油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文（通用8篇）

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇1

1注汽锅炉的能耗特点

对于注汽锅炉来说，其在使用的过程中，能源的损耗主要由以下几个方面构成：锅炉的排烟损失、锅炉自身的散热损失以及燃料燃烧过程中未能充分燃烧造成的燃料损失，下面对这几个方面进行具体的介绍。

1.1锅炉的排烟损失

注汽锅炉在工作的过程中，其产生的烟气含有大量的热量，一般情况下，无论是天然气还是原油，两者在燃烧时都会产生具有大量热量的烟气，这些烟气在排出后会对环境造成严重的危害。根据相关数据统计可以知道，注汽锅炉在使用过程中大约有一半的能量损失来自排烟损失，因此，想要降低注汽锅炉使用过程中的能量损失，需要重点降低排烟中的能量损失。

1.2注汽锅炉自身的能量损失

在注汽锅炉使用的过程中，由于其本体和能量传输管道存在着一定的导热性，会将自身产生的一部分热量散失在空气中，特别是在一些温度较低的地区，由于锅炉和外界环境之间存在着较大的温差，导致这种能量损失情况更加严重。

1.3燃料的未完全燃烧造成的能量损失

锅炉中的燃料在进行燃烧的过程中，会发生一系列的物理和化学反应，从而使燃料中的一部分物质变为不可燃烧的物质或者由于燃烧条件的限制，一部分燃料进行不充分燃烧，这一现象会造成燃料中的能量被损失。燃料的燃烧主要分为两个部分，分别是机械燃烧和化学燃烧，在注汽锅炉中，机械燃烧产生的能量损失几乎可以忽略，但由于注汽锅炉的燃料是天然气或者原油，其在反映的过程中往往会由于锅炉内的空间问题和氧气供应问题等出现一些未完全燃烧的现象，这种情况会导致锅炉使用过程中产生较多的能量损失，对我国的稠油开采行业发展具有严重的影响。

2改造方案研究和分析

针对上述所说的问题，为了能够更好的提高我国注汽锅炉的使用效益，增强我国稠油开采行业的竞争力，需要对这些问题进行解决。下面针对性的提出了一些注汽锅炉的改造措施，对当前存在的锅炉使用能量浪费问题进行了较好的解决。

2.1利用热管技术对烟气中的热量进行回收

注汽锅炉中的燃料在燃烧的过程中，会产生200℃以上的高温烟气，这一部分的烟气中含有大量的热量，因此，通过回收利用能够大大降低能源的损耗。具体措施是将烟气中的余热对锅炉积水系统进行预热，这样能够最大程度上对烟气中的余热进行回收利用，其在进行余热回收时，这种方式还能保证设备的正常运行，防止设备出现损坏。另外，在利用余热的过程中，需要对管道材质进行重点的选取，一般预热给水的温度在50到60℃之间，这一温度是水对金属腐蚀最严重的，在进行材质选择时应该根据金属的抗腐蚀情况进行合理的选择。

2.2优化注汽锅炉的燃料结构

对于传统的注汽锅炉，其燃料主要是原油和天然气，在使用的过程中非常容易造成燃料的浪费，最好的解决办法是采用具有高燃烧效率的水煤浆进行替代。目前水煤浆的使用主要面临以下几个问题：首先是运输和生产问题，燃煤是一种具有高能量，但价格低却污染严重的燃料，其在使用的过程中会产生较多的污染物，在生产的过程中需要采用具有更高技术含量的设备，提高燃煤的清洁度。另一个问题则是使用过程中的点火和控制系统，水煤浆在使用时不易燃烧，需要提高其燃烧所需要的压力和点火装置的质量，为了能够保证水煤浆的正常使用，需要尽快克服其燃烧问题和控制问题，保证其在使用过程中能够和传统燃料具有同样的燃烧效果。

2.3开发新工艺清除积灰积垢

对于注汽锅炉设备上的一些管道，其使用的过程中会不断积淀灰尘，时间长了以后会对管道的导热性造成严重的影响，浪费大量的燃烧热能，在今后的改造中需要对积灰积垢的成分进行研究，并针对性的配置相应的除灰装置和化学制剂，定期对其进行灰垢的清除，保证注汽锅炉能量的利用率。

