淺析油田注汽鍋爐熱損分析及降耗措施

王雪梅（遼河油田冷家公司技術(shù)監(jiān)督中心 遼寧 盤錦 124010）

淺析油田注汽鍋爐熱損分析及降耗措施

王雪梅（遼河油田冷家公司技術(shù)監(jiān)督中心 遼寧 盤錦 124010）

注汽鍋爐是油田企業(yè)中一種必備的高耗能設(shè)備，主要燃料為天然氣、原油，注汽鍋爐運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗。面對這樣的問題，通過采取有效的降耗措施，實(shí)現(xiàn)油田注汽鍋爐運(yùn)行過程中的降耗、降損，有利于促進(jìn)油田企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的提高。本篇論文中，筆者主要對油田注汽鍋爐的熱損問題進(jìn)行了分析，并提出了幾條降耗措施，以供參考。

油田；注汽鍋爐；熱損分析；降耗措施

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油能源在人們生產(chǎn)、生活過程中的作用越來越重要，已經(jīng)成為了一種不可或缺的重要資源，基于這樣的原因，油田企業(yè)的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，受到了越來越多的關(guān)注與重視。為實(shí)現(xiàn)油田企業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)對注汽鍋爐熱損問題的研究，并采取有效的降耗措施予以解決。

1 油田注汽鍋爐熱損分析

1.1 排煙熱損失

相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，排煙熱損失約為注汽鍋爐熱損失總量的50%以上。對于注汽鍋爐來說，其排煙溫度相對來說較高，如果注汽鍋爐所使用的燃料是天然氣，那么其排煙溫度通常情況下在180攝氏度及以內(nèi)，如果注汽鍋爐所使用的燃料是原油，那么其排煙溫度通常情況下在240攝氏度及以內(nèi)[1]。這樣的前提下，鍋爐燃燒所產(chǎn)生的熱量，很大一部分被高溫?zé)煔鈳ё撸瑥亩鴮?dǎo)致了大量的排煙熱損失，也給周邊的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

1.2 散熱損失

注汽鍋爐在運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，與周圍環(huán)境溫度相比，鍋爐本體及其熱力管道的溫度較高，特別是在溫度很低的地區(qū)，周圍環(huán)境、鍋爐本體及其熱力管道之間的溫差更大。這樣的前提下，鍋爐的熱量會(huì)以輻射發(fā)散、對流發(fā)散的形式流失到周圍環(huán)境中，從而產(chǎn)生散熱損失。

1.3 燃料未完全燃燒而造成的熱損失

燃料未完全燃燒而造成的熱損失，包括兩種類型，第一類是機(jī)械未完全燃燒熱損失，也就是鍋爐燃燒不盡，導(dǎo)致其所排出的殘余灰渣中存在一部分碳等可燃物，造成熱損失；化學(xué)未完全燃燒熱損失，也就是燃料燃燒后，排除的煙氣中存在一部分未燃盡的可燃性氣體，造成熱損失。對于注汽鍋爐來說，主要是化學(xué)未完全燃燒熱損失，究其原因在于注汽鍋爐的主要燃料為天然氣、原油，所以基本上沒有機(jī)械未完全燃燒熱損失。化學(xué)未完全燃燒熱損失主要是受到如下因素的影響，燃料特性、爐膛結(jié)構(gòu)以及過量空氣系數(shù)[2]。通常情況下，燃料揮發(fā)性越高、爐膛容積越小以及過量空氣系數(shù)越小，那么化學(xué)未完全燃燒熱損失也就越多。

