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摘要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對能源的需求日益增加，石油作為流動的血液，在我國能源結(jié)構(gòu)中占有重要比重，隨著常規(guī)油氣田的開采殆盡，稠油的開發(fā)利用逐步受到重視，注汽鍋爐作為稠油開發(fā)中一種重要的設(shè)備，同時也是耗能巨大的設(shè)備，稠油開采中通過注汽鍋爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以極大地節(jié)約開采成本，降低能源消耗，因此，分析了注汽鍋爐中應(yīng)用的各種節(jié)能技術(shù)，為稠油的開發(fā)提供技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐；節(jié)能技術(shù)；效率

稠油作為石油中的一種，在石油總儲量中占有重要比重，因其含有大量的膠質(zhì)和瀝青，因此粘性極大，粘性極大的稠油不利于使用常規(guī)方法進行油氣的開采。為了降低稠油的粘性，提高稠油的采收率，可以采用注汽鍋爐產(chǎn)生海量的水蒸氣注入到油層中，從而降低稠油的粘度，提高稠油的采收率，但是，注汽鍋爐因為耗能嚴重，需要大量的能量來支撐，極大的降低了稠油開采的經(jīng)濟效益，所以，通過對注汽鍋爐進行節(jié)能降耗可以極大的提高稠油開采的經(jīng)濟效益[1]。

1注汽鍋爐的能耗特征

1.1燃料不充分燃燒的損失

注汽鍋爐中燃料的不充分燃燒主要是兩種形式的不充分燃燒，一種可以歸結(jié)為化學(xué)未充分燃燒，由于燃燒后煙氣中含有未充分燃燒殆盡的氣體而造成未充分燃燒，這是因為注汽鍋爐一般采用天然氣或者原油直接作為原料，由于燃料本身的揮發(fā)性，過量空氣系數(shù)小及燃爐容積小的因素，造成燃料不能充分燃燒，造成大量的燃料的浪費，熱量不能充分利用。另一種是機械未充分燃燒，這主要是注汽鍋爐中排出的燃燒廢棄物中含有大量的未燃燒充分的碳，以及未充分利用大量熱量。在油田注汽鍋爐系統(tǒng)中不涉及到煤炭燃燒，因此，油田注汽鍋爐中機械燃燒幾乎可以忽略不計，化學(xué)不充分燃燒造成了大量能量的損失。

1.2注汽鍋爐排煙造成的能量損失

鍋爐向外排放的氣體一般是高溫氣體，這部分氣體帶走了大量的熱量，而造成熱量的巨大浪費，注汽鍋爐在以原油作為燃料時，一般將排煙溫度設(shè)定為小于240℃，而以天然氣為燃料時則設(shè)定為180℃，這一溫度均高于正常的室溫溫度，因此造成熱量的極大損失，同時也對周圍環(huán)境造成一定的影響。根據(jù)前人研究表明，油田鍋爐中產(chǎn)生的能量中有一半以上的熱量是借助排煙散失在空氣當(dāng)中，嚴重地降低了注汽鍋爐的能量利用效率[1]。

1.3油田注汽鍋爐本身的散熱

油田注汽鍋爐系統(tǒng)在運行過程中由于保溫措施低效造成鍋爐及輸送蒸汽的管道等設(shè)備的溫度明顯高于環(huán)境的溫度，特別是冬季寒冷的東北地區(qū)，鍋爐及熱力管道與周圍環(huán)境之間存在著極大的溫差，使得熱量更加容易向周圍環(huán)境擴散，造成熱量的極大浪費。

2油田注汽鍋爐系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

2.1降低排煙溫度，充分利用余熱

油田注汽鍋爐中排煙造成了大部分熱量的損失，因此通過利用節(jié)能減排措施可以有效地降低能量的損失，這些節(jié)能減排措施主要包含以下三項：復(fù)合相變換熱技術(shù)、優(yōu)化鍋爐的對流段、優(yōu)化注汽鍋爐燃料類型。復(fù)合相變換熱技術(shù)主要是通過對排煙裝置進行改造，采用復(fù)合相變換熱裝置對冷水進行加熱直至變?yōu)樗魵猓罄盟魵饧訜嶙⑵仩t系統(tǒng)中的供給水，通過多級循環(huán)逐步將排煙溫度降低，可以明顯的提高能量的利用率，降低排煙溫度。優(yōu)化鍋爐的對流段主要是通過對鍋爐尾部煙道中對流段的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，當(dāng)高溫?zé)煔饬鹘?jīng)尾部時，通過煙氣的余熱給鍋爐水升溫，從而提高煙氣熱量的利用效率，進一步降低煙氣的溫度。優(yōu)化注汽鍋爐系統(tǒng)的燃料類型是因為由于油田利用燃油的便捷性，油田中大多數(shù)注汽鍋爐均采用原油作為燃料，而相比其它燃料，產(chǎn)生相同熱量的所需原油花費更大，同時以原油作為燃料會產(chǎn)生更高溫的煙氣，造成更大的能量損失，因此可以通過優(yōu)化注汽鍋爐燃料比如采用天然氣或者油氣混合物來降低花費同時降低排煙溫度。需要注意的是在使用天然氣作為油田注汽鍋爐的燃料時，一定要防止天然氣壓力急劇變化或者燃氣泄漏等情況的發(fā)生，這時就需要為注汽鍋爐安裝壓力報警裝置，能夠在鍋爐中天然氣的壓力過低或者泄漏時及時報警并關(guān)閉燃氣閥，防止爆炸或者更嚴重的安全事故。當(dāng)使用油氣混合燃料時，需要對鍋爐的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進行改造，并增加高壓報警系統(tǒng)，避免燃料的過度燃燒產(chǎn)生過熱的蒸汽，避免熱量的浪費并降低了燃料消耗的花費和過高的排氣溫度。

