油田注汽锅炉的能耗分析及节能降耗措施获奖科研报告

油田注汽锅炉的能耗分析及节能降耗措施获奖科研报告【摘要】石油资源是工业、社会和经济发展的重要血液，随着我国经济的快速发展，中国对石油的需求也在逐年增加，随着石油工业的快速发展，正在勘探的油井越来越多，大量先进的优质原油，伴随着机械能消耗和开采的增加，越来越多的国内企业走向石油生产和炼油节能减排，在油气生产过程中，高温蒸汽必须通过注汽锅炉进行地下注入，以增加油气的流动性，是油井生产中广泛应用的重要设备，注汽锅炉也是一种高能耗设备，主要以原油或天然气为燃料。因为各种原因，燃烧效率不高，注汽锅炉能耗大，为提高生产效率，必须对注汽锅炉能耗进行分析，采取措施降低注汽锅炉能耗，从而提高油田经济效益。

【关键词】油气;油田;注汽锅炉;节能降耗;措施

前言

目前，人们通过在高温下注入蒸汽来改善油气的流动性。油田注汽系统主要是在注汽尾管内向油井内注汽，注汽锅炉和高温蒸汽生产设备是末端注汽中的重要设备。节能降耗注汽锅炉蒸汽是提高油田经济效益的重要手段。本文详细分析了如何减少油田锅炉注汽时的热损失，并有针对性地提出部分建议。

1注汽锅炉的能耗特点

1.1注汽锅炉排烟损失

因为注汽锅炉过程需要燃料，原油和天然气是注汽锅炉的主要燃料，会影响空气和环境，对人类健康的负面影响。在相关研究的基础上，注汽锅炉的能量损失部分是由于排烟，并且损失高达50%，结果表明，排气量和温度是影响废气损失的两个主要因素，与锅炉注蒸汽的热量损失成正比。为了控制油田注汽锅炉的能耗，关键是控制天然气的排气量和燃烧温度，更多的是，为了减少注汽锅炉燃烧过程中的能量损失，必须控制因排气烟气而造成的能量损失[1]。

1.2注汽锅炉自身能量损失

油田注汽锅炉运行过程中，热管注汽锅炉油田外壁温度由于热蒸汽的作用总是高于环境空气温度，注汽油田锅炉的热损失与注汽油田锅炉的表面散热有关，根据能量守恒定律，这是不可能在能量传递过程中保持恒定的。这属于管道材料獨特的导热系数，这是不可避免的，散失的热量会在空气中消散。温差也是注汽锅炉能量损失的另一个主要因素，特别是在一些室外温度与室内温度相差很大，功率损失与消耗较大的环境中，温差与消耗呈正相关。

1.3燃烧不完全的燃料导致的能量损失

天然气或矿渣油的不完全燃烧会导致燃烧效率低，能耗高，由于燃料燃烧过程中发生的化学和物理反应，这些反应产生的部分产物不能再燃烧，或注汽锅炉受燃烧条件限制，导致燃料燃烧不彻底，能量损失。

2.降低油田注汽锅炉热损失的相关措施

2.1油田注汽锅炉排烟温度的控制

如果注汽锅炉端部的水温热负荷过高，可以降低注汽锅炉的水和热交换能力，提高注汽锅炉的排烟温度，进而提高注汽锅炉的热损失率。油田注汽锅炉运行过程中，适当降低油田注汽锅炉对流门的温度是减少油田注汽锅炉热损失的有效措施之一。此外，当蒸汽喷射锅炉使用天然气作为供暖燃料时，天然气一般都被脱硫了，它不含酸性气体。因此，在不影响注汽锅炉效率的前提下，锅炉入口对流温度可控制在80～95℃之间，从而降低注汽锅炉排汽温度，通过控制油田注汽锅炉排汽温度，发现注汽锅炉排汽量之和与燃烧供气量密切相关，当有更多的过量空气喷射装置不参与燃料或天然气的燃烧过程时，但在排放过程中以废气的形式携带更多的燃烧热。为了控制注汽锅炉的总排气量，在油田注汽锅炉完全燃烧石油或天然气的基础上，注气量烟气氧分析仪监测注汽锅炉量是控制注汽锅炉热损失的一种方法[2]。

