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探析注汽锅炉实现节能降耗的有效措施

2020-07-14 204 上传者：管理员

摘要：针对注汽锅炉的热损问题，结合目前我国注汽锅炉的应用现状，首先对其热损来源进行深入分析，在此基础上，提出注汽锅炉降耗的相关措施，为实现油田企业的绿色发展奠定基础。研究表明：在注汽锅炉使用的过程中，排烟热损失、散热损失以及燃料未完全燃烧损失是其三大热损来源，因此，相关工作人员需要从降低排烟量、清灰、降低烟温以及酸洗四个角度出发，采取多项有效措施，进而达到注汽锅炉降耗的目的。

关键词：
排烟损失
注汽锅炉
烟温
热力工程
热损
降耗
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1、前言

近年来，人们对环境的关注度逐渐提高，环保意识愈来愈强，能源发展是影响环境质量的重要因素，虽然不断提出潮汐能、太阳能、生物质能等新能源，但是石油及其副产品仍然在市场上占据重要地位。石油已深入我们的生活、生产中，因此石油公司不仅需要保证石油产量，更要降低石油在生产和运输过程中的能耗，减少能耗可以增大利益、保护环境、减少危险事故的机率[1]。其中，石油开发能耗大部分为注汽锅炉热损，所以分析注汽锅炉热损产生的原因对实现企业绿色、可持续发展有很大作用。

2、注汽锅炉热损分析

(1）排烟热损失

注汽锅炉的燃料主要为石油和天然气，其中对于注汽锅炉热损量主要一部分来自排烟热损失，所占比率达到了50%以上，排烟热损失就是通过高温气态将热量传导出去，其中排烟热损失与排烟量和温度成正比，通常情况下设定天然气排烟温度在240℃，石油排烟温度在180℃，如果超过这个范围，其排烟量会大大增加，就会造成更大的热损失，如果周围环境温度与排烟温差较大，会加剧排烟热损失量，排出来的烟气不仅会影响注气锅炉的有效热利用，同时还会造成空气污染[2]。

（2）散热损失

在整个注汽系统中，包括注汽锅炉和管网，这两部分的散热损失占总散热损失为3%～8%。对于注汽锅炉和管网来说，影响其散热效率的因素包括是注汽锅炉散热表面积和管网直径、炉内和管内的温度、环境温度、锅炉和管网外覆盖的保温层性能。如果注汽锅炉表面积较大，管网直径较大，其与外部环境接触面积变大，热损失增大，对于个别地区温度较低，与炉内温差较大，不利于热利用；如果所用的保温层材料性能差，也会增大热损失，则应合理选取保温层材质[3]。

（3）燃料未完全燃烧损失

除以上两点外，注汽锅炉热损失还包括燃料未完全燃烧损失。其中有一部分是机械未完全燃烧热损失，主要原因是天然气和石油在锅炉内并没有进行完全燃烧，会残留一部分可燃物，这部分可燃物造成一定量的热损失。还有一部分是化学未完全燃烧热损失，主要是天然气和原油中所含有的化学元素较多，当其进行燃烧之后，会产生一部分可燃的化学物质，这部分化学物质通常会直接排出注汽锅炉。

热损失主要存在的是化学未完全燃烧损失，主要影响因素包括石油和天然气的物质特性、炉内各个部分的结构特点、炉内过剩空气系数等。一般情况下，对于轻质原油和天然气来说，其挥发性较高，如果炉内的容积较小，过剩空气系数小，则化学未完全燃烧热损大。

3、注汽锅炉降耗措施

(1）降低排烟量

造成排烟热损失的主要原因是助燃空气量较大，注汽锅炉内的大量热量随着多余的助燃空气对流到环境中，因此减少排烟量可以减少热量损失。在助燃空气量能够保证燃料充分燃烧的基础上，将其减少到最低程度，可以减少热量散失。一般情况下，油田通过含氧分析仪进行检测助燃空气量，将助燃空气的量保持在合适的范围内，不影响物质的燃烧带来的未完全燃烧损失，又可以保证其排烟量减少带来的热损失。

（2）清灰

注汽锅炉内排放出来的烟气温度较高，合理利用这部分烟气，可以增大注汽锅炉的热效率，在注汽锅炉的烟口排放出加设对流段，之后通过热辐射和热传导进行节能。但是由于烟气是由原油和天然气燃烧而成的，因此烟气中含有大量的杂志、灰尘、和化学物质，长期的工作之后，杂质和灰尘就会堆积在炉内和管内的表面，对其传导效率进行影响。因此必须对这部分灰尘和杂质进行清灰工作，使其能达到高效率的传热。通常所采取压缩空气和喷砂，对炉管表面的进行清理，对于对流段所采用的清理方式为水力吹灰方式进行青灰，保证注汽锅炉内的热量能更好利用。

（3）降低烟温

通常情况下排烟温度升高，热损失增加，因此需要降低排烟温度。烟气从注汽锅炉排出进入对流段，可以通过对流入口处水温改变烟气温度，对流入口处的水与烟气进行热对流，若水温过高，热对流效率降低则热损失过大，水温降低，排烟烟气温度随之降低，达到降能耗作用。通常情况下，石油作为注汽锅炉的燃料，则其入口水温控制在118℃～136℃，水温控制在这个范围既不影响锅炉的热效率，也不会达到露点产生腐蚀，保护设备，又降低能耗。对于天然气作为注汽锅炉的燃料，其入口水温控制在露点温度以下大致在80℃～95℃，因为天然气已经经过脱硫处理，不会含有酸性气体。

（4）酸洗

注汽锅炉内的烟气和水都会产生许多化学物质，对于这些化学物质会在锅炉内部和管网内部结垢，运行时间过长，结垢的厚度和面积增大，导致其传热效率降低。形成的污垢不能进行清灰处理，通常采用化学方法进行清洗，常用试剂为酸性物质，如HCL、HF和Lan-826缓释溶剂等混合酸。进行酸洗之后，换热管的热传递效率明显增大，烟气温度降低，能耗减少。

（5）保温措施

注汽锅炉和管网具有良好的的保温设备，可以减少热量散失，通常采取的方法是覆盖保温层和涂抹保温剂。当炉内进行工作时，温度可以达到900℃以上，此时热传递的方式大部分为热辐射，在高温的作业环境下，锅炉内的保温涂层就会越来越黑，此时的热辐射吸收能力也会增加，因此减少能耗。对于管网的保温层，通常采用的是纤维材料，其不仅质量轻，抗老化能力强，也可达到良好的保温效果。

4、结束语

综上所述，减少注汽锅炉的热损失是油田公司需要关注的问题，油田公司不仅需要注重自己的利益还需要关注环境问题，世界环保组织将空气污染列为环境污染的首要，因此注汽锅炉大量排放烟气不但会造成环境污染也会降低效率。石油公司应针对这类问题提出行之有效的方案，合理利用能源，顺应国家号召，遵循绿色、节能、可持续发展战略，提高社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]马松华.油田注汽锅炉热损分析及降耗措施[J].商情,2017(38):211.

[2]郑笑影,余斌.浅析油田注汽锅炉热损分析及降耗措施[J].化工管理,2016,(24):163.

[3]王华,张伟,武建飞,等.油田注汽锅炉烟气冷凝节能技术[J].当代化工,2014(11):2316-2318.

孟野.注汽锅炉热损及降耗措施研究[J].中外企业家,2020(19):238.