間控制在50min以內。改進后正反洗流程縮短時間30min，可減少用水10m3左右。

4.對交換樹脂進行定期檢測與更換

加強入水硬度、PH值、礦化度、機雜、含鐵量、含硅量檢測。交換樹脂的更新方式改為定期檢測全部換新，對新鍋爐交換樹脂交換能力進行定期檢測。

四、改造效果

經過以上綜合改造，采油廠濕蒸汽發生器平均噸汽耗水率由1.40降至1.21，產生了較大經濟效益。

1.電機有功功率下降

改進后，3臺生水泵年節電約為1.6萬kW·h，年節電費為1.05萬元。

2.減低生水消耗量

年平均注汽量為11萬t，噸汽耗水率降低后可減少用水2.1萬t，按工業用水4.8元/t計算，減少水費10.08萬元。

3.減少廢水外運費用

原有廢水靠罐車外運，減少的2.1萬t廢水可減少外運車次1 900車次，按400元/車次計算，每年可減少運費76萬元。

[1]武占.油田注汽鍋爐[M].上海：上海交通大學出版社，2008.