3结语

注汽锅炉的使用对我国稠油开采具有重要的影响，其能耗的降低则能够大大降低我国稠油开采的成本，提高我国稠油开采市场的竞争力。根据研究可以发现，目前我国的注汽锅炉在使用过程中还存在着较为严重的热量损失，需要相关人员加强对节能降耗措施的研究。

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇2

关键词：二级钠离子交换装置,节水改造,效益分析

1 二级钠离子交换装置简介

油田注汽锅炉给水必须经过严格的软化处理[1],二级钠离子交换装置是注汽锅炉给水软化处理的专用设备,采用强酸阳离子交换树脂作为交换填充剂,工业用NaCl作为还原剂[2]。装置橇装布置,单套容量为23t/h、72t/h、144t/h和216t/h。处理介质为清水或净化水。

成套装置由离子交换床、盐液系统和控制系统三部分组成(见图1)。交换系统主要包括一、二级软化罐,正、反洗泵;盐液系统主要包括盐罐,盐液泵;控制系统主要包括微电脑控制器、电磁阀、气动阀、液位控制器等,设备具有自动化运行功能。

节水改造前的树脂再生过程为反洗、进盐液、置换、一洗、二洗。再生过程中,会排放正、反洗水和再生含盐水,约占其处理量的10%～15%,正、反洗水占排水量的60%,再生含盐水占排水量的40%。

二级钠离子交换装置再生流程如图2所示。

1)反洗。

反洗泵运行,反洗水由交换床底部进入一级罐,自下而上进入树脂层。反洗的目的一是松动被压实的床层,二是洗去淤积在床层中的悬浮杂质和被压碎的树脂,还可以排除床层中的空气。反洗水中主要含有悬浮物[3]。

2)进盐液。

盐液泵运行,盐液由二级软化罐底部进入二级软化罐,二级软化罐自下而上充满盐液,从顶部进入一级软化罐。盐液可使失效的钠离子交换剂恢复其软化能力。

3)置换。

用软化水代替盐液,重复进盐的步骤,置换二级软化罐、一级软化罐内盐液。置换的主要作用是将二级软化罐中的盐液排入一级软化罐,盐液自一级软化罐排出。

4)一洗。

正洗泵开启,冲洗一级软化罐,清除残留的盐液。

5)二洗。

正洗泵开启,冲洗一级软化罐、二级软化罐,继续清除残留的盐液。

2 72m3/h水处理装置节水改造

根据注汽锅炉给水的水质条件,钠离子交换装置排水中矿化度≤7000mg/L 的排水(占总排水量的94%)可处理后回用注汽锅炉;矿化度>7000mg/L的排水称为高含盐废水[4]。

通过再生工艺流程可以看出,为减少72m3/h水处理装置高含盐废水的排放,可以对进盐液、置换过程进行改造,同时可以在进盐液前后,一洗、二洗前后增加放空排水的改造,从而有效地减少钠离子交换装置高含盐废水的排放,实现节水的目的。

2.1 本体改造

针对目前72m3/h水处理装置再生工艺流程,需在本体上增加1台盐液泵及1台转子流量计。同时,需要在室外新建20m3高含盐水回收罐1座,配带2台高含盐水液下泵,储存二级软化罐排放的盐液,室内新建1座10m3高含盐水回收罐。

2.2 进盐液改造

为了减少高含盐水排放量,取消置换过程,进盐时盐水先进入二级软化罐浸泡树脂,由于二级软化罐排出盐液NaCl浓度较高,Ca2+、Mg2+浓度低,还可以利用,因此将二级软化罐排盐液回收。回收的盐液再进入一级软化罐浸泡树脂,一级软化罐排出的高含盐水作为废水回注地层。当二级软化罐排放的盐液不能满足一级软化罐盐液的需求量时,缺少的盐液由72m3/h水处理装置配带的盐箱补充。

