注氣鍋爐熱損分析及降耗措施分析

黎增武

摘要：注汽鍋爐是油田器企業(yè)在生產(chǎn)過程中，所必備的一種高耗量設(shè)備，其一般主要的燃料為天然氣與原油。在其運行過程中，往往需要消耗大量的能源，如果不采取相應(yīng)的降耗措施，則往往會使大量的能源被浪費。因此面對此類問題，針對注汽鍋爐進行熱損分析，并提出相應(yīng)的降耗措施就十分重要。對于油田企業(yè)整體的經(jīng)濟效益與社會效益提升，都具有重要價值。

關(guān)鍵詞：注氣鍋爐;熱損分析;降耗措施

引言：

隨著我國城市化進程不斷提速，石油能源在人們生產(chǎn)生活中的重要性也逐漸提升，甚至已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)生活離不開的關(guān)鍵資源。基于上述原因，油田企業(yè)想要實現(xiàn)安全、平穩(wěn)的生產(chǎn)，則往往需要考慮企業(yè)的綠色、長遠發(fā)展問題，而加強對注汽鍋爐熱損的分析，并提出相應(yīng)有效的降耗措施，是其中重要關(guān)鍵。

一、油田注汽鍋爐熱損分析

（一）排煙熱損失

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示，在油田注氣鍋爐的熱量損耗過程中，排煙所產(chǎn)生的熱損失，占據(jù)整個注汽鍋爐熱損的半成以上[1]。注汽鍋爐本身排煙的溫度便高，如果注氣鍋爐所使用的燃料是天然氣，排煙溫度往往會在180℃之下，如果以燃油作為燃料，則排煙溫度通常會在240℃以下。因此，注汽鍋爐本身所產(chǎn)生的熱，往往不能存留，而是會以高溫煙氣的形式被排放。因此，大量的排煙熱量也會在此過程中所示。不僅如此，隨著高溫煙氣的排放，周邊的大氣環(huán)境也往往會受到影響。大氣污染問題也會伴隨注氣鍋爐熱量的排放而嚴重。

（二）散熱損失

注汽鍋爐，本身作為高耗熱設(shè)備，在運行時，其本身與周圍環(huán)境相比，無論是鍋爐還是熱力管道，溫度都會更高。在溫度相對較低的地區(qū)，溫度差會更為明顯。周圍環(huán)境與鍋爐本體以及管道之間的溫差越大，鍋爐散熱時的熱量損失就越大。基于此前提，鍋爐與周圍環(huán)境出現(xiàn)溫度差時，熱量以輻射形式發(fā)散，最終熱量進入周圍環(huán)境，熱量也在散熱過程中損失[2]。

（三）燃料燃燒損失

燃料如果沒有充分燃燒，往往也會造成注氣鍋爐的熱損失問題。燃料的未完全燃燒，按照分類一般可以被分為機械未完全燃燒熱損以及化學未燃燒損失。機械未燃燒損失，顧名思義，是由于鍋爐本身的原因，致使在燃料燃燒過程中，一部分可燃燃料沒有進行充分燃燒，進而使殘余灰渣中會存在部分可燃物[3]。而化學未完全燃燒，則主要與燃料本身的特性、爐膛結(jié)構(gòu)以及空氣系數(shù)有直接關(guān)系。通常情況下，燃料的揮發(fā)性越高，過量空氣系數(shù)越低，爐膛的容積越小，則化學未完全燃燒所形成的熱損失就會越多。

二、降低鍋爐散熱損失方法

燃氣鍋爐排煙熱損失以及散熱熱損失，會直接關(guān)系到注氣鍋爐的熱效率。管路損失問題，往往也會造成鍋爐熱量損失，因此往往需要優(yōu)化管路材料，做好保溫措施。例如在生產(chǎn)實踐中，選擇保溫效果更好的管路材料，能夠使注氣管道直管段表面溫度下降，保溫效果更好[4]。此外，排煙熱損失主要表現(xiàn)在兩個方面，一個是空氣過剩系數(shù)，一個是排煙溫度，而散熱則主要體現(xiàn)在注汽鍋爐的保溫狀況以及與環(huán)境溫差等方面。

