提高活动式注汽锅炉热效率

＿　设备・产品／Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｐｒｏｄｕｃｔ　提高活动式注汽锅炉热效率　王雪梅（辽河油田公司冷家油田开发公司）　摘要　稠油开采过程中，热采注汽是一种有效的手段，同时又是一个高能耗的生产过程，　如何使燃料燃烧产生的能量得到有效利用，对于提高锅炉热效率具有实际的意义。注汽锅炉设　计热效率在８Ｏ％一８８％，随着锅炉使用时间的增长其热效率不断降低，燃料浪费很大，工作状况　较差，有必要用新技术、新方法进行管理维护和改造以提高锅炉热效率　通过加强管理、技术　革新、设备的维护改造、严格的科学操作可以降低燃料单耗，提高锅炉热效率。　关键词　注汽锅炉燃料单耗热效率　节能降耗　Ｄ０ｌ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｒ１．２０９５—１４９３．２０１５．００２．０１０　冷家油田冷活４注汽站使用额定蒸发量９．２　ｔ／ｈ　右，实测局部高温点达到了１５９℃，已超过《辽河　的活动式注汽锅炉，运行最大排量为９　ｔ／ｈ，额定注　油田公司热注系统管理规定》的要求。　汽压力为１７　ＭＰａ，完成注汽量４．９　Ｘ　１０　ｔ／ａ。在注汽　经测试分析：锅炉外表面温度不均匀，辐射　干度７５％的情况下，锅炉的热效率为７７％（额定热　段、对流段及过渡段均存在保温缺陷，造成局部位　效率８５％），燃油单耗达到５８．９　ｋｇ／ｔ，已超出规定燃　置温度过高，最高点温度高达２００℃，超温严重；　油单耗不大于５６　ｋｇ／ｔ的范围。锅炉热效率降低，急需　锅炉辐射段外表面平均温度在５５～９０℃左右，对流　改进。　段平均温度在５５～１２０　ｃｃ，炉体上半部分外表面平　均温度高于下半部分２０℃左右。这些都超过了国　１　原因分析　１．１　炉体保温损坏　家标准及辽河油田公司要求，占总热损失１．２８％～　１．６５％。　为了分析锅炉热效率的影响因素，在冷活４注　１．２过量空气系数大　汽站设立监测站，分别对锅炉的不同部位设立监测　根据燃烧过程的不同，合理的配风对促进炉内　点进行监测。通过对锅炉运行实际情况及锅炉状况　高效燃烧是很重要的。燃烧系统的配风由风门连杆　测试分析，锅炉辐射段局部存在不同的保温破损现　调节风门开度来控制，助燃空气量不合理而产生过　多的剩余空气会从锅炉内带走大量的热量，随烟气　排放到大气中，热损失增大，降低了锅炉的热效率　（图１）。锅炉排烟温度达到２３０℃，过量空气系数１．６，　燃油单耗达到５８．９　ｋｇ／ｔ，热效率下降至７７％。　象，局部出现高温区，温度高达８５℃左右；炉膛上　部温度普遍高于下部温度，而且在接箍处温度明显　偏高，部分炉钉位置温度高达１００　ｏＣ以上，已超过　国家标准规定的最高７０℃指标。锅炉对流段上部整　体表面平均温度在７０℃左右，但在焊缝及铰接处出　现异常高温区，最高点温度达１７９℃以上；部分换　热面虽符合辽河油田公司规定，但已超过国家标准　ＧＢ／Ｔ　１０１　８Ｏ一２００３《工业锅炉热工性能试验规程》　、　ＴＳＧ　Ｇ０００３－－２０１０《工业锅炉能效测试与评价规　则》　的要求。锅炉过渡段的平均温度在１１５℃左　作者简介：王雪梅，工程师，２００１年毕业于大庆石油学院（石油与　天然气工程专业），从事质量监督工作，Ｅ—ｍａｉｌ：８９６４１３１５２＠ｑｑ．　ｔｏｍ，地址：辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街８３号冷家公司技术监　督中心，１２４０１０。　捧螺弧崖／℃　基金项目：中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“低碳关　键技术研究”（２０１　１Ｅ２４）。　２０　Ｉ　ＷＷＷ．ｓｙｓｈＪｎ．ＧＯｒｅ　　Ｉ图１　不同过量空气系数下锅炉热效率与排烟温度的关系　婚１．３对流段积灰多　…　…　＿　目前注汽锅炉使用燃料主要以原油为主，原油　经过燃烧产生烟尘、焦体及铁锈等灰垢，灰垢的导　热系数为０．４１８　ｗ／（ｍ・ｏＣ），大约为钢板导热系数　监测时间　监测　部位监测点　１　２　３　４　５　６　１—１　２－２　３－３　４—４　５－５　６－６　的１／４５０～１／７５０。这些灰垢如不及时清理，会聚集在　辐射段７Ｏ　４４　７８　５２　７５　５１　７５　４７　７３　５６　６７　６１　２０１３－０２—２３对流段４４　６５　３４　５８　４２　７０　３４　７０　３３　６５　４０　８９　对流段翅片管、辐射段炉管、炉衬等位置，严重影　响锅炉的热效率。