2.2高溫紅外輻射涂料技術(shù)

隨著鍋爐溫度的不斷升高，當(dāng)爐內(nèi)溫度達到650℃時，輻射段內(nèi)將以輻射的形式傳熱，因此可以通過提高輻射段表面的輻射率來提高熱量的輻射效率，因此，可以采用高溫紅外輻射涂料技術(shù)，當(dāng)高溫紅外輻射涂料涂在鍋爐的輻射段時，可以將輻射段陶瓷纖維表面的輻射率提高一倍以上，這是因為高溫紅外涂料中含有一定的強輻射材料，高溫狀態(tài)下可以產(chǎn)生紅外波，使得加熱的水分子產(chǎn)生階躍，此種情況下，可以使得給水受熱均勻，升溫快，節(jié)約燃料，同時提高燃料的利用率。

2.3燃油霧化技術(shù)

燃油霧化技術(shù)主要是為了提高燃料的利用效率，它是將莫爾液當(dāng)作催化劑，使其在高溫時與燃料氣體充分混合，通過催化劑的催化作用，加大燃料氣分子之間的距離，使其變得更加蓬松，從而增加燃料與助燃劑的接觸面積，使得燃料更加充分的燃燒，并可以減少積碳、結(jié)焦化物的生成，提高注汽鍋爐排管的傳熱系數(shù)，從而提高燃料的利用率和燃料熱量傳遞效率。

2.4空氣預(yù)熱裝置及附屬設(shè)備

為了提高高溫?zé)煔饫寐?，通常利用煙氣預(yù)熱來加熱鍋爐的給水，可以很好地利用余熱，降低熱量的浪費，而一些企業(yè)為了充分利用油田污水，向鍋爐中回注污水，受制于柱塞泵給水溫度的限制，不能進一步提高預(yù)熱的利用效率，因此，將排煙預(yù)熱助燃的空氣，可以進一步提高煙氣預(yù)熱的利用效率，降低排煙溫度[2]。

2.5氣凝膠爐體降溫技術(shù)

氣凝膠爐體降溫技術(shù)主要是凝膠失去大部分溶劑后，凝膠會形成大量的納米級別的氣孔，成空間網(wǎng)格分布，當(dāng)熱流體的熱量經(jīng)過以氣凝膠密封的爐體散熱時，流體就好比走進了成千上萬的迷宮一般，熱量的散失極其緩慢，極大降低了熱量的損耗，保證爐體處于高溫狀態(tài)，提高了熱效率。

2.6高鋁纖維定型絕熱磚砌筑技術(shù)

高鋁纖維定型絕熱磚砌技術(shù)是利用耐高溫膠等材料將高鋁纖維小塊粘接在鍋爐爐壁上，來隔絕熱量散失，其實質(zhì)是將其當(dāng)作絕熱層附屬爐壁內(nèi)部，因其具有密度大、抗沖刷能力強、當(dāng)作隔熱層薄等特點，可以為爐內(nèi)燃料燃燒和熱量輻射提供足夠的空間，同時隔絕熱量的散失[3]。

2.7新型清灰技術(shù)

油田注汽鍋爐在燃燒的過程中不可避免的產(chǎn)生大量的灰塵，而過多灰塵的存在不僅嚴重影響鍋爐的使用壽命，同時也降低了鍋爐燃燒效率和熱量向給水的輻射效率，通常的方法是利用高壓水槍或者鍋爐內(nèi)自身含空氣等方式進行清灰作業(yè)，但是往往效果不好。因此，應(yīng)引進更加有效科學(xué)的清灰技術(shù)進行清灰作業(yè)，比如可以通過對灰塵進行化學(xué)成分的分析，借助于化學(xué)方法清理灰塵等。通過鍋爐的清灰可以提高鍋爐熱量的利用效率，降低成本。

3結(jié)語

稠油作為油氣田開采中難度大、投資高額的一種石油資源，而油田注汽鍋爐作為稠油開采中重要的設(shè)施，具有不可替代性，但是為了降低稠油的開采成本，可以通過對注汽鍋爐系統(tǒng)進行節(jié)能改造。全面地應(yīng)用現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)，可以有效地降低鍋爐的燃燒成本，提高熱能的利用效率，降低稠油的開采成本。

參考文獻

[1]王偉.試論油田注汽鍋爐系統(tǒng)節(jié)能降耗改進措施[J].化工管理，2018（36）：160-161.

[2]崔志強，王春華，陳澤弘.油田注汽鍋爐的節(jié)能技術(shù)研究進展[J].工業(yè)爐，2015，37（2）：15-18.

[3]靳虎群.油田注汽鍋爐節(jié)能措施探析[J].化工管理，2015（11）：209.

作者:龐博 單位:中石油遼河油田分公司高升采油廠