注汽鍋爐給水升溫研究與試驗

摘 要：本文主要研究將鍋爐給水溫度從75℃提升至130℃，通過試驗來評價高溫水直供鍋爐的可行性，并由試驗數(shù)據(jù)量化提高給水溫度可以節(jié)省鍋爐燃料消耗，為SAGD開發(fā)規(guī)模的擴大提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐;給水升溫;高溫柱塞泵;新式入口減振器

1 概括

目前，特種油開發(fā)公司SAGD開發(fā)是采用集中供熱、集中換熱和高溫集輸?shù)墓に?，其中集中換熱工藝是依靠集中換熱站內(nèi)8臺換熱器完成，換熱熱源為經(jīng)聯(lián)合站換后的高溫采出液，溫度為120℃，冷源為高溫污水，根據(jù)注汽量每天需求量約18000～20000m3。當(dāng)SAGD井組達到88個時，產(chǎn)出液量將達到19360t/d，曙光采油廠可消化12000t/d，剩余7360t/d的熱能，經(jīng)計算后可將高溫污水換熱由現(xiàn)在的70℃提升至130℃。但目前國內(nèi)沒有相關(guān)經(jīng)驗，鍋爐給水設(shè)備的耐溫上限僅為70～75℃，嚴重限制了高溫污水的升溫空間。

2 主要研究內(nèi)容

2.1 鍋爐本體改造

現(xiàn)有鍋爐本體流程主要分為4個部分，對流段、給水換熱器、輻射段和過渡段。

試驗流程改造主要集中在鍋爐給水部分。改造后的流程是，高溫污水依靠增壓泵升壓，再進入換熱器與SAGD分離水進行換熱，升溫后的軟化水將直接通過柱塞泵進入鍋爐，最終生成蒸汽。

2.2 設(shè)備關(guān)鍵試驗

試驗關(guān)鍵設(shè)備包括：高溫柱塞泵和入口減振器。

2.2.1 高溫柱塞泵

試驗用高溫柱塞泵的試驗內(nèi)容包括，柱塞盤根和機油。試驗過程中前后試用了兩種材質(zhì)的盤根，分別是芳綸材質(zhì)和碳纖維材質(zhì)，主要區(qū)別是，碳纖維盤根耐溫更高。高溫柱塞泵機油采用熱注站提供的普通柱塞泵機油，沒有對機油性能提出要求。

2.2.2 入口減振器

現(xiàn)使用的是氣囊式減振器，氣囊內(nèi)充填氣體，依靠其彈性減小柱塞泵入口水壓的波動。但由于氣囊為橡膠材質(zhì)，耐溫性能不好，無法滿足高溫給水需求。新式入口減振器取消了氣囊，簡化了結(jié)構(gòu)，利用立、臥兩部分直管的組合設(shè)計，可以在水流動時，使自身內(nèi)部保存一定量空氣，進而依靠這部分空氣的可壓縮性，穩(wěn)定入口水壓。

3 給水升溫試驗

3.1 節(jié)省燃料

鍋爐高溫給水試驗于7月21日9：00正式開始試驗鍋爐以7m3/h運行，給水溫度由110℃提升至130℃，鍋爐單耗可以降低4.7%。

3.2 關(guān)鍵設(shè)備評價

3.2.1 高溫柱塞泵

高溫給水使水溫由70℃升至130℃，對柱塞盤根的密封及耐溫要求更高，依靠常規(guī)的盤根正常漏失量已經(jīng)無法滿足盤根與柱塞表面的潤滑和降溫需求。因此，增加柱塞桿增加了噴淋裝置。盤根累積使用時間60天，壽命大幅增加。

3.2.2 入口減振器

新式入口減振器減振效果較好，但有效時間短，130℃條件下，有效期最長不超過7天。主要是運行時間的增長，內(nèi)部空氣存量會發(fā)生損失，造成穩(wěn)壓能力減弱，因此增加充氣單向閥，每隔一定時間使用空壓機或氮氣瓶進行充氣，保證鍋爐運行不中斷。

4 結(jié)論

試驗完成了擴大SAGD生產(chǎn)規(guī)模過程中，產(chǎn)出液換熱冷源缺乏問題的部分前期技術(shù)研究，突破了油田注汽鍋爐的給水溫度上限，各關(guān)鍵設(shè)備能夠滿足鍋爐給水提溫工程的要求，為后期規(guī)模實施打下了基礎(chǔ)。

作者介紹：

馬驍（1985- ），男，大學(xué)本科，中級工程師，現(xiàn)從事超稠油采油工藝技術(shù)研究工作。