经现场测试，灰垢的存在使传热　损失率高达３０％以上，排烟温度上升。烟温每升高　１５～２０℃，热效率降低１％。每２井次就可达２３０　ｏＣ　过渡段５３　９５　６３　９４　５８　８１　４８　１０３　５３　１０５　４５　７５　辐射段７４　５６　７９　７１　８４　６６　７７　５６　９２　６９　８６　６６　２０１３－０３—２８对流段５７　７５　４２　７５　６５　９４　４６　７２　４２　６３　５１　８８　过渡段６４１１５　６５　１０４　７２　８８　５２　１０２　５７　１２１　６１　９７　以上，排烟热损失１０％以上。由此可见，灰垢的存　在使设备达不到设计热效率，造成能源的极大浪　费。及时清灰是提高锅炉热效率的关键。因此，规　定排烟温度大于２２０℃必须清理对流段积灰。　２　提效措施　２．１　更换炉体保温　对锅炉辐射段保温效果差的不合格高温区采用　“硅酸铝纤维平铺交错技术”进行保温层更换，并　进行硅酸盐水泥涂料喷涂以降低热损失，使辐射段　外表温度由平均８４．９℃（局部温度达到９６℃）降　低到平均温度５５．８℃。消除对流段焊缝及铰接处，　以及对流段中部出现的异常高温区，修复加固保温　层降低表面温度，减少热损失，使对流段外表温度　由平均７０　ｏＣ（最高点温度达１７９　ｏＣ以上）降低到　平均温度５２℃。对过渡段底部硬保温损坏进行重　新浇筑，并对两侧软保温层修复加固，降低过渡段　表面温度，减少热损失，使过渡段外表温度由平均　１１５　ｃ《＝（最高点温度达１５９℃以上）降低到平均温　度８８．２℃。　对锅炉损坏的保温层进行了更换，并对更换保　温层后的炉体温度进行了定期监测（表１）。通过对　锅炉炉体不合格保温层进行维修和更换，使炉体外　表面温度下降了１０～１５℃，达到了辽河油田公司热　注系统管理规定：辐射段温度小于８０℃，对流段　温度小于８０℃，过渡段温度小于１００℃，减少了　炉体外表面散热损失，提高了锅炉的热效率。　２．２合理调整过量空气系数　针对配风比不合理的情况，进行适时调整，减　少排烟损失。监测过量空气系数，通过调节风门连　杆来改变风门开度控制助燃空气量，降低过量空气　系数，降低排烟温度。为此，进行现场测试，找出　风门开度、鼓风机供风量最佳的配合参数，以确定　合理的过量空气系数来降低排烟容积，满足锅炉在　最佳燃烧状态下运行，达到节能降耗的目的。　辐射段７５　５７　８１　８４　８５　６９　７９　５７　９３　７４　９９　６４　２０１３－０４—２９对流段７１　８１　４８　７６　６７　９７　６６　７５　４９　７７　６４　９５　过渡段６５　１２４　６７　１１０　８６　９０　８２　１０４　７０　１２２　５７　１０６　辐射段７７　５７　８４　８６　８９　７５　８Ｏ　６２　９３　７７　９９　７６　２０１３—０５—０２对流段８３　８９　４９　８８　６８　１２８　６５　８９　５５　９１　７２　９８　过渡段７１　１３５　６７　１２２　８９　９７　９５　１１３　９７　１３０　８４　１２３　辐射段７９　６Ｏ　８５　８７　９ｌ　８０　９２　８３　９５　７８　１０８　８ｌ　２０１３－０６—０７对流段８７　９２　５６　９０　７４　１３９　７８　２２０　６３　１２３　８１　１３２　过渡段９１　１４３　１０５　１２５　９０　１１２　１１２　１５１　１４１　１３２　８１　１２７　表２过量空气系数测试　风门开度／％鼓风机频率／Ｈｚ　口　排烟温度／℃热效率／％　备注　６０　４５　１．１　１９３　７７　黑红色　７０　４５　１．２　２０２　７９　暗红色　８０　４５　１．３５　２１０　８１　橙黄色　９０　４５　１．５　２１５　７９　黄白色　６０　４４．５　１．０７　１９１　７７．５　黑红色　６Ｏ　４４　１．０５　１８９　７７．６　黑红色　６０　４３．５　１．０５　１８５　７７．８　黑红色　７Ｏ　４４．５　１．２　２００　７９．２　暗红色　７０　４４　１．１８　１９７　７９．４　暗红色　７Ｏ　４３．５　１．１５　１９２　７９．６　暗红色　８０　４４．５　１．３１　２０７　８１．２　橙黄色　８０　４４　１．２９　２０２　８１．５　橙黄色　８０　４３．５　１．２５　１９６　８１．９　橙黄色　９０　４４．５　１．４７　２１０　７９．２　黄白色　９Ｏ　４４　１．４５　２０５　７９．５　黄白色　９Ｏ　４３．５　１．４１　２０２　７９．７　黄白色　由表２可知，锅炉排量一定时，风门开度　８０％、鼓风机频率４３．５　Ｈｚ，过量空气系数、排烟温　度达到最优。对调整后的配风比进行测量，过量空　气系数下降到１．２５，降低了排烟容积，平均烟温降　低了１４℃，达到了目标值（表３）。　表３配风调整对比统计　２１３１　５年第　期石油石化节能ｌ　２１