海上平台蒸汽主热站小型化技术研究与应用

海上平台蒸汽主热站小型化技术研究与应用中海石油天津分公司渤西作业公司,2017年3月,目录,埕北油田位于塘沽东南74公里的海域，油田分A/B两区，属于渤西作业公司,位于东经1182548,北纬382633，水深约为1516米。埕北油田总体开发方案于1981年4月批准,工程建设从1981年5月开始。1985年9月埕北油田B区先行投产，1987年1月A区投产。A区处理后原油通过1.6公里海管与B区处理后原油一起储存于储油罐。,项目立项背景-油田简介,项目立项背景,根据中海油检测中心2013年6月对炉胆金相检验报告：珠光体分布不均，材质球化严重，部分测点球化等级已达5级，属于完全球化。参考工业锅炉报废标准（DB22/161-1998），在用锅炉已达报废条件，所以必需进行更换。,项目立项背景,近年来由中海检测对其实施检验，每年均有不符合项被检查出来，维修、整改频繁。在最后服役阶段中，烟管、管板的历史维修情况如下表所示。,炉胆材质金相检测,项目立项背景,研究在空间受限的情况下，应用小型化热站，满足生产扩容而日益增大的蒸汽需求。,总体思路,由于现场空间受限，对安装布置小型热站组合进行可行性研究。,选型小型化热站设备，对主体设备和配套系统的小型化、功能适用性分析，确定关键设备。,设备采办以及现场施工：涉及结构、配管工艺、电气及仪表等专业的现场改造与安装；另外包括安全消防方面的改造与完善。,CCS图纸审查及现场检验、项目安全评价及验收。,根据锅炉产品的调研情况，以及平台实际生产需求和现场实施的条件要求，最终确定以立式、直流蒸汽发生器代替原蒸汽锅炉，额定蒸发压力0.8MPa，额定蒸发量5.2T/h。,第一阶段,第二阶段,第三阶段,第四阶段,总体方案,关键技术与创新点,通过设计核算平台热负荷，在总的热容量接近的情况下，以小型热容量设备组合替代大的热容量设备组合。此方案不但能够满足以上选型原则，还能方便灵活的调节锅炉热负荷，并在一定程度上达到节能减排的目的。,小型化，整个方案具有可行性、可操作性,施工项目时间短，对平台生产影响小,操作灵活，可根据热负荷变化采用多种组合方式,以立式结构代替传统的卧式结构，立式结构紧凑、体积小，仅为锅壳锅炉的18.5%37.3%，占地面积也相应缩小60%，同时带来安装维修简便的优点。,关键技术与创新点,采用逆流换热，水由上往下强制快速流动(流速1.5m/S)，与底部燃烧器产生的高温烟气形成逆流换热，迅速将水转化为蒸汽。从而实现“小体积，大蒸发量”同时最有效的使排烟气温度低于蒸汽温度（135）。,关键技术与创新点,专利燃烧器及独特内混式燃烧技术，使得燃料以较大的扩散角喷出，形成心形火焰图形。心形火焰中心为回流区，将高温烟气压折回燃料混合物出口，加快了点火和燃烧，缩短火焰长度，炉膛设计小型化，满足各个场合安装使用。,+,=,燃烧器,燃烧室,关键技术与创新点,不同于常规设计理念，采用单根连续盘管，扁平螺旋设计，精确控制燃烧气体在盘管层间的流速，保持最佳热交换效率，减少了锅筒的配置，苗条了身材，减小整体尺寸。,关键技术与创新点,“小容量，大出力”：在相同蒸发量的情况下，盘管水容量只有传统传统火管锅炉的1/151/20，但在产生相同蒸汽时所需的热量仅为后者的5.57%，换热效率高。而且冷炉启动仅需5min，启停迅速。,传统锅炉存水区,关键技术与创新点,关键技术与创新点,破坏小,质量较轻，可化整为零。施工过程利用平台常规通道，即可完成安装工作，不对平台原有结构造成破坏,难度低,该装置可分体组装，因此施工难度较小,影响小,结构简单紧凑，热效率高，可实现不停产更换关键设备，不影响平台正常生产,费用低,外形尺寸小，重量轻，平台现有吊车即可满足吊运，不动用浮吊等大型设备及机具，降低更换成本,关键技术与创新点,因新锅炉的热效率高，日均耗气量节约2000m3/d，按2.5元/m、365天/年计算，每年可节约天然气182万元；每年节约淡水量：冬季120d*m+夏季245d*m=1705m，节约8万元左右：维修费：新炉安装后每年只花费正常年检以及炉水药剂，未发生其它维修费（均6-8万/台.年），较原旧炉年度维修费用大幅缩减（仅B平台2014年一个就发生133万）,效益评估及推广前景,社会效益,以每天节约2000m3的天然气，约为2571千克标准煤，则每年按照365天计，节约标准煤938.5吨标准煤，减少碳排放2233吨,安全效益,消除埕北油田的设备隐患，保障油田安全生产,经济效益,自设备安装调试并投入运行以来，运转平稳，故障率低，自动化程度高，无需人为干预；蒸汽产出快、换热效率高；较原用旧锅炉大幅降低年度维修管理费用，产生一定的经济、安全的效益，同时产生一定的社会效益。,埕北油矿蒸汽锅炉更换项目的完成，成功解决了原所用锅炉故障频发、炉胆材质变化、运行不可靠甚至