油田湿蒸汽发生器给水系统的节能改造

冯胜利，张天骄，冯月琳

1.胜利油田胜利采油厂 ，山东 东营 257051；2.中国石油大学，山东 青岛 266555

油田稠油热采主要依靠湿蒸汽发生器将高温、高压湿蒸汽的热能传递到稠油层,热能传递介质为软化水，一般单口井注汽量在1 500～3 000t。由于蒸汽用量较大,降低水处理过程中的废水量，可以降低稠油热采开发成本。采油厂现有3座湿蒸汽发生器，原有的吨汽耗水比为1.40，即每产生1t蒸汽需消耗1.4t原水，吨汽耗水高导致注汽成本较高。为降低设备运行成本，降低设备能耗，通过对湿蒸汽发生器给水系统存在的问题及相关因素进行分析，实施了技术改造，使废水量降到较合理水平。

一、湿蒸汽发生器软化水处理流程

天然水中含有各种杂质，其中Ca2+、Mg2+的存在将导致湿蒸汽发生器结垢，结垢后不仅降低热效率，而且危及湿蒸汽发生器的安全运行。所以处理后的水质指标需要达到如表1所示的水质标准。

图1 软化水处理工艺流程

表1 湿蒸汽发生器水质标准

软化水处理工作流程见图1。

二、湿蒸汽发生器吨汽耗水过高的原因

1.生水泵供水能力过剩，导致在工作过程中水量及电量的浪费

原有的生水泵供水能力为34m3/h，根据湿蒸汽发生器运行能力计算，生水泵供水能力为30m3/h时，即可满足需求，现供水能力超量11%。由于供水能力过大，导致水量及电能的浪费。

2.再生盐溶液杂质过高，导致离子交换器工作时间缩短

水处理使用的离子交换器作为软化水处理设备，在进行水处理后需要用5%～8%的食用盐溶液进行再生处理，盐溶液的清洁度对离子交换器的再生非常关键。目前原有融盐池为整体贯通式，其长期形成的沉淀物导致盐溶液杂质含量较高，易对钠离子交换器造成污染，导致对离子交换器进行反冲洗时用水量过大。

3.离子交换器正反洗设置时间过长，导致用水量过大

离子交换器在使用一段时间后需进行再生处理，再生处理后再对离子交换器进行正反冲洗，冲洗后的水由于硬度高一般作废水处理。原有的离子交换器的正反洗流程设置冲洗总时间约为160min，冲洗过长，造成用水量过大。

4.交换树脂置换能力减弱

交换树脂主要作用是将水中的重离子进行交换，使水的硬度降低。交换树脂在使用一段时间后会出现损坏、中毒、能力下降等情况，在此情况下，会导致置换能力下降，置换时间较长。应加强交换树脂置换能力性能检测，对交换树脂进行及时更换。原来为节约成本，采用部分更换的方式，性能改善不理想。

三、改进方案与措施

1.对生水泵叶轮进行车削，降低生水泵供水能力

对生水泵叶轮由Ø200mm车削至Ø175mm，使生水泵供水能力由原来的34m3/h降低到目前的30m3/h流量，生水供给能力降低11.76%，同时泵的耗电量降低49.3%。

2.对融盐池进行改造，提高盐溶液的供液质量

设计制作了盐池不锈钢支架，上表面是Ø15mm的不锈钢过滤孔板，使盐中的杂质沉淀到盐池底部，并将盐溶液出口提高200mm，使到离子交换器的盐溶液质量明显提高，水处理置换能力明显增强。

3.优化水处理正反洗流程和再生程序，降低正反冲洗用水量

对冲洗后的水质进行化验跟踪，把冲洗流程缩短：把一级正洗时间控制在60min以内，一级反洗时间控制在30min以内，二级正洗时间控制在50min以内。改进后正反洗流程缩短时间30min，可减少用水10m3左右。

4.对交换树脂进行定期检测与更换

加强入水硬度、PH值、矿化度、机杂、含铁量、含硅量检测。交换树脂的更新方式改为定期检测全部换新，对新锅炉交换树脂交换能力进行定期检测。

四、改造效果

经过以上综合改造，采油厂湿蒸汽发生器平均吨汽耗水率由1.40降至1.21，产生了较大经济效益。

1.电机有功功率下降

改进后，3台生水泵年节电约为1.6万kW·h，年节电费为1.05万元。

2.减低生水消耗量

年平均注汽量为11万t，吨汽耗水率降低后可减少用水2.1万t，按工业用水4.8元/t计算，减少水费10.08万元。

3.减少废水外运费用

原有废水靠罐车外运，减少的2.1万t废水可减少外运车次1 900车次，按400元/车次计算，每年可减少运费76万元。

[1]武占.油田注汽锅炉[M].上海：上海交通大学出版社，2008.