2.3 放空改造

放空改造是采取放空排水的方式,对再生过程中进盐液前后,一洗、二洗前后等流程进行改造,将存于一级、二级软化罐中的水或盐液依靠大气压力自然排放,同时将连续正洗改为间歇正洗。放空改造不仅可以减少高、低含盐水排量,还可防止盐液被稀释。

2.4 自控系统改造

每台72m3/h钠离子交换装置均配置有PLC控制系统及配套检测仪表,采用顺序控制的方式对生产过程实现批量自动控制。根据工艺流程需要,改造后增加电动控制阀及控制液位检测,对原有的控制系统重新编制,在过程控制系统(DCS)上扩容,增加AI、DO、DI模块,同时按照新增的工艺流程在程序上增加监测、联锁控制,完善工艺过程。

2.5 改造后工艺流程

改造后再生过程工艺流程为反洗、排水、进盐液、排水、间歇一洗、间歇二洗、运行,流程图如图3所示。

2.6 改造费用

改造1台72m3/h钠离子交换装置包括工艺部分、自控部分、电气部分的改造,改造费用约20万元。同时,软化水处理站区应相应增加20m3和10m3高含盐水回收罐1座,增加费用约70万元。

3 节水改造在新疆油田的应用

3.1 运行现状

新疆风城油田水处理装置现有运行规模为30000m3/d,其中12台72 m3/h钠离子交换装置处理净化水,6台72 m3/h钠离子交换装置处理清水。18台装置全部运行后,排出的含盐污水总量为3960 m3/d,其中低含盐水3726.83m3/d,高含盐水233.13m3/d。

3.2 节水量分析

72m3/h钠离子交换装置改造前、后排放的高、低含盐水量均有所减少,如表1所示。

通过对72m3/h钠离子交换装置实施节水改造,优化再生过程控制,可减排低含盐水2126.69m3/d,减排高含盐水119.13m3/d,共计2245.82m3/d。

3.3节水效益分析

1)社会效益。实施钠离子软化水处理装置节水改造对于降低环境污染、充分利用水资源以及提高开采效益具有重要作用,对新疆油田及其所在地区的经济可持续发展以及保护其所在地区的生态环境具有深远影响。

2)经济效益。目前,钠离子软化水处理装置排放的含盐污水通过处理后可回收利用,处理成本约6元/m3,按减排含盐污水2245.82m3/d计,可节约处理成本约1.34万元/d,每年可节约处理成本约489.1万元。

4结论

通过对72m3/h钠离子交换装置节水改造分析,并结合新疆油田现场实际,说明钠离子交换装置实施节水改造后,节水效果明显,投资少,降低了对油田环境的污染。建议有条件的油区参考应用及实施,以满足油田开发降本增效、节水节能的目标。

参考文献

[1]徐振国,等.工业锅炉房常用设备手册[M].北京:机械工业出版社,1997.

[2]奚士光,等.锅炉及锅炉房设备.北京:中国建筑工业出版社,1995.

[3]武占.油田注汽锅炉[M].上海:上海交通大学出版社,2008.

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇3

关键词：注汽锅炉 节能降耗 余热回收 燃料结构

1 概述

热力采油技术是将饱和湿蒸汽注入稠油油层以降低其粘度，从而依靠机械举升方式将稠油输送至地面的一种开采方法，主要分为蒸汽吞吐和蒸汽驱动两种方式，其核心设备为注汽锅炉。大多数的注汽锅炉使用寿命均在10～20年。操作控制系统的滞后和设备的老化导致注汽锅炉无法达到出厂时设计热效率的要求。所以，降低注汽锅炉的燃料损耗，优化注汽锅炉燃料结构，减少注汽成本在稠油热采损耗总成本中的比重，是未来重质油高效勘探开发的必然方向[1]。

2 注汽锅炉燃料及热损失分析

2.1 燃料分析。以原油为燃料时燃料损耗大，从稠油操作成本构成分析，燃料费约占30～40%。燃油的主要缺点是导致炉管特别是对流段积灰腐蚀严重，炉管积灰腐蚀主要有两方面危害：首先，积灰严重阻碍烟气冲刷翅片管，降低传热效果，制约注汽锅炉本身的热效率；其次，增加锅炉的维护成本，需定期清灰吹灰和更换炉管，否则注汽锅炉运行的安全性和热效率都无法保障[2]。

