油田注汽锅炉热效率影响因素分析

袁天瑜（辽河油田钻采工艺研究院仪器仪表所，辽宁 盘锦 124010）

油田注汽锅炉热效率影响因素分析

袁天瑜（辽河油田钻采工艺研究院仪器仪表所，辽宁 盘锦 124010）

近年来，随着我国油气行业的发展，对油气开采效率的要求也在不断提高。在油田开采开发过程中，需要运用到一系列设备，注汽锅炉就是其中之一。本文主要探讨了油田注汽锅炉热效率影响的相关因素。

油田；注汽锅炉；热效率；影响因素

我国很多油田在开采开发中是以开采稠油和超稠油为主，其常用的开采方式是稠油热采。在稠油热采过程中，需要用到高品质的蒸汽，而提供蒸汽的主要设备是注汽锅炉。为了提高蒸汽的品质，需要提高油田注汽锅炉的热效率。但在目前的实际生产中，油田注汽锅炉的热效率有时较低，热损失比较大。综合来看，油田注汽锅炉的热损失主要来自于排烟、炉体散热以及气体未完全燃烧。而影响注汽锅炉热效率的因素也较多，本文主要针对这方面问题进行了分析。

1 油田注汽锅炉热效率的测定

1.1 测定依据及现状问题

现阶段，我国对于注汽锅炉热效率的测定，主要是依据《工业锅炉热工性能试验规程》。但是，由于该规范目前尚不是十分完善，其中并没有专门针对油田热采这方面的注汽锅炉热效率测定做出详细和明确的说明，因此导致在实际测定时，由于各企业对于规定理解的不同，存在很多不统一、不准确的地方。其次，在燃料计量、蒸汽干度测试等测定环节中，影响测定结果的因素较多，加之注汽管网和天然气压力波动等对锅炉运行参数的影响较大，也都影响了测定结果。

1.2 测定准确性研究

1.2.1 蒸汽干度测量

目前，测量蒸汽干度的主要方法是电导仪法。电导仪的优点在于使用操作简单，数据读取方便快捷，但是缺点也十分明显，就是测量的准确性较差。为了提升其测量精度，需要做好以下三点：①定期检定：通过定期检定，可以尽可能地减小电导仪的示值误差；②缩短每次检测间隔时间：由通常的2小时检测一次，改成每隔15分钟检测一次，因为注汽管网和天然气压力波动等对锅炉运行参数的影响较大，所以蒸汽干度往往并不稳定，只有提高检测频率，才能够得到更加准确的结果；③合理选择仪器量程：若想得到准确的测量结果，必须要选择合适的仪器量程，若电导仪的仪器量程不合理，则所得到的测量结果也会存在较大偏差，所以必须要合理选择仪器量程。

1.2.2 散热损失计算

《工业锅炉热工性能试验规程》中建议使用查表法来计算注汽锅炉的散热损失。但是在现实中，由于实验测试数据的缺乏，所以导致很难通过查表来得到实际热损失。因此，只能够通过测试数据来计算结果。笔者经过实验计算，得出的结果详见表1。

表1 注汽锅炉散热损失

1.2.3 气体不完全燃烧热损失测试

目前在烟气分析中，一般是通过烟气分析仪器来实现，主要分析的可燃气体包括一氧化碳、氢气、甲烷等，但由于这些气体中通常都只含有极微量的烟气，所以在气体不完全燃烧热损失测试时结果几乎为零。分析大量测试结果可以发现，注汽锅炉的反平衡热效率，往往都比正平衡热效率高很多，所以可以猜测除散热损失、锅炉积灰、结焦热损失以及测试误差等因素外，还可能存在一些可燃气体热损失无法通过烟气分析仪器测量出来。利用气相色谱仪在注汽锅炉热平衡测试中进行取样分析发现，其烟气中含有微量的以戊烷为主要成分的可燃气体，约占总容积的0.05%～0.08%，而其不完全燃烧所产生的热损失约为1.5%～3.5%。可见这些可燃气体的含量在一定程度上影响着注汽锅炉热效率的测定。

1.2.4 锅炉积灰和结焦热损失测试

锅炉积灰和结焦热损失的测试方法在《工业锅炉热工性能试验规程》中也有相关规定。但是，由于油田注汽锅炉的结构存在一定的特殊性，所以难以按照规定标准来测定锅炉积灰和结焦热损失。经实验发现，灰渣中约含有62%的可燃物，所以可以推测其热损失不会超过1%（燃气锅炉）或1%4%（燃油锅炉）。

2 注汽干度对油田注汽锅炉热效率的影响

在同一锅炉给水量和烟气含氧量下，不同的锅炉和干度，对热效率的测试结果有着一定的影响。实验发现，注汽干度主要影响着锅炉的热效率、排烟温度及注汽单耗等，详见表2。

表2 注汽干度的影响

3 负荷率对锅炉的影响

一般外部注汽管网影响着油田注汽锅炉的运行压力和负荷。在同一蒸汽干度和烟气含氧量下，通过不同的锅炉给水量和燃料量得到不同的锅炉负荷量，测试不同的锅炉热效率，发现锅炉负荷对锅炉有着较大的影响，详见表3。

表3 负荷率的影响

4结语

综上所述，观目前的油田注汽锅炉运行现状来看，其普遍存在着热效率偏低的现象，这无疑造成了较大的能源损失。而若想减少这部分损失，提高注汽锅炉的热效率，首先就要对影响其热效率的因素进行深入分析。

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