企业内部论文《技术带动,多措并举,提高移动注汽锅炉系统效率》.docVIP

技术带动 多措并举提高移动注汽锅炉系统效率河南油田第二采油厂注汽工程部注汽五队高亮，熊学锋，杨永波，章喜良 摘要：注汽锅炉是稠油开采必不可少的设备，而移动式注汽锅炉在稠油开采试采过程由于其自身的可移动式方便的特点，在稠油开采中具有重要的作用，提高移动注汽锅炉系统效率，使其平稳、节能、高效的运行对稠油开采具有重要意义。关键词：稠油开采，移动注汽锅炉，系统效率 1概况河南油田第二采油厂现有移动式注汽锅炉五台，分别担负着L121区块、BQ33区块、BQ95区块、YQ19区块的注汽任务，额定蒸发量9.2T/h,设计热效率85%，压力817MPa之间，年注汽量10于万吨。由于移动锅炉处于野外，受环境影响波动较大,在一定程度上影响了锅炉的运行时率及燃烧热效率，本文主要针对环境因素研究如何通过对原有设备进行技术改造，提高移动式注汽锅炉的运行时率及燃烧热效率等系统效率。2提高移动式注汽锅炉运行时率注汽开发中,注汽设备运行时率高低直接关系到注汽开发效果。注汽设备运行时率高,表明在相同的时间内合格的蒸汽注入量大,蒸汽吞吐效果越好。反之,在注汽过程中,断续注汽就无法保证注入蒸汽的质量,从而影响整个注汽过程的注汽效果。因此对原有设备进行技术改造，优化运行参数对提高注汽锅炉运行参数具有重要意义。针对移动式注汽锅炉多为美国产进口设备，使用年限较长，水处理装置设备陈旧，容易出现故障，由于水处理再生操作失败导致移动锅炉无法正常运行的状况时有发生，经技术人员结合实际生产经验对部分装置进行改造优化。提高了设备的稳定可靠性。增加了运行时率。2.1水处理分析与设备改造由于天然水中含有各种杂质，其中、+、的存在将导致锅炉结垢，因此锅炉给水必须经过水处理软化装置除去其中的、离子后才能使用。移动注汽锅炉水处理设备控制装置多为美国GE公司生产的PLC，控制方式为半自动控制，通过人工控制按钮来实现水处理再生各步骤进行，按钮开关将信号输送给PLC， PLC通过运算处理输出控制信号；实现对再生过程中各个气动阀门控制，进而控制水处理再生操作。水处理软化器工作流程图1.1图1.1软化器工艺流程由于美国产移动式注汽锅炉使用年限较长，加之气动阀门动作失灵导致再生操作失败现象时有发生，技术人员根据实际工作经验及现场情况进行摸索、分析与总结，原设备1、2、3#阀门为气关阀，很少出现故障， 其余均气开阀则时常出现故障，由于气动阀门控制失灵；经常导致水处理再生不能顺利进行，进而导致锅炉供水不及时，影响锅炉运行。技术人员通过分析对气开阀进行改造，利用中间继电器将610阀门均改造成为气关阀，大大的减少了阀门故障率，提高了水处理设备运行时率，进而提高了锅炉的运行时率。2.2部分设备管线加装空气扫线由于水处理设备停运后，在其管线中仍然存在部分积水，冬季天气寒冷，容易出现结冻现象，影响锅炉的正常投运，为此我们在水处理再生管线上加装空气管线，当设备停运时，为确保管线内积水放净不出现结冻现象，在每次放完水后，利用空压机提供的空气对其各个管线进行吹扫，确保管线内积水排净，防止设备结冻现象发生。锅炉停炉后，为了确保冬季燃油管线顺畅，确保扫线工作彻底。