蒸汽热采项目在设计中出现的问题和解决方法素材

摘要介绍了蒸汽热采锅炉系统的设计及应注意的事项 其中包括注汽锅炉 除氧器的选型 锅炉给水系统的设计 同时 对高温高压蒸汽用管道 阀门 保温及注汽采油树提出了技术要求 关键词 注蒸汽锅炉高温高压管阀选用 蒸汽热采项目在设计中出现的问题和解决方法 论文提要 该蒸汽热采项目是苏丹第一个热采项目 系统规模为32t h 设计压力12MPa 设计温度为325 采用汽包锅炉 自然循环 全膜式壁 正压燃烧的燃气锅炉 操作压力为8MPa 操作温度为305 保证一定的过热度 满足井口注蒸汽的干度要求 燃料 采用油田伴生气 供气压力0 5MPa 水源 自水源井 经水处理系统处理后 再经缓冲罐和两台多级离心式锅炉给水泵供给锅炉 水质指标满足ASME汽包锅炉水质要求 仪表风系统 站内设置一套仪表风系统 供气压力0 7 0 9MPa 控制 整个注汽系统采用DCS控制 满足业主的要求 项目概述 锅炉炉型选择应根据工程的实际情况选择 对于蒸汽系统锅炉 民用及电站一般采用汽包锅炉 Drum type 而在注蒸汽热采工程中 国内外普遍采用的是油田专用注汽锅炉 锅炉形式为直流锅炉 Once through 本项目由国外设计院做基本设计 我公司做详细设计 在炉型选择上 我们经过技术比较 及现场考察 提出了采用注蒸汽直流锅炉代替基本设计所选用的汽包形式锅炉 并向业主提出技术澄清 但由于多方面原因 业主依然坚持采用基本设计所采用的汽包锅炉 两种炉型的结构图 锅炉形式选择 以下是两种炉型的对比 由上表可以看出 无论是适用性 经济性 操作运行及维护方面 直流锅炉均比汽包锅炉更适合本次蒸汽热采项目 因此 在以后的同类项目中 炉型选择是着重注意的问题 锅炉形式选择 除氧器的选用设计 根据ASME标准 12MPa压力下汽包炉给水氧含量应不超过7ug L 在本项目基本设计中 采用热力除氧器 可确保给水中氧含量不超过7 g L CO2含量几乎为0 但是为了满足锅炉给水泵入口汽蚀余量要求 除氧器需要高位设置 一般设置在7 10米高的操作平台上 利用高度产生的静压来改善给水泵入口的汽蚀性能 对于一个尺寸约6 0mx5 0mx5 5m的撬装设备来说 采用7 10米高的钢平台造价高昂 操作 维护也较麻烦 优化设计 详细设计采用低位热力除氧器 布置在0米层 采用消除汽蚀装置与给水加压装置 保证锅炉给水泵不发生汽蚀 大大降低了土建造价 安装简单快捷 便于维护保养 除氧器的选用设计 除氧器高位布置 除氧器低位布置 锅炉给水系统 图 1设置旁路自动控制调节系统 图 2带有自动再循环阀的给水系统图 本项目采用带自动再循环阀的给水系统 系统简单 旁通多级减压 减少了突然降压带来的汽蚀 整个系统安装维护费用低 在阀的选型中应注意 对于高压给水 应选择高压型多级减压式旁路 可消除高速流动介质产生的噪声 防止气蚀和闪蒸对阀门元件的破坏 锅炉给水系统 由于锅炉及燃烧系统均由厂家提供 在采购技术书中一定要明确供货范围及相关的技术要求 同时也要满足业主的相关要求 锅炉为撬装结构 附全自动燃烧器 根据业主要求燃烧器采用进口全自动燃烧器 并能实现远程控制 燃烧器采用比例调节 调节比应大于6 1 并且能满足锅炉110 负荷要求 燃烧器应能适应业主提供的燃料气的组分要求 燃烧器应为低氮型 氮氧化物排放浓度不高于200mg Nm3 燃烧器入口燃气压力0 5Mpa 锅炉供货范围应包括燃气调压 计量 安全阀 吹扫 发散及燃气检漏等装置 燃烧器应具有燃气阀组的检漏 点火 熄火保护 燃气压力保护 风压保护 负荷调节等过程全部自动控制的功能 锅炉燃烧系统 中石化江汉石油工程设计有限公司 在设计过程中 基本设计中对锅炉设备是否带 S 钢印 即蒸汽动力锅炉ASME认证 并未做具体要求 在技术规格书和采购文件中也未提及 在定标前 我们就锅炉是否带 S 钢印及时与监理 业主沟通 并最终根据业主的要求加盖 S 钢印 压力容器均需盖 U 钢印 经了解 对于本项目锅炉设备是否带钢印 价格相差大约在30 50万左右 这个也是我们在做国外项目中需要注意的问题 应在项目的投标阶段加以明确 以免造成较大的经济损失 锅炉及压力容器的钢印 ASME钢印 注蒸汽管道阀门 密封材料耐温耐压图表 在以往油气田地面工程设计中 使用温度最高也就是导热油 设计温度大约200 左右 阀门密封一般采用PTFE VITON PEEK等非金属密封材料 软密封最高使用温度不超过260 在蒸汽热采项目中 应采用金属制阀座材料 即硬密封阀门 密封面堆焊13Cr或STL 同时阀门采用增强柔性石墨填料 使用温度可达425 满足输送高压蒸汽的要求 阀门压力等级根据ASME16 5标准钢制阀门压力 温度等级表选用1500 等级 端面采用RTJ形式或直接焊接形式 内漏应满足API598 阀门的检查和试验 规定 保温材料选择 工作管与支座焊接 对于注气管线 根据资料显示注气管线热损失占整个系统热损失25 在稠油热采工程中 保证注蒸汽干度是非常重要的 应尽量降低管线热损失 提高管线保温效果 保温材料选择硅酸钙 厚度可按材料导热系数计算或根据业主保温规格书选取 管道支座采用保温支座 保温材料 保温材料 保温支座与普通支座比较 热采井口部分 考虑采油树耐高温的问题 针对本项目 井口转置和采油树应满足下表要求 除设计符合API6A规范要求外 工作压力应满足3000PSI 温度级别应根据温度范围按下表选用 总结 在蒸汽锅炉设计中 针对项目的特点 对锅炉系统的关键设备进行了技术对比 优化选择 设计中采用自动化程度高 运行可靠 操作维护费用低的设备 确保系统长期安全运行 同时由于注蒸汽热采需要高压 过热蒸汽 从注蒸汽锅炉设备到管道 阀门都需有相应的要求 并且这些因素都需要在设计予以重视 FNE热采站场效果图 人有了知识 就会具备各种分析能力 明辨是非的能力 所以我们要勤恳读书 广