（一）降低注氣鍋爐煙量

注氣鍋爐的煙氣總量，主要與助燃空氣量直接相關(guān)。在一般情況下，空氣的供給量越大，剩余空氣便容易攜帶注汽鍋爐的大量熱量流失于環(huán)境當中，在表征上，會表現(xiàn)為注氣鍋爐排煙量大的特征。空氣剩余系數(shù)大，同樣也會使注汽鍋爐的排煙量增加，進而使得注汽鍋爐的熱損失增加。因此，基于上述原因，本文認為為了減少排煙熱量的損失，應(yīng)該在確保燃燒充分的基礎(chǔ)上，適當?shù)恼{(diào)整好空氣過剩系數(shù)。同時還應(yīng)該做好空氣過剩系數(shù)實時監(jiān)測，并利用煙氣含氧分析儀，觀察燃料是否充分燃燒。在燃燒充分的情況下，做好注氣鍋爐進風量控制，便能有效控制好排煙總量，并達到降能降耗的最終目的。

（二）降低注氣鍋爐煙溫

注汽鍋爐的對流段入口的水溫過高時，熱交換能力會顯著下降，此時鍋爐的煙溫會明顯升高，相應(yīng)的，熱量損失也會增加。因此，在實際操作中，應(yīng)該嚴格做好對流段入口水溫的控制工作，進而有效控制好排煙溫度。在通常情況下，經(jīng)脫硫處理后的天然氣，作為燃料時，可以不考慮酸性氣體問題的影響，因此可將燃氣鍋爐的入口水溫控制在露點溫度之下。

（三）鍋爐清灰

鍋爐爐膛中的煙氣往往溫度較高。因此可以被利用于來水加熱當中，充分發(fā)揮鍋爐節(jié)能效果。但是如果爐管長期受到煙氣的沖擊，煙氣中的灰塵等物質(zhì)會逐漸積著于對流管管壁之上，進而造成換熱器效率的降低。煙氣的最終利用率也無法達到預(yù)期，熱量的損失也會明顯增加。因此，作為技術(shù)人員，必須要做好鍋爐對流段及爐管的定期清灰工作，并不斷提升煙氣的熱交換能力，進而達成降低能耗，減少煙溫的最終目的。鍋爐清灰方法包括壓縮空氣以及噴砂等。

（四）鍋爐酸洗

鍋爐在經(jīng)過長期使用后，還會出現(xiàn)結(jié)垢的問題，簡單的清灰并不能真正對煙溫的降低提供幫助。因此，對于鍋爐爐管的結(jié)構(gòu)問題，同樣也需要進行專門護理。常用的結(jié)垢清理方式如化學清垢等，往往就能夠滿足鍋爐除垢的需求。在經(jīng)過除垢后，鍋爐的傳熱效率會顯著增加，熱量損失問題也可得到明顯改善。常選用的化學除垢方法為緩沖劑沖洗法，選用的為HCl、HF混合配酸溶液，清洗針對的主要為爐管內(nèi)壁形成的鹽垢。

三、結(jié)束語

綜上所述，排煙熱損失、散熱損失、燃料未完全燃燒損失作為構(gòu)成注氣鍋爐熱損量中的主要一部分，通過精準控制排煙溫度，減少排煙量，強化保溫層材料性能，減少助熱空氣流失，有助于降低注汽鍋爐熱損量。本文從鍋爐熱量損失的原因入手，進行了排煙熱、散熱以及燃料燃燒三方面的分析，并針對性提出了相應(yīng)的解決措施，對鍋爐尾氣排放及熱量損失問題的實際解決，都有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]柯爾欽乎.試論海上油田注汽鍋爐熱損分析及降耗措施[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，41（7）：2.

[2]陳德山，伍永巴依，董振，等.油田注汽鍋爐的能耗分析及節(jié)能降耗措施[J].化工管理，2020（31）.

[3]姚曉剛.注汽鍋爐的能耗損失與節(jié)能技術(shù)措施的思考[J].化工管理，2018，000（007）：63.

[4]王春剛.注汽鍋爐排煙熱損失的原因分析與對策研究[J].石化技術(shù)，2017，24（006）：25-25.