防止蒸汽扫线后，管线内蒸汽冷凝结冻，在燃油管线上原有的蒸汽扫线基础上加装空气扫线，在蒸汽扫线结束后继续用空气吹扫，确保扫线工作彻底。针对移动式注汽锅炉在野外受环境因素影响波动较大，冬季管线容易冻堵等实际情况，技术人员摸索经验，在燃油管线上加装蒸汽扫线，并在水处理及燃油管线上加装空气扫线装置，确保了设备停运后管线内无积油、无积水、管线通畅。大大的提高了冬季移动式注汽锅炉的运行时率。2.3用亚硫酸钠还原软化器中树脂移动式注汽锅炉使用水为深井地下水，水处理再生过程中尽管水中铁离子含量很少，但由于运行时间较长，铁离子在交换基团中越积越多，占据了树脂的大部分工作交换容量，导致树脂对、离子交换能力的下降，出水水质超标，运行周期缩短，产水量减少，再生剂耗量增加等一系列问题。导致树脂铁中毒后，用常规低浓度的食盐再生液很难将树脂交换基团上的置换下来树脂复苏从理论上讲，应尽可能地使再生剂中的可交换的离子与树脂交换基团中的被置换的离子，在选择结合顺序上靠近，使之置换较易进行，从而减少再生剂用量，降低再生液浓度，缩短再生时间。对三价铁离子而言，最理想的方法是将三价铁离子还原为二价，使其与树脂的结合力大幅度下降，钠离子或氢离子便会较容易地将其置换下来，使铁中毒树脂复苏的最好办法就是使用还原剂亚硫酸钠，它与三价铁的发生氧化还原反应，二价铁离子还会进一步被还原剂亚硫酸钠中的钠离子置换。此时只需用NaCl溶液进行常规的再生，即可使铁中毒树脂得到复苏，经软化水清洗后，转入正常的软化交换过程。因此移动式注汽锅炉在运转移动时间后，用亚硫酸钠对树脂进行置换，以达到修复树脂铁中毒现象，改善水处理再生效果，延长再生时间。提高了水处理运行时率。进而也提高了锅炉运行时率。2.4水处理布盐器改造将水处理设备中的布盐器位置升高，从而使树脂罐中的树脂添加量增加 ，延长了水处理的使用时间，减少了再生次数，节约了用盐，提高了运行时率。水处理布盐器根据经验，结合现场生产情况将上部布盐器管线整体上移10cm,布盐器上移后下部集水器与上部布盐器空间增大，这也就增加了填充树脂量， 从而使锅炉水处理运行时率有所提高。使单组水处理运行时间由原来的12小时提高到16小时，不仅减少了水处理再生用水量和用盐量，而且也提高了每组水处理设的运行时率。 3设备改进完善提高锅炉热效率31锅炉热效率分析提高注汽锅炉热效率，使燃料的热量被充分利用，是降低燃油单耗，降本增效的主要措施，对移动式注汽锅炉进行设备改进完善，使燃料充分燃烧，是提高移动注汽锅炉的热效率，减少燃料单耗的有效措施。锅炉热效率公式： 由上述公式我们可以看出在燃料输入热量一定的情况下，要想提高锅炉的热效率就必须提高锅炉有效利用热量。而根据热平衡方程式有=+燃料输入热量，kJ/kg、 锅炉有效利用热量，kJ/kg排烟热损失，kJ/kg 化学不完全燃烧热损失，kJ/kg机械不完全燃烧热损失，kJ/kg 散热损失，kJ/kg灰渣物理热损失，kJ/kg从中我们可以看出要想提高，就必须设法降低其余各项热损失从而提高锅炉的注汽效率。对于移动式注汽锅炉目前燃料为混合油故在这里和不做研究，又由于散热损失是不可避免的，其锅炉辐射段已经有隔热保温处理，故也暂不研究。结合现场生产实际状况，要想提高锅炉热效率我们主要从以下几个方面研究。