工程師論文注汽鍋爐節(jié)能降耗

　　注汽系統(tǒng)是油田稠油開(kāi)采中最重要的組成部分，但它也是企業(yè)生產(chǎn)耗能最大的因素。很多油田工作的技術(shù)人員都會(huì)對(duì)注汽系統(tǒng)進(jìn)行一些研究。本文就是一篇工程師論文范文，主要論述了注汽鍋爐節(jié)能降耗。

　　摘要：油田的稠油開(kāi)采多采用注入蒸汽熱采集方法，這種方法的高成本、高耗能特質(zhì)也成為了稠油熱采高產(chǎn)高效被嚴(yán)重制約的主要要因。本文從煙氣余熱回收加熱鍋爐給水和注汽鍋爐配風(fēng)調(diào)節(jié)兩方面探討了當(dāng)前注汽鍋爐節(jié)能降耗的具體方案，為企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：注汽鍋爐,稠油熱采,節(jié)能降耗,煙氣余熱回收,配風(fēng)調(diào)節(jié)

　　近年來(lái)為了追求節(jié)能降耗生產(chǎn)、降低稠油開(kāi)采成本目標(biāo)，許多企業(yè)紛紛開(kāi)始在注汽系統(tǒng)上采用并優(yōu)化高新配套技術(shù)，提高注汽鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)高效率能量轉(zhuǎn)換，減少注汽成本在稠油熱采過(guò)程中損耗總成本比重。這也是我國(guó)未來(lái)重質(zhì)油高效勘探開(kāi)發(fā)的主力發(fā)展方向。

　　一、注汽鍋爐燃料及其熱損失現(xiàn)狀分析

　　如今注汽鍋爐多采用原油作為燃料，它的損耗大，如果是以稠油熱采集為例，它的操作成本構(gòu)成中燃料費(fèi)用就要占到整體的30%~50%。在日常生產(chǎn)角度來(lái)看，稠油熱采的主要缺陷就在于爐管流段會(huì)積灰嚴(yán)重且容易遭到腐蝕，這些都嚴(yán)重阻礙了煙氣沖刷翅片管，進(jìn)而導(dǎo)致?tīng)t管傳熱效果降低，大幅制約了注汽鍋爐的熱效率。同時(shí)，鍋爐的維修成本與安全性也因?yàn)闋t管更換頻率的提高而無(wú)法得到保障。從注汽鍋爐的熱損內(nèi)容來(lái)看，它主要就包括了排煙熱損、機(jī)械不完全燃燒熱損、鍋爐向外環(huán)境散熱熱損以及化學(xué)不完全燃燒熱損，這些熱損就占到了鍋爐總損失的80%以上。注汽鍋爐在設(shè)計(jì)燃?xì)鉁囟葧r(shí)一般都小于200℃，燃油溫度小于250℃，所以在現(xiàn)階段的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，鍋爐的排煙熱損已經(jīng)超過(guò)設(shè)計(jì)要求太多，無(wú)法達(dá)到溫度標(biāo)準(zhǔn)，而燃料排放到大氣中的多余熱量，不但造成了極大的能源浪費(fèi)，也使大氣造成嚴(yán)重污染。

　　二、基于熱管技術(shù)的煙氣余熱回收與鍋爐加熱給水

　　1.問(wèn)題提出。在稠油熱采燃油過(guò)程中注汽鍋爐的平均排煙溫度會(huì)達(dá)到300~340℃左右，而燃?xì)馄骄艧煖囟纫矔?huì)達(dá)到220~260℃。注汽鍋爐所產(chǎn)生的煙氣余熱在工業(yè)原理上是通過(guò)余熱伴熱燃料油、助燃空氣與給水的形式而形成的，所以燃油工藝流程在流動(dòng)性上表現(xiàn)較差，對(duì)伴熱介質(zhì)的溫度與品質(zhì)要求也相當(dāng)高，很可能造成油路凝堵或油壓不足等等不良現(xiàn)象。如果利用煙氣余熱伴熱助燃空氣原理就能夠有效提高送風(fēng)熱焓值，這非常有利于提高鍋爐爐膛溫度進(jìn)而促進(jìn)燃料的充分燃燒。對(duì)注汽鍋爐而言，由于燃油時(shí)對(duì)瓦口溫度要求不可過(guò)高，所以要采用熱管技術(shù)回收煙氣余熱來(lái)控制溫度，以免儀表設(shè)備、鼓風(fēng)膠囊及線路遭到熱損壞。熱管煙氣余熱伴熱鍋爐給水是目前解決上述問(wèn)題的最好方法，因?yàn)闊煔庥酂犷A(yù)熱給水方式工藝相對(duì)傳統(tǒng)工藝更加簡(jiǎn)單，投資成本少且見(jiàn)效快，對(duì)鍋爐排煙熱損失的降低，熱效率的提升都有明顯作用。當(dāng)鍋爐給水加熱后溫度達(dá)到50~60℃時(shí)，也是水腐蝕金屬最為嚴(yán)重的溫度段，因此在這里對(duì)熱管材質(zhì)的選擇就變得十分重要。通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行加熱以后，其管內(nèi)給水絕對(duì)不能超過(guò)柱塞泵所允許的溫度上限，以避免損壞泵配件。因此需要采用更耐高溫的水封閥片和柱塞泵閥片等等來(lái)解決這一問(wèn)題。2.優(yōu)化方案。考慮到注汽鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)消耗大量的天然氣及原油，所以需要改善它的燃料高消耗、高成本現(xiàn)狀，優(yōu)化方案中選擇水煤漿來(lái)代替上述燃料。在決定采用新燃料后，它所主要面臨的技術(shù)優(yōu)化問(wèn)題包含以下3個(gè)方面。第一，以水煤漿作為燃料的生產(chǎn)與運(yùn)輸過(guò)程要把握好，因?yàn)槊罕旧硎且环N價(jià)格低廉但污染嚴(yán)重的非可再生原料，所以在運(yùn)用煤作為燃料時(shí)要把握好對(duì)它的設(shè)備清潔工藝，在完善工藝流程同時(shí)降低設(shè)備的基礎(chǔ)改造成本。第二，在點(diǎn)火與控制系統(tǒng)完善方面，燃燒水煤漿需要保留它的引燃系統(tǒng)，在操作中要以燃料氣作為水煤漿與火源引燃的基礎(chǔ)?？紤]到水煤漿相比于燃油不容易被點(diǎn)燃，所以要相應(yīng)增大引燃?xì)鈮毫傲髁縼?lái)控制和完成點(diǎn)火過(guò)程。為了確保水煤漿燃燒能達(dá)到最佳效果，也要考慮提高爐膛壓力與煙氣含氧量，并實(shí)現(xiàn)供漿系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。另外，要保持新的點(diǎn)火控制系統(tǒng)與原鍋爐控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)一致，確保整個(gè)注汽鍋爐都能在最佳狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行。最后，要做到對(duì)吹灰排灰系統(tǒng)的改良。因?yàn)槿绻捎盟簼{作為基礎(chǔ)燃料，它的積灰量必然會(huì)偏大，所以應(yīng)該采用成本更低廉、更省時(shí)省力的除灰方式來(lái)將注汽鍋爐內(nèi)的灰渣排除，如果鍋爐內(nèi)積灰過(guò)多也會(huì)影響注汽傳熱效果。

