油田注汽锅炉讲义幻灯片

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1、油田注汽锅炉基本结构原理及设计思路讲义中国石油天然气第八建设有限公司郭恩广课程主要内容一.锅炉及热工基本知识二.超临界压力注汽锅炉原理及应用三.50吨渣油燃烧注汽锅炉原理及应用四.100吨渣油燃烧注汽锅炉原理及应用五.球型汽水分离器的原理及应用一、锅炉及热工基本知识1.锅炉：由“锅”和“炉”及相应的附件、仪表和附属设备组成；2.锅炉的分类:按用途动力、工业和生活用按输出介质蒸汽、热水和水汽两用按燃料燃煤、燃气和燃油按压力低压、中压和高压我公司研制开发的注汽锅炉为油田专用的强制循环、高压、直流、燃油燃气的工业蒸汽水管锅炉。３.锅炉的基本参数锅炉出力即容量额定温度额定压力干度对于注汽锅炉的又

2、一个重要指标，即饱和蒸汽在汽水混合物中含量。热效率输出热量/输入热量热工名词：热的传播（导热、对流、辐射）、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽、过热蒸汽、焓以及高、低位发热量、质量流速、过热度等.4.注汽锅炉的介绍注汽锅炉又称为湿蒸汽发生器，是油田开采稠油的专用注汽设备。它是利用所生产的高温高压湿蒸汽注入油井，加热油层中的原油以降低稠油的粘度，从而增加稠油的流动性，能够大幅度地提高稠油的采收率。一般井深小于1200米，额定压力为17.2MPa的锅炉即可满足要求，1200—1800米左右的井深，选用21MPa的注汽锅炉就可以，再深的油井可以选用超临界注汽锅炉。我公司在1982年就试制生产了我国第一台2

3、2.5t/h、17.2MPa油田专用注汽锅炉，现已形成了额定容量为7.0t/h、9.0t/h、11.2t/h、22.5t/h、50t/h、100t/h，额定压力为14.1MPa17.2MPa、18.2MPa、21.0MPa、26MPa多型号系列化生产规模，到目前为止累计生产数量已近400台。湿蒸汽发生器是卧式直流水管锅炉，它的辐射段是单路或多路直管水平往复式布置，对流段为单路或多路直管往复错列排布结构，产生湿度大于20%的湿饱和蒸汽或过饱和蒸汽。设计为液（气）体燃料火室燃烧锅炉，炉膛烟气压力为微正压（2000-3000Pa）。它是利用燃料的热能，把一定量的水加热成为一定压力、温度和干度的

4、湿饱和或过饱和蒸汽的机械设备。直流锅炉的优缺点：优点:适用于任何压力重量轻制造、安装及运输方便可迅速启停缺点：.要求的给水品质高.水泵消耗功率大.自动调节及控制系统复杂注汽锅炉包括锅和炉两大部分，这种锅炉不同于电站及普通锅炉，它没有汽包和联箱，这里的“锅”为水汽系统的承压管子、管道及管件；”炉”是指燃烧燃料的场所，这里为炉膛。通常将其注汽锅炉的结构概括为“三大段（辐射、对流、过渡）；三大系统（水汽、燃烧、自控）；若干小器（加热、分离、过滤等）；三大辅机（供水泵、燃烧器及空压机）。”二.超临界注汽锅炉原理及应用(一).主要技术参数的确定1、蒸发量的确定根据现有常规注汽锅炉的参数系列并考虑实

5、现锅炉车载移动化等情况，确定锅炉额定蒸发量为9t/h。2、蒸汽压力的确定设计压力的高低是关系到设备能否满足生产需要的关键参数。据资料介绍，若井深2200m，井底所需蒸汽压力为33MPa；当井口注汽压力26MPa时，井底蒸汽压力达39MPa，可以基本满足深层稠油注汽要求，因此，确定设计压力为26MPa。3、蒸汽温度的确定在21MPa锅炉中，若蒸汽干度80%，则平均热焓值为2247.91kj/kg，饱和温度为369.83℃；在26MPa锅炉中，若控制蒸汽温度在374℃运行，则平均热焓值为1821.33kj/kg，仅相当于21MPa压力下的367.18℃，甚至还未达到饱和温度，这种工况对采油工

6、艺显然是不利的，若需达到同样热焓值，则蒸汽温度至少为390.11℃；经考虑各种因素，初步确定额定蒸汽温度为395℃，相当于21MPa压力下的371.17℃，过热度为1.34℃，热焓值为2412.46kj/kg。针对目前各油田超深稠油的试开采情况，初步确定超临界压力锅炉主要技术参数如下：额定蒸发量：9.0t/h额定蒸汽压力：26.0MPa额定蒸汽温度：395℃额定热功率：5.6MW额定热效率：88％负荷调节：70-100％燃烧方式：重油控制方式：PLC+触摸屏+工控机装载方式：拖车(二).锅炉结构、工作原理及流程锅炉为便于车载移动化，采用卧式直流结构，单炉管水平往复布置，分为辐射段、对流段

7、和操作台等几部分。其附属配套设备有高压泵、燃烧器、给水预热器、燃料系统及一套保证安全正常运行的自动调节系统和安全保护系统超临界压力锅炉的工作原理，不同于亚临界压力以下的注汽锅炉，其水汽系统的流动形态发生了根本性的改变，工质系单相介质,没有汽液两相同时存在的沸腾状态，只有两个单相流体之间的相变。当压力在P/Plj≤1.2范围内,温度处于拟临界温度附近时,工质的某些物性发生剧烈的变化,尤其是工质的比热容急剧增大,存在一个大比热区。当工质