2 油田注汽鍋爐降耗措施

2.1 降低注汽鍋爐的排煙總量

對于注汽鍋爐來說，其煙氣總量主要取決于助燃的空氣量，在通常情況下，供給空氣過多的時(shí)候，多余空氣就會(huì)帶著注汽鍋爐的大量熱量以煙氣的形式流失在環(huán)境之中，也就是說，空氣過剩系數(shù)較大的時(shí)候，排煙總量也會(huì)相應(yīng)的有所增多，導(dǎo)致熱損失增加。基于這樣的原因，在確保燃燒充分的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)減小空氣過剩系數(shù)，以盡量減少油田注汽鍋爐的排煙熱損失。為對注汽鍋爐的空氣過剩系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以應(yīng)用煙氣含氧分析儀，確保燃燒良好的前提下，盡量減少注汽鍋爐的進(jìn)風(fēng)量，最終實(shí)現(xiàn)排煙總量的降低，以達(dá)到降耗的目的。

2.2 清灰

從注汽鍋爐爐膛中排出的煙氣，通常情況下溫度較高，基于這樣的原因，往往會(huì)在注汽鍋爐的煙道出口增加對流段來進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)對煙氣余熱的充分利用，這是注汽鍋爐常用的一個(gè)節(jié)能手段，但是，由于輻射段爐管、對流段長時(shí)間遭受煙氣沖刷，所以煙氣中含有的一些灰塵等、雜質(zhì)會(huì)在對流段管壁上附著、累積，從而會(huì)大大降低換熱器的傳熱效率以及煙氣的預(yù)熱利用率，最終提高爐尾排煙溫度，增加熱損[3]。面對這樣的問題，應(yīng)定期對鍋爐的爐管、對流段進(jìn)行清灰，以此來促進(jìn)煙氣熱交換能力的提高，最終實(shí)現(xiàn)煙溫的降低。較為常用的清灰方法包括噴砂法、壓縮空氣法。

2.3 降低注汽鍋爐的煙溫

在通常情況下，對流段入口的水溫如果過高的話，那么熱交換能力就會(huì)有所降低，導(dǎo)致注汽鍋爐的排煙溫度升高，進(jìn)而增加散熱損失。基于這樣的原因，將對流段入口的水溫適當(dāng)降低，就可以實(shí)現(xiàn)排煙溫度的有效降低，從而達(dá)到降耗的目的。在一般情況下，天然氣作為注汽鍋爐的燃料時(shí)已經(jīng)經(jīng)過了脫硫處理，因此其中不會(huì)含有酸性氣體，所以，可以將對流段入口的水溫控制在露點(diǎn)溫度以下，也就是80攝氏度至95攝氏度之間。

2.4 酸洗

有時(shí)在對注汽鍋爐進(jìn)行清灰之后，并沒有明顯的降低煙溫，且注汽鍋爐前后存在明顯的差壓，這時(shí)基本可以判定出現(xiàn)了爐管結(jié)垢的問題，爐管結(jié)垢問題也會(huì)對注汽鍋爐的換熱效率造成一定的影響。面對爐管結(jié)垢問題，進(jìn)行除垢時(shí)通常應(yīng)用化學(xué)清洗的方法，例如，可以應(yīng)用Lan-826緩蝕劑溶液以及HCL、HF混配酸。進(jìn)行清洗后，就可以有效去除爐管內(nèi)壁上存在的鹽垢，有利于提高傳熱效率、降低煙溫，實(shí)現(xiàn)降耗。

3 結(jié)語

綜上所述，油田企業(yè)是我國的耗能大戶，而注汽鍋爐是油田企業(yè)中的一大高耗能設(shè)備，在能源短缺問題與環(huán)境污染問題日益加劇的今天，加強(qiáng)對油田注汽鍋爐熱損問題的分析，并采取有效的措施實(shí)現(xiàn)注汽鍋爐的降耗降損，有利于推動(dòng)油田企業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

[1]郭崇華.油田注汽鍋爐能耗分析及節(jié)能降耗措施分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2017,(01):81-82.

[2]鄭笑影,余斌.淺析油田注汽鍋爐熱損分析及降耗措施[J].化工管理,2016,(24):163.

[3]王敬敬,常洪平,趙華.降低鍋爐注汽水質(zhì)含氧措施及節(jié)能降耗效果分析[J].中國特種設(shè)備安全,2015,(06):54-57+63.