2.2 注汽锅炉热损失分析。注汽锅炉的热损失主要包括排烟热损失、机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失和锅炉向外环境散热损失，其热损失占锅炉总损失的80%。注汽锅炉设计排烟温度燃气时≤180℃，燃油≤240℃，在现阶段的实际生产过程中，锅炉的排烟温度无法达到这个要求，导致排烟热损失超出设计要求，更多的燃料发热量被排放大气中，造成能源的浪费和大气的污染[3]。

3 改造方案研究和分析

3.1 利用热管技术回收烟气余热加热锅炉给水。燃油时注汽锅炉平均排烟温度能达到280℃-320℃，燃气时平均排烟温度约为200℃-240℃。注汽锅炉烟气余热在原理上可以用余热伴热燃料油，助燃空气和给水。燃油工艺流程中油侧换热系数较低且流动性差，对伴热介质的温度和品质要求较高，燃油流程架高至对流段高度对供油泵和管线的要求都很高，易造成油压不足和油路凝堵的现象。经过综合分析，用回收热管烟气余热伴热锅炉给水是最优选择。烟气余热预热给水方式工艺简单，投资少见效快，对降低锅炉排烟热损失提高热效率有明显作用。锅炉给水加热后温度约为50-60℃，处于水腐蚀金属最严重的温度段，所以对于热管材质的筛选也尤为重要。利用热管回收烟气伴热给水的系统流程如1图所示：

3.2 优化注汽锅炉燃料结构。注汽锅炉运行时消耗大量的原油或天然气，最好的改变燃料高消耗高成本的方法就是用水煤浆代替其他燃料。用水煤浆作为注汽锅炉燃料主要面临以下技术问题：

3.2.1 如何完成水煤浆的生产和运输过程。煤是一种价格较低廉且污染严重的燃料，将煤合理有效清洁利用主要取决于设备工艺，所以应在完善工艺流程的同时尽量降低设备改造成本。

3.2.2 如何完善点火和控制系统。燃烧水煤浆仍需保留引燃系统，通过燃料气作为引燃水煤浆的火源，水煤浆较燃油不易点燃，需增大引燃气压力和流量来完成点火过程；为保证水煤浆的燃烧达到最佳效果，对炉膛压力、烟气含氧量和供浆系统实现自动控制。

3.3 开发新工艺清除积灰积垢。注汽锅炉炉管特别是对流段翅片管部分积灰，不仅阻碍烟气流通，而且影响工质与烟气的对流换热，使烟气温度明显升高。传统除灰方式是通过一定压力空气或水来冲刷炉管表面，只能清除表面酥松的积灰，无法清除累积已久的烟垢，所以，必须探究有效的化学药剂清洗冲刷翅片管，在不腐蚀炉管材质的前提下将灰垢彻底清除。

通过对现场进行监测和分析，对燃油、烟垢做取样分析。针对烟垢的组成和特点，进行化学分析，确定除垢剂的化学性能成份，从而制造研发出有效的除垢试剂。研制除垢剂的关键是如何使附在受热表面上的烟垢在它的作用下变的像积灰一样松脆、易脱落，通过试验，选出理想有效的化学药剂，使其在一定温度或其它条件作用下，与烟垢发生化学反应，最后达到除垢、清垢、防垢的目的。

4 结论

4.1 利用热管换热器回收注汽锅炉烟气余热并加热泵前给水，可以降低排烟温度，减少热损失，是注汽锅炉节能降耗的有效途径。

4.2 利用价格低廉的能源和设备改造简捷的工艺应用于注汽锅炉，是能源形势愈发严峻条件下的必然选择。

4.3 改变传统除灰清灰方式，开发新工艺也是提高注汽锅炉热效率的有效方式。

参考文献：

[1]张奎，林森木，王树静.中国能源投资导览[M].北京：中国言实出版社，2003.