　　三、注汽鍋爐配風(fēng)調(diào)節(jié)

　　1.問(wèn)題提出。當(dāng)注汽鍋爐的空氣系數(shù)α增大時(shí)，排煙量就會(huì)隨之增多，排煙損失比例也會(huì)增加，而運(yùn)行熱效率會(huì)不斷下降。換言之，空氣系數(shù)每增加0.1，注汽鍋爐的熱效率就會(huì)降低1%，以下給出注汽鍋爐運(yùn)行熱效率與排煙溫度、空氣系數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖1。如圖1所示，當(dāng)空氣系數(shù)偏小時(shí)，注汽鍋爐中的燃料不能實(shí)現(xiàn)充分燃燒，鍋爐整體的運(yùn)行效率也會(huì)大幅度下降，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。所以本文希望提出控制方案，將空氣系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。2.優(yōu)化方案。本文針對(duì)注汽鍋爐節(jié)能降耗所采用的優(yōu)化方案是鍋爐配風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它主要由3部分組成：以氧量檢測(cè)與傳輸為主的檢測(cè)部分、以檢測(cè)信號(hào)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)控制命令為主的控制部分以及以配風(fēng)調(diào)節(jié)工作為主的調(diào)節(jié)部分，它的基本工作原理如圖2。2.1試驗(yàn)部分。為注汽鍋爐安裝這套配風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并輔助采用氧量檢測(cè)探頭和壁掛式氧化氧量分析儀，設(shè)計(jì)其測(cè)氧量范圍為0~20.5%，輸出為4~20mA，并將其安裝在微機(jī)控制室內(nèi)。當(dāng)注汽鍋爐開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)且運(yùn)行參數(shù)基本穩(wěn)定以后，檢測(cè)其鍋爐內(nèi)部的煙氣燃稠油氧含量，在改造前它的氧含量應(yīng)該在7%左右，空氣系數(shù)α應(yīng)該大于1.5。在改造后煙氣中的燃稠油氧含量應(yīng)該在3.5~4%之間，而空氣系數(shù)α應(yīng)該保持在1.15~1.25范圍內(nèi)。2.2試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，如果對(duì)注汽鍋爐采用配風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)并將傳統(tǒng)燃料原油改為水煤漿，它的系統(tǒng)燃料適應(yīng)性也會(huì)被改良。而且在選定燃料以后，在任意負(fù)荷情況下空氣系數(shù)都應(yīng)該小于1.5。另外從降低注汽鍋爐排煙溫度與減少空氣氧氣含量?jī)煞矫鎭?lái)看，改造后的注汽鍋爐在運(yùn)行熱效率方面能提高5.44%左右，運(yùn)行熱效率也可以達(dá)到初始設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)濟(jì)效益方面，安裝了配風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的注汽鍋爐在同時(shí)采取余熱回收措施以后每年可節(jié)省原有330t左右，年經(jīng)濟(jì)收益提高30萬(wàn)元。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　本文介紹了煙氣余熱回收加熱鍋爐給水和注汽鍋爐配風(fēng)調(diào)節(jié)兩種設(shè)備節(jié)能降耗方法，它們都實(shí)現(xiàn)了利用高性價(jià)比能源及設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)捷工藝操作的效果，降低了排煙溫度和熱損失，提高了注汽鍋爐的運(yùn)行效率，是當(dāng)今嚴(yán)峻能源形勢(shì)發(fā)展背景下的最優(yōu)生產(chǎn)選擇。

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