稠油注汽熱效率分析與提高措施.pdf

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1、稠油注汽熱效率分析與提高措施謝武嬌(中國(guó)石油遼河油田曙光采油廠熱注作業(yè)二區(qū)，遼寧盤錦124010)摘要：本文通過計(jì)算鍋爐熱效率、地面管線熱效率、井筒熱效率以及注汽系統(tǒng)熱效率，對(duì)稠油注汽熱效率進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并針對(duì)分析結(jié)果，提出了一系列提高稠油注汽熱效率的具體措施。關(guān)鍵詞：稠油注汽；熱效率；提高措施我國(guó)原油產(chǎn)量中，有極大一部分屬于稠油產(chǎn)量，而且稠油產(chǎn)量所占比例正在逐年上漲。通過注蒸汽熱力技術(shù)開采稠油，注汽效果極易受到注汽參數(shù)以及其他參數(shù)的影響，例如，井底蒸汽干度、周期注汽量、注汽速率以及隔熱油管性能、油層巖石物性參數(shù)等。雖然注蒸汽井的管線保溫以及井筒隔熱技術(shù)經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，已經(jīng)逐漸趨于完善，但

2、在實(shí)際開發(fā)過程中，仍不可避免的存在熱損失大的問題，因此，對(duì)稠油注汽熱效率進(jìn)行分析與改善具有非常重要的意義。1稠油注汽熱效率分析本文主要通過計(jì)算注汽井井筒、地面集輸管線以及注汽鍋爐三個(gè)方面的熱效率，分析稠油井注蒸汽熱效率。注汽鍋爐熱效率x地面集輸管線熱效率×注汽井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。對(duì)稠油井注蒸汽熱效率的熱損失構(gòu)成進(jìn)行全面分析，有利于為注汽系統(tǒng)熱效率的提升提供參考數(shù)據(jù)。1．1鍋爐熱效率計(jì)算鍋爐熱效率計(jì)算公式如下：叼=志其中，日‘。可以表示為G(h。-h)；叩表示注汽鍋爐的熱效率，單位為％；日’。表示注汽鍋爐的有效利用熱量，單位為kJm；G表示蒸汽流量，其具體值與給水流量一致，單位

3、為kg／11；hB表示鍋爐的出口蒸汽比焓，主要影響因素為鍋爐出口蒸汽的干度以及溫度，單位為k．1&g；h表示鍋爐給水比焓，主要影響因素為鍋爐給水的溫度以及壓力，單位為kJ，kg；B表示繞梁消耗量，單位為kg／}l；Q表示燃料應(yīng)用基低位的發(fā)熱量，單位為kJ／kg；i表示燃料物理顯熱，單位為kJ&g。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，要想提高鍋爐熱效率，必須對(duì)其各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并及時(shí)維修其運(yùn)行故障。1．2地面管線熱效率地面管線內(nèi)，水蒸氣流動(dòng)所產(chǎn)生的熱效率計(jì)算公式如下：叩】=l一可D其中，可。可以表示為277·6×瓦妄南麗，叼一表示地面管線內(nèi)部水蒸氣流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的熱效率，單位為％；叼。表示地面管線

4、內(nèi)部水蒸氣流動(dòng)過程中所損失的熱效率，單位為％；L表示地面管線長(zhǎng)度，單位為m；Qt表示鍋爐出口蒸汽熱量，單位為w；Q-表示單位管長(zhǎng)損失的熱量，單位為W／m。地面管線出現(xiàn)熱損失，主要原因是其保溫層厚度不一致，加之保溫材料存在嚴(yán)重的下沉以及滑移問題，導(dǎo)致管道出現(xiàn)底部過厚、頂部過薄的情況，進(jìn)而喪失保溫動(dòng)能，造成較大的熱損失，影響其熱效率。1．3井筒熱效率井筒內(nèi)，水蒸氣流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的熱效率計(jì)算公式如下所示：叼2=1一可J其中，田，可以表示為277．6×署×100％；叩z(mì)表示井筒中水蒸氣流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的熱效率，單位為％；叼，表示井筒中水蒸氣流動(dòng)過程中所損失的熱效率，單位為％；Q，表示井筒散熱量，

5、單位為w。要想減少井筒熱損失量，必須提升注汽速率，大幅度減少單井的注汽時(shí)間，只有這樣，才能提高井底蒸汽的干度，進(jìn)而強(qiáng)化熱效率。1．4注汽系統(tǒng)熱效率由于注汽鍋爐熱效率×地面集輸管線熱效率X注氣井井筒熱效率=稠油井注蒸汽熱效率。因此，參考上述三個(gè)公式，可得注汽系統(tǒng)熱效率計(jì)算公式如下：可32叼×卵1x叼2其中，田，指代的是注汽系統(tǒng)熱效率，單位為％。2提高稠油注汽熱效率的措施2．1要對(duì)注汽鍋爐的實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行合理優(yōu)化?？梢詤⒖颊胶鉄崃δＰ停诰C合考慮過了運(yùn)行規(guī)律以及工況參數(shù)的基礎(chǔ)上，制定具有較高可行性的工況控制方案。2．2參考鍋爐主要指標(biāo)的實(shí)際位置，對(duì)鍋爐工況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工況異常問題

6、。2．3及時(shí)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，并加大設(shè)備維護(hù)力度。相關(guān)人員要基于三個(gè)優(yōu)化原則的指導(dǎo)，有效優(yōu)化鍋爐的燃燒參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)以及維修保養(yǎng)流程，這樣不僅有利于提高鍋爐的平均熱效率，還能有效縮減鍋爐運(yùn)行的蒸汽耗油量。2．4引進(jìn)配套設(shè)施，如復(fù)合相變換熱器等，降低鍋爐的排煙溫度，以此來提高其總熱效率，不僅如此，結(jié)合配套設(shè)施，還能有效延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。例如，我國(guó)某注汽站鍋爐的排煙溫度原為230℃，在鍋爐尾部安裝了復(fù)合相變換熱器后，排煙溫度為150cc，不僅如此，其給水溫度也實(shí)現(xiàn)了大幅度上漲，工況一致的情況下，蒸汽耗油量也下降了近4kg，整體運(yùn)行熱效率提高了近5％。2．5結(jié)合鍋爐燃料油在燃燒過程中的故障，對(duì)綜合

7、配套技術(shù)進(jìn)行集成優(yōu)化，對(duì)燃燒過程進(jìn)行合理化改善，降低鍋爐運(yùn)行過程中的積灰速度。2．6引進(jìn)在線燃油摻水超聲乳化設(shè)備，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)富氧燃燒以及自動(dòng)清灰，并豐富設(shè)備功能，例如，在線監(jiān)控燃燒工況、強(qiáng)化配風(fēng)溫度等，這樣有利于避免鍋爐燃燒過程中，出現(xiàn)燃燒不全面、積灰速度過快、排煙溫度過高以及熱損失量較大等問題，進(jìn)而提高鍋爐熱效率。除此之外，鍋爐經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，其管線保護(hù)層不可避免的會(huì)破損，因此，還要定期維護(hù)管線保溫層，以