[2]刘继和，孙素凤.注汽锅炉[M].第三版.北京：石油工业出版社，2007.

工业锅炉的类型和节能改造的方法 篇4

a,按用途分类 电站锅炉：用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，火室 燃烧，效率高，出口工质为过热蒸汽。工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多数为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低，出口 工质 为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热 水的称为热水锅炉。船用锅炉机车锅炉 注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为 高压湿蒸汽。

b,按结构分类 火管锅炉：烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅 炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运 行维修方便。水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅 炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。电站锅 炉一般均为水管锅炉，热效率高，但对水质和 运行水平的要求也较高。c，按循环方式分类 自然循环锅筒锅炉多次强制循环锅筒锅炉 低倍率循环锅炉 直流锅炉复合循环锅炉

d，按锅炉出口工质压力分类 低压锅炉：一般压力小于1.275MPa 中压锅炉：一般压力为3.825MPa 高压锅炉：一般压力为9.8MPa 超高压锅炉：一般压力为13.73MPa 亚临界压力锅炉：一般压力为16.67MPa 超临界压力锅炉：一般压力为22.13MPa e,按燃烧方式分类 火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往 复炉排炉等。火室燃烧锅炉：主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体 燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。沸腾炉：送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上 面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升 并燃烧。f,按所用燃料或能源分类 固体燃料锅炉：燃用煤等固体燃料;液体燃料锅炉：燃用重油等液体燃料;气体燃料锅炉：燃用天然气等气体燃料;余热锅炉：利用冶金、石油化工等工业的余热作热源;原子能锅炉：利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发 生器;废热锅炉：利用垃圾、树皮、废液等废料作为燃料的锅 炉;其它能源锅炉：利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或 热水器。

g,按排渣方式分类 固态排渣锅炉液态排渣锅炉h,按炉膛烟气压力 负压锅炉：炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅 炉主要型式;微正压锅炉：炉膛表压2—5KPa，不需引风机，易于低氧 燃烧;i,按锅筒布置分类 锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置布置，现代锅筒型电站锅炉都采用单锅筒型式，工业锅炉采用 锅筒或双锅筒型式。

j,按炉型分类 锅炉炉型很多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N 型、L型、D型、A型等。D型、A型用于工业锅炉，其它炉 型一般用于电站锅炉。k,按锅炉房型式分类 锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置，工业 锅炉一般采用室内布置，电站锅炉主要采用室内半露天 或露天布置。

l,按锅炉出厂型式分类 可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉;小型锅炉可采 用快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。(2)锅炉改造一般有节电、节煤、减少热损失，来提高热效率等，实现节能的目的比如：降低排烟温度，提高风温和给水温度等。(3)上海中兴科扬是最近第一家获得复合相变换热器的锅炉节能科研项目，可使锅炉热效率，提高1.蒸汽锅炉，4-10吨。能省百分之十以上的.谢谢

选用锅炉要注意以下三个方面：(一)煤种的适用 锅炉的机组设计是以某一代表性煤种的成分为设计依据的，选用锅炉一定要注意适应本地区的煤种。另外还要选用新型、热效率高、自动化程度高的锅炉。(二)参数选择 锅炉一般在额定负荷的80%-90%时效率最高，随着负荷的下降，效率也要下降。一般选用锅炉的容量比实际用汽量大10%就行了，如选择的参数不正好是系列标准，则选用较高一档参数的锅炉。锅炉辅机的选择也要参照上述原则，避免“大马拉小车”。(三)数量的选择 原则是要考虑锅炉正常检修停炉，又要注意锅炉房里的锅炉台数不多于3-4台。锅炉要装省煤器 为了减少排烟热损失，提高锅炉热效率，在锅炉尾部烟道设置省煤器受热面，利用烟气的热量加热锅炉给水，达到节能目的，加装省煤器后，提高给水温度，使炉水与给水温差减小，减少了锅炉给水产生的热效力。

