注汽锅炉给水升温研究与试验

摘 要：本文主要研究將锅炉给水温度从75℃提升至130℃，通过试验来评价高温水直供锅炉的可行性，并由试验数据量化提高给水温度可以节省锅炉燃料消耗，为SAGD开发规模的扩大提供技术支持。

关键词：注汽锅炉;给水升温;高温柱塞泵;新式入口减振器

1 概括

目前，特种油开发公司SAGD开发是采用集中供热、集中换热和高温集输的工艺，其中集中换热工艺是依靠集中换热站内8台换热器完成，换热热源为经联合站换后的高温采出液，温度为120℃，冷源为高温污水，根据注汽量每天需求量约18000～20000m3。当SAGD井组达到88个时，产出液量将达到19360t/d，曙光采油厂可消化12000t/d，剩余7360t/d的热能，经计算后可将高温污水换热由现在的70℃提升至130℃。但目前国内没有相关经验，锅炉给水设备的耐温上限仅为70～75℃，严重限制了高温污水的升温空间。

2 主要研究内容

2.1 锅炉本体改造

现有锅炉本体流程主要分为4个部分，对流段、给水换热器、辐射段和过渡段。

试验流程改造主要集中在锅炉给水部分。改造后的流程是，高温污水依靠增压泵升压，再进入换热器与SAGD分离水进行换热，升温后的软化水将直接通过柱塞泵进入锅炉，最终生成蒸汽。

2.2 设备关键试验

试验关键设备包括：高温柱塞泵和入口减振器。

2.2.1 高温柱塞泵

试验用高温柱塞泵的试验内容包括，柱塞盘根和机油。试验过程中前后试用了两种材质的盘根，分别是芳纶材质和碳纤维材质，主要区别是，碳纤维盘根耐温更高。高温柱塞泵机油采用热注站提供的普通柱塞泵机油，没有对机油性能提出要求。

2.2.2 入口减振器

现使用的是气囊式减振器，气囊内充填气体，依靠其弹性减小柱塞泵入口水压的波动。但由于气囊为橡胶材质，耐温性能不好，无法满足高温给水需求。新式入口减振器取消了气囊，简化了结构，利用立、卧两部分直管的组合设计，可以在水流动时，使自身内部保存一定量空气，进而依靠这部分空气的可压缩性，稳定入口水压。

3 给水升温试验

3.1 节省燃料

锅炉高温给水试验于7月21日9：00正式开始试验锅炉以7m3/h运行，给水温度由110℃提升至130℃，锅炉单耗可以降低4.7%。

3.2 关键设备评价

3.2.1 高温柱塞泵

高温给水使水温由70℃升至130℃，对柱塞盘根的密封及耐温要求更高，依靠常规的盘根正常漏失量已经无法满足盘根与柱塞表面的润滑和降温需求。因此，增加柱塞杆增加了喷淋装置。盘根累积使用时间60天，寿命大幅增加。

3.2.2 入口减振器

新式入口减振器减振效果较好，但有效时间短，130℃条件下，有效期最长不超过7天。主要是运行时间的增长，内部空气存量会发生损失，造成稳压能力减弱，因此增加充气单向阀，每隔一定时间使用空压机或氮气瓶进行充气，保证锅炉运行不中断。

4 结论

试验完成了扩大SAGD生产规模过程中，产出液换热冷源缺乏问题的部分前期技术研究，突破了油田注汽锅炉的给水温度上限，各关键设备能够满足锅炉给水提温工程的要求，为后期规模实施打下了基础。

作者介绍：

马骁（1985- ），男，大学本科，中级工程师，现从事超稠油采油工艺技术研究工作。