探析提高注汽锅炉运行热效率的技术与措施.docx

探析提高注汽锅炉运行热效率的技术与措施摘要：注汽锅炉是稠油开发的主要设备之一，由于我国大多数稠油油田的开发进入后期，其开采效率的要求较高，间接对注汽锅炉的热效率也提出了较高的要求。但是由于注汽锅炉内燃烧工况难以调整，使得效率提高难度增大。为了能有效的提高其热效率，结合热效率公式，对注汽锅炉的影响因素进行分析，并提出四种提高其效率的方法和措施，为以后注汽锅炉的使用提出有效的建议。研究表明：增大尾部换热面积、研发空气自动调节系统、余热回收以及强化管理四种措施能有效的提高注汽锅炉的热效率。关键词：注汽锅炉；运行；热效率；措施随着我国能源需求量的增加以及我国原油的自身特点，使得稠油的开采力度增大。加上我国大多数油田都进入了开采后期，对开采效率的要求越来越高。虽然我国目前也有新发现的稠油油田，但只有保障前期的开采效率，才能保障整个油田的开采量。而注汽锅炉是开采稠油的主要设备，热效率是在使用注汽锅炉时必须考虑的因素。目前国内使用的注汽锅炉可以分为国内生产和国外引进两种类型，其中主要从美欧国家引进。一般情况下，注汽锅炉的额定热效率为85%，但是在实际使用时，热效率普遍达不到85%，甚至某些油田的注汽锅炉热效率低于80%，从另一方面来说，实际运行中的热效率低于额定效率4%-12%。综合分析，对注汽锅炉进行深入研究并提高在使用过程中的热效率尤为重要。1注汽锅炉运行热效率分析为了实现蒸汽锅炉实际热效率的提高，需要对蒸汽锅炉进行热力分析，在对热效率进行分析时优选反平衡测试法，反平衡测试法的原理为：η=1-q1-q2-q3-q4式中：为排烟时烟气中带走的热量，使得注汽锅炉存在一定的热损失，这部分热损失主要和排出的烟气量有关；为注汽锅炉使用的燃料燃烧不完全造成的热损失，燃料在蒸汽锅炉内燃烧时，未完全燃燒产生的一氧化碳，随着排放的烟气被排出，当烟气中一氧化碳越多，造成的损失越多，这部分损失占总量的1%-4%左右；为注汽锅炉的外壁散热导致的热损失，因为炉内的温度远远高于空气温度，部分热量会通过外壁、管道以及其他附件散发到空气中，这部分损失占总损失的2%-5%左右；为燃料燃烧产生的灰烬带走的热量，这部分热损失较少。2注汽锅炉热效率影响因素通过以上分析，能够看出热效率下降的原因主要有以下四点：①当排除的蒸汽较干燥时，排除烟气的温度也较高，使得散热量较大，热效率下降。实验数据表明，当蒸汽的干度升高1%时，排除烟气的温度升高2～4℃，散热量将增加0.8%左右，热效率下降0.1～0.2%；②排烟温度是直接造成热损失的因素，当排烟温度升高5℃时，散热量将增加0.2%～0.4%，所以在使用注汽锅炉时，烟气的排除温度要进行有效的限制；③设备外壁排热也是造成注汽锅炉热效率下降的主要因素。目前，国内外较先进的设备外壁皆附有高纯硅酸铝制成的保温层；④注汽锅炉自身的热负荷也会影响其热效率，在其它条件不变的情况下，其最佳的热负荷为16～18t/h。3提高注汽锅炉热效率的措施目前没有任何技术可以消除设备使用中造成的热损失，但是可以采用有效的手段降低热损失，从而提高热效率。3.1增大尾部换热面积由于烟气是造成设备热效率下降的主要原因，占所有热损失的80%左右，因此需要对其进行重点控制。当然烟气造成的热损失是无法避免的，因为要保证其排除温度高于烟气的露点，防止形成的液体落在设备上，对其产生腐蚀。当注汽锅炉的尾部面积增大时，排除的烟气温度能得到有效的降低，同时不会造成结露现象。3.2研发空气自动调节系统研发空气自动控制系统是提高其热效率的有效方式之一。因为注汽锅炉内的燃烧空间较小，无法进入足够的空气，但是当空气较少时，会造成燃料燃烧不充分，热损失升高；当空气较多时，燃料相对较少，注汽锅炉无法提供足够的功率，因此进入其中的空气量需要进行有效的控制，不能多也不能少。這种条件的实现对于人为控制十分困难，因此研发针对注汽锅炉的空气自动控制系统十分必要。3.3余热回收由于烟气会带出一定的热量，无法避免，但是通过对烟气的有效运用可以有效的提高热效率。在此笔者提出了烟气加热水的方式，由于排除的烟气温度较高，将其通入水加热系统中完全可以提高水的温度，将水进行加热后，再将其注入锅炉中，即可实现烟气热量的利用。一般情况下，烟气温度降低30～40℃，即可将水的温度升高8～15℃。3.4强化管理加强对注汽锅炉的管理体现在三个方面：一是定期对其进行清理，尤其是燃烧中产生的灰尘，锅炉中沉积大量灰尘时，锅炉的导热会随灰尘厚度的增加而降低，使得排放的烟气温度升高；二是加强维修，防止注汽锅炉产生故障，使其热效率下降；最后要使其在最佳的状态下运行，重点需要对其工作参数进行管理，负荷不宜过高也不宜过低，使注汽锅炉的热效率保持在85%以上。根据以上分析，注汽锅炉在实际运行中影响其热效率的因素较多，目前无法通过有效的技术完全去除使