热力采油蒸汽发生器系统热效率.docVIP

热力采油蒸汽发生器系统热效率 配套技术的研究及应用 陈杰 姜传方 丁万成 新疆油田公司 摘要：在新疆油田稠油开采过程中，其关键采油设备热力采油蒸汽发生器（以下简称蒸汽发生器）的燃料消耗量，占到稠油开采生产总成本的48%以上，因此如何有效降低蒸汽发生器的能耗，提高其热效率，是我国目前稠油开采科研攻关的主要方向。 关键词：蒸汽发生器 热效率 技术 应用 1 前 言 新疆油田稠油产量目前已占到原油总产量的1/3，以重油开发公司为例，新疆油田重油开发公司是我国最大的专业稠油开采企业之一，现有各类型热力采油蒸汽发生器110台，经权威部门测试，蒸汽发生器在实际运行中热效率普遍低于原设备设计要求（设计要求热效率≥85%），见表1所示 ： 表1 蒸汽发生器热效率测试数据 序号 设备编号 测试日期 热效率% 1 9-8# 1998.05.13 82.87 2 5-8# 1995.06.20 75.3 3 9-7# 1995.06.21 80.31 4 9-8# 1995.06.21 75.84 5 15-1# 2001.05.14 83.1 6 17-1# 2001.11.12 83.3 7 5-5# 2002.05.20 81.94 8 5-11# 2002.06.17 83.8 9 7-4# 2002.05.20 81.14 平均 80.84 从表1和图1中可以看出，蒸汽发生器在实际运行当中，平均热效率仅为80.84%，其中，热损失一项就占了近20%，因此研究热力采油蒸汽发生器热效率配套技术，是现阶段稠油开采过程中降低开采成本的重要挖潜措施和有效节能途径。 2 热力采油蒸汽发生器热损失的构成 通过82台次的蒸汽发生器测试结果表明，蒸汽发生器的热损失主要有三项：排烟热损失；设备本体散热损失；气体未完全燃烧热损失。 3 影响热力采油蒸汽发生器热效率的因素 3.1．排烟温度对蒸汽发生器热效率的影响 从表2中我们可以看出，随着排烟温度的升高则蒸汽发生器热效率损失量也在上升，实践证明，蒸汽发生器排烟温度每升高20℃，其热效率就降低约1%。 3.2．烟气过剩空气系数对蒸汽发生器热效率的影响 对蒸汽发生器燃烧工况而言，一般较为合理的过剩空气系数应在1.05-1.2%之间，而蒸汽发生器在实际运行当中，其过剩空气系数大多在1.2—1.8%之间，这主要原因是蒸汽发生器燃烧器风门调节不能及时到位及燃料供给参数发生变化所之。 表3 过剩空气系数与蒸汽发生器热效率之间的关系 过剩空气系数 1.034 1.105 1.167 1.24 1.32 1.39 发生器热效率 % 87.9 87.1 86. 85.3 84.3 83.6 实践证明，蒸汽发生器过剩空气系数增加，其热效率下降。蒸汽发生器烟气含氧量每提高1个百分点，热效率约降低0.6～0.8个百分点。因此蒸汽发生器在日常运行时应在保证安全运行的前提下，尽可能地降低烟气中的氧含量。 3.3．燃料对蒸汽发生器热效率的影响 在克拉玛依地区，蒸汽发生器使用的燃料主要是渣油和天然气。 表4 燃料组份表 天然气和渣油的主要成份是基碳，它是燃料的发热基体，而燃料中的灰分不发热，并存留一部分灰垢在换热管上，对蒸汽发生器的换热产生一定的影响，这在蒸汽发生器燃用渣油时尤为明显。 表5 灰垢对蒸汽发生器热效率的影响 清灰前 涂 设备编号 项目名称 单位 测试结果 清灰前 清灰后 1# 发生器反平衡效率 % 91.2 91.8 2# 发生器反平衡效率 % 91.9 92.1 表6 清灰前后对排烟温度和发生器表面温度的影响 设备 排烟温度（℃） 炉体表面温度（℃） 编号 清灰前 清灰后 清灰前 清灰后 1# 169.3 155.4 65 63 2# 163.0 161.5 72 69 3# 174.4 171.2 73 65 4# 170.8 165.3 71 64 5# 241.8 238.4 69.4 68.6 6# 235.5 224.2 63.0 57.8 清除换热管上的灰垢对提高蒸汽发生器热效率、降低排烟温度和蒸汽发生器表面温度具有良好的效果，可提高热效率0.3—0.6%。 3.4．水垢对蒸汽发生器热效率的影响 水垢是粘附在蒸汽发生器管壁内的一层白色硬皮。水垢导热性很低，它比钢的导热能力小30—50倍，有水垢存在会使蒸汽发生器管壁传热效率下降，而使排烟温度增高，降低蒸汽发生器热效率，增加燃料消耗。据资料表明，在蒸汽发生器管内壁上产生1mm厚的水垢，就要多耗燃料3—5%，影响热效率约2%。 3.5．蒸汽发生器本体散热对热效率的影响