排烟热损失：锅炉运行时，排出的烟气温度一般在150300之间，有时甚至更高，这样高的烟气经烟囱排出，很大一部分热量被烟气带走了，从而造成排烟热损失，它是锅炉各项热损失中最大一项，一般占油田注汽锅炉总热量的10%15%；而影响排烟热损失的主要因素包括排烟温度和排烟体积，故降低排烟温度和排烟体积可以降低排烟热损失。合理调整进入锅炉的过量空气系数，使燃料充分燃烧的前提下，尽可能减少排烟体积是降低排烟热损失的一项措施。化学损失：影响烟气中可燃气体的含量主要因素是炉内过量空气系数的大小、炉膛温度及炉内空气动力状况等，一般情况下炉膛内过量空气系数太小，氧气供应不足会造成的增加，此外燃油喷嘴、配风盘及完全燃烧热损失这是由于烟气中含有残余可燃气体造成的，这些气体主要成分是一氧化碳，有时还有少量的氢及甲烷等，这项热损失是可燃气体化学能没有完全转变为热能，而产生的未完全燃烧损失，炉膛结垢也会使增加。从上述分析我们可以看出要想降低热损失，使燃料输入热量充分被利用，主要从控制过量空气系数下手，合理的调整过量空气系数，有效可行的办法是合理的调整鼓风机的送风量。 3.2改进设备运行状况合理调整燃烧状况为了能合理调整燃烧参数，使燃烧状况良好，提高燃料热能的利用率，提高锅炉的热效率，技术人员根据降本增效，降低单耗的生产需要，对锅炉上设备进行改进完善。1、在锅炉对流段加装氧化锆含氧分析仪，及时监测锅炉的空气过剩系数，技术人员在锅炉上加装氧化锆含氧分析仪，通过含氧分析仪显示的数据及时监测炉膛内含氧量。2、在鼓风机入风口管线上加装手动控制风门挡板，根据含氧分析仪反馈的数据，及时调整风门挡板的开度，控制锅炉送风量，使燃料合理充分燃烧，提高锅炉热效率。实施办法如右图在鼓风机进风管线上加装风门挡板，风门挡板手动控制开关上具有开度标识，可人工手动调整风门挡板开度。点炉初期调整为全开状态，锅炉点燃后根据含氧分析仪显示数据和火焰燃烧状况及时合理的调整风门挡板的开度，调整合理的空气过剩系数，确保燃料燃烧充分，提高燃料热能利用率，提高锅炉热效率。3.3在锅炉的对流段加装声波吹灰装置美国产移动式注汽锅炉对流段无吹灰装置，而锅炉运行期间对流段容易出现积灰现象，导致排烟温度高，锅炉热损失较大，对此技术人员在美国产移动式注汽锅炉对流段加装声波吹灰装置,锅炉运行期间，定期在对流段吹灰，大大的减少了对流段积灰情况，降低了排烟温度，减少了烟气中带走的热量，降低了热损失，提高了锅炉的热效率。同时也较少了停炉后人工吹灰的次数，降低了职工劳动强度。3.4及时合理控制燃油温度为了使燃料充分合理燃烧，控制炉前燃油的温度至关重要，合理稳定的燃油温度能有效减少配风盘结焦状况，使燃料热能充分的利用，提高锅炉的热效率。移动注汽锅炉目前燃油比例为稀油40%、渣油60%，通过对移动注汽锅炉燃烧状况，配风盘结焦及排烟状况的不断摸索，根据经验总结出移动锅炉夏季合理燃烧油温度为9095、冬季为95100，为了进一步稳定的控制燃油温度，在移动注汽锅炉炉前燃油预热器蒸汽伴热管线上加装温控式电动调节阀，它能根据炉前燃油温度及时合理的自动调整换热器上蒸汽管线上的阀门开度，从而达到对油温的稳定自动控制，不仅使油温稳定，也合理的利用了伴热所用的蒸汽，减少了不必要的伴热蒸汽量损失，使其最大程度的去注汽，与此同时也降低了值班人员的劳动强度。通过对移动注汽锅炉上述设备等的改进完善，