2.2注汽锅炉结垢对换热的降低作用

需要采用新的除灰，除垢工艺，在注汽锅炉过程中，通常会发生灰的堆积。如果有太多的粉煤灰，注汽锅炉的工作效率和使用寿命将受到影响。注汽锅炉产生的灰必须定期清洗。过去，注汽锅炉除灰除垢需要投入大量的时间来清理，也不能完全干净。因此，研究和开发一种新型的除灰除垢工艺是非常重要的，在试验这种新型清洗工艺时，工作人员首先要对材料进行现场测试和分析，研制适合注汽锅炉除灰的化学试剂，因此，注汽锅炉的使用寿命是一个大增系统。搞好油田注汽锅炉酸洗，为消除油田注汽锅炉中的结垢，化学清洗法可用于除垢，油田注汽锅炉除垢通常采用HE1，RF，LAN-826的混合物，油田注汽锅炉除垢后，油田注汽锅炉传热换热效率会更高，从而降低油耗[3]。

2.3余热给水锅炉的热回收

总的来说，不同的注汽锅炉需要燃烧不同种类的燃料，不同的燃料对锅炉消耗的影响并不相同，烟气的燃烧温度和放热也不同。例如，比如用燃料和天然气，燃料燃烧过程中最高烟温可达300℃，这会给锅炉注入蒸汽带来巨大的损失。烟雾的最高温度可达220摄氏度，而注汽锅炉烟气的热损失低于燃料燃烧，可以看成是注汽锅炉在燃烧过程中的大量排烟和排烟中还存在着大量的热量，为了减少能源浪费，余热原理可以用来加热水和空气，为了保证员工的人身安全，应严格按照使用燃料技术的要求进行，应严格控制伴热介质的质量和耐热性，并且适应性也要能够满足使用要求，余热加热就可以完成。从高燃料流量到高对流，输油管道的质量也很重要，如果在特定的过程中发生事故，可以有以下两种情况：油线堵塞和油压持续下降。这些情况会对生产运行产生重大影响，根据以往的研究报道，注汽锅炉烟气余热达到一定值后可重复利用，利用烟气热能烟气余热供热技术具有工艺简单，投资少，见效快，能充分提高注汽锅炉燃烧过程中的热效率等优点[4]。

2.4改用水煤浆作为注汽锅炉的燃料

减少煤炭污染，我国是世界上煤炭产量较高的主要国家之一，煤炭储量巨大，甚至中国的主要能源还是来自煤炭，能源消耗比其他能源要高得多。与其他燃料相比，和相对低成本的煤，但是在煤的燃烧过程中也有一个很大的问题，即会产生大量的污染物（废渣和废气），对空气和环境产生很大的影响，因此，水煤浆用于烟火或其他煤炭资源时应特别注意对环境有直接影响的污染物的处理[5]。

解决点火和控制系统的问题，水煤浆的着火点远远高于其他燃料性能，水煤浆在没有外燃辅助的情况下很难着火。因此，水煤浆的着火点比其他燃料性能高得多。对于水煤浆的快速着火，水煤浆将在助剂（通常是气体）的帮助下被点燃。应特别注意如何控制气体流量和压力，以达到煤浆水着火的最终目的，因此，优化着火系统和控制系统对锅炉工作和节能具有重要意义。

2.5做好油田注汽锅炉输气管道保温

注汽锅炉供热管道的热损失也是影响注汽锅炉能耗的重要因素[6]。为了提高油田注汽锅炉供热管道的热效率，需要选择管道的保温结构和保温材料。因此，油汽喷射锅炉应采用合适的保温结构和保温材料。采用保温技术不仅可以提高注汽锅炉的保温性能，可以使注汽锅炉过程更加方便，采用阻燃纤维涂层，油田注汽锅炉可具有重量小，热容量小的特点，提高了油田注汽锅炉效率的注热管表面温度。

3结论

油田注汽锅炉始终是油田开