注汽锅炉能 流分析及节能优化研究

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1、试验·研究，Testing＆Research注汽锅炉能流分析与节能优化研究王辉杨元亮张建王增林徐明海(1．中国石化石油工程设计有限公司；2．胜利油田新春采油厂；3．中国石化胜利油田分公司；4．中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院)摘要为了有效提高注汽系统用能效率，减少稠油生产能耗和污染排放，提高经济效益，以注汽锅炉本体及机组系统为研究对象，建立了能量平衡模型和两箱炯平衡模型。对春风油田注汽系统进行了能耗测试，并根据测试数据计算得出用能评价指标，确定了能流分布规律，找出用能薄弱环节，即排烟热损失、固体未完全燃烧热损失占较大比重，低温燃烧和大温差传热是造成娴效率低的主要原因提出了二次燃烧、烟气余

2、热回收、空气过量优化控制、额定负荷运行等工艺节能优化措施，为实现注汽系统高效用能提供了理论依据。关键词注汽系统能耗测试能流分析节能优化D0I：10．3969／i．issn．2095-1493．2015．10．006全球对温室气体和污染气体减排要求越来越1注汽站工艺流程高，与此同时，全球油价正在经历着史上少有的低谷时期。国内油田生产企业面临着越来越严峻的减春风油田北部注汽站内锅炉额定流量为48t／h、少排放和降低成本的双重压力，节能降耗逐渐成为额定压力14．2MPa，类型为链排式燃煤直流锅炉。石油生产企业保持可持续发展的必要手段。稠油注汽水流程为：经过处理后合格的软化除氧水进入高汽系统是油田生产

3、企业最主要的耗能环节，因此了压柱塞泵入口端，经柱塞泵升压后打入套管式给水解注汽系统用能水平，找出与先进企业的差距，确预热器，使给水超过烟气“酸露点”温度，通常要定节能潜力以便科学指导企业节能工作，变得非常求在110～120℃左右，以避免烟气对翅片管的低有意义”。注汽系统能耗的影响因素较多，且各因温腐蚀。经预热后的水进入一、二级对流段，吸收素之间的相互作用非常复杂，很难单独就某种因素烟气热量后再进入水一水换热器作为热源加热给对系统的能耗影响规律进行合理分析，需要通过科水，经冷却后进人三级对流段并被加热到饱和后再学、有效的能耗分析手段，建立系统用能分析模送入辐射段，水在辐射段经加热汽化后变为1．4

4、．2MPa型，对影响能耗的各因素进行系统全面的分解剖高压湿蒸汽，干度达到70％～80％，然后送出系析，确定合理的用能分析与评价指标，确定注汽系统。烟风流程则较为简单：外部冷空气经过送风机统节能降耗的方向，为制定能耗控制措施和指导生升压后进入空气预热器，受高温烟气加热后再由链产工艺节能奠定基础[6-1o]o以春风油田为例，对注排底部的送风口吹入炉膛，原煤燃烧后产生的高温汽锅炉系统进行能耗测试，并进行平衡计算，得出烟气分别流经辐射段和三、二、一级对流段并释放用能指标⋯，确定能流分布，把握薄弱环节，并热量后送入排烟管道，在排放之前通过空预器回收依此提出节能优化措施。部分热量，再经过脱硫除尘后通过烟囱

5、外排到大气中。具体工艺流程如图1所示。第一作者简介：王辉，高级工程师，2012年毕业于中国石油大学2能量平衡模型及正反平衡测试(华东)(热能工程专业)，博士，从事稠油热采和热能利用研究，E—mail：316328693@qqm，地址：山东省东营市中石化石油工程锅炉的能量平衡是指在稳定运行状态下，锅炉设计有限公司科研所，257026。输入热量与输出热量及各项热损失之和的热量平基金项目：国家科技重大专项(2011ZX05017-004一HZ01)；中石化衡。在锅炉系统中，输入系统的能量有燃料释放的胜利油田重点科技攻关项目(YKD1201)；中石化胜利油田博士后课题(GKB1301)。热能，燃料泵系

6、统、风机系统输入的电能以及燃料口I5年第1口期，-口：，比I，-口lJ1日．,I15■试验·砜究／Testing＆Research采用氯根滴定法测量出口蒸汽干度量；使用温度计测试水进口温度与环境温度，以此为基础完成锅炉正平衡效率的测试。通过对烟气、灰渣进行组成分析、温度测试，对锅炉外表进行热流密度测试，以此为基础完成锅炉反平衡效率的测试。测试结果如表1所示。表1注汽站锅炉正反平衡测试结果图1锅炉内部汽水及烟风工艺流程携带的显热等。输出系统的能量有蒸汽所带走的热能、烟气带走的热能，气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失、炉体的散热损失以及灰渣物理热损失等。从能量守恒的角度考虑，对整个锅炉机组

7、而言，输入锅炉的热量应等于输出锅炉的热固体不炉体灰渣量，对应1kg燃料的锅炉热平衡，其数学模型表示排烟气体不完全完全燃散热物理损失／燃烧损失／烧损失／损失／热损／如下：％％％％％Q=Q+Q：十Q+Q+Q+Q(1)式中：Q为锅炉输入热量，kJ／kg；Q．为锅炉由以上数据可以看出：锅炉系统正反平衡效率输出热量，kJ／kg；Q为排烟热损失，kJ／kg；Q为绝对误差小于5％，说明系统的测算调研准备充气体不