国家规定：凡<4吨/时锅炉排烟温度不大于250℃;≥4吨/时锅炉排烟温度不大于200℃;≥10吨/时锅炉排烟温度不大于160℃，否则应安装省煤器。锅炉工操作与省煤 锅炉工应按如下方法操作，才能省煤：(一)送入的煤块尽量均匀，大块要打碎;(二)煤中适量加水，减少煤屑的飞扬;(三)投煤快，拨火快，清炉块，以缩短炉门开启时间、减少漏凤，保持炉膛温度;(四)煤层不要太厚，煤层要平，以利通风;(五)根据负荷的变化，及时调整燃烧，做到均匀供汽。

9.蒸汽按品位分级利用 蒸汽有一个特性，就是可以连续分级利用，用的次数愈多，能量的利用就愈充分，如果把品位高的蒸汽，现用来背压发电，再去带动工业汽轮机作功，然后在加热产品或物料，最后用于蒸煮或供暖、供热水等。这样才是做到了蒸汽合理分级利用。

热力管网、热设备的保温(一)保温的范围(1)外表面温度大于50℃的各种设备管道及其附件。(2)工业生产中需要防止或减少设备、管道及其附件内介质凝固、冻结的部位;(3)工业生产中不宜保温的设备、管道及其附件，其外表温度超过60℃，而又需经常操作维修，能引起烫伤的部位;(二)保温材料性能要求(1)导热系数：在≤650℃时，导热系数值不得大于0.12千卡/米时kWh，并有明确的随温度变化的导热系数方程式或图表;(2)抗压强度：成型制品的抗压强度≥3公斤/厘米2;(3)必须注明最高使用温度;(4)容重小、应标明数值;(5)耐火性、吸水率、耐腐蚀性等，必须注明其数值。(三)保温工程设计的原则(1)保温后的设备管道及其附件的散热损失应小于国家规定的“允许最大散热值”;(2)在保温材料的物理、化学性能满足工艺要求的前提下，应优先选用导热系数低、密度小、价格低廉的保温材料;(3)保温材料和保温厚度的选择，应使由于保温所花的材料、安装、维修的成本和保温后的散热损失在整个寿命期内达到最低的费用。(四)保温工程质量检查和验收(1)保温材料的容重、使用温度、导热系数及品种规格等应符合设计要求和有关规定;(2)保温结构不得有裂纹和凹陷的地方，表面不平度在3米以内不超过10毫米;(3)保温结构厚度偏差不得超过设计厚度的+10~-5%;(4)保护层搭缝应避开雨水冲刷方向，不应折皱和开裂。工厂配备蒸汽管道的应注意的事项(1)管径与蒸汽用量是否相适应，要根据使用目的来决定。对于热损失而言，一般蒸汽配管管径小时热损失小，较经济。但如果主管道用小管，管内蒸汽流速太高，会引起管道共振，所以蒸汽流速一般控制在50米/秒左右。随着所用蒸汽种类的不同，即用过热蒸汽还是饱和蒸汽，管内蒸汽的流速范围也不同。饱和蒸汽的流速范围较窄，以20~30米/秒为宜。因此，管径由管内蒸汽的流速范围决定。(2)到蒸汽使用地点的管路走向，如果能取最短距离时，就采用那一走向。若距离长时，必须考虑压力降，同时必须考虑蒸汽引起的管道热膨胀和使用膨胀节的注意事项，选择适当的弯管膨胀节和处理管内冷凝水的排出等等。(3)为了保持管内蒸汽压力的稳定，减压阀是否正常工作，安全阀能否准确启动，都要定期进行维护管理。另外，在长期使用中，管道接头及阀门等地方会产生蒸汽泄漏，因此要考虑及时和定期检修，努力改善泄漏状况。为了自动排出混入蒸汽管道内的空气或冷凝水，要在适当的地点安装疏水器，并检查其工作情况，以提高蒸汽的使用效率。特别是蒸汽中混入的空气，会使蒸汽分压力下降，降低蒸汽温度，因此必须采用疏水器，以便排出空气并回收冷凝水。

1、从操作上：用DCS自动控制优化燃烧，减少人为操作的浪费。

2、小锅炉上富氧装置，使用供风的含氧提高增加煤的燃烬程度。装置的费用比较高。

3、上节能辅机降低排烟热损失，但是排烟温度低了也有酸露点的不利因素。

4、控制好煤的粒度，上粉碎或筛分装置，粒度分布好了有利于燃烧工况优化。

5、锅炉的保温做好，降低散热损失。

6、蒸汽冷凝水用于锅炉。

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇5

一、油田注汽锅炉耗能特征

油田注汽锅炉主要包括三方面的耗能, 分别是排烟耗能、燃烧耗能与散热耗能。下面我们对这三种耗能逐一分析一下。

(一) 排烟耗能的损失。

因为油田注汽锅炉的排烟温度高, 因此当用石油当做燃料的时候, 一般排烟温度会限定在最高240℃, 当用天然气当做燃料的时候温度会限定在最高180℃, 这两个温度都不算低, 因此当排烟带走了很多热量的时候, 不但使得排烟本身拥有热损失, 也是无人周围的空气。有一项统计指出, 油田注汽锅炉的排烟热损失占总体损失的50%以上。

(二) 燃料耗能的损失。

我们所说的燃料耗能损失主要指的是燃料没有充分燃烧时造成的损失, 包括化学与机械两个方面, 其中化学没有完全燃烧造成的耗能是主要方面, 机械方面的耗能我们可以忽略不计。化学没有完全燃烧造成的耗能主要是由燃料燃烧的特性、锅炉内部结构以及空气系数造成的, 其中燃料燃烧的特性与耗能成正比, 其余两项成反比。

(三) 散热耗能的损失。

因为任何设备在运转过程中都会产生热量, 这样设备本身的温度就会比周围的环境温度要高, 周围环境的温度越低, 两者之间的温差越大, 这样造成的散热耗能损失越多。

二、油田注汽锅炉的空气预热节能技术

在上文的分析中我们看到了油田注汽锅炉主要耗能的三个部分, 那么我们下面针对这三方面的耗能进行节能技术的研发。

(一) 利用排烟的余热降低排烟温度。

因为锅炉的排烟是其热损失中比较重要的一部分, 因此降低排烟的损失具有非常大的意义。我们主要从以下几方面考虑降低排烟的措施。

1应用空气预热技术。这种技术首先利用注汽锅炉的排烟对空气预热换热器里的水加热, 待水变成水蒸气之后再用水蒸气给炉内的水进行加热。这便实现了水的循环利用, 一方面提高了锅炉应用的效率, 另一方面有效降低了排烟的耗能。下面我们便看一下空气预热系统工艺装置的流程图 (如图1所示) 。

2科学布置锅炉的对流部分。锅炉进行对流的功能部件位于锅炉的尾部。因为排烟温度较高, 因此可以利用锅炉的对流装置使的排烟经过对流段时, 利用排烟的热量为锅炉内的水加热并辅助燃烧, 这样也实现了排烟的循环利用, 这样就等于两次应用了空气预热技术, 达到更好的节能效果。

3优化锅炉的燃料使用。在之前的讨论中我们看到了以原油和天然气做原料时, 所产生的热量是不一样的, 以天然气做燃料比用原油所产生的温度低, 而且单位成本也比原油低, 因此在优化锅炉的燃料使用时可以用天然气代替原油作为燃料, 或者发展混燃技术, 合理分配两者之间的使用比例, 但是需要注意的是在使用天然气作为燃料时需要装置报警系统, 以防天然气压力过大而产生爆炸、泄露等危险情况。

(二) 采用一种新的辐射涂料, 以辅助空气预热装置发挥作用。

锅炉内有部分叫做辐射段, 当锅炉内的温度很高时, 传热段便用辐射代替散热, 那么我们可以利用这一点, 采用一种高温的红外辐射涂料, 增加其辐射率, 从而代替更多的散热, 这样便可以减少散热的耗能, 辅助空气预热技术发挥作用。

(三) 应用测量蒸汽干度在线监控系统, 保证空气预热科学进行。

普通的锅炉控制系统不能够准确的对蒸汽的干度进行统计与控制, 经常是凭借经验进行操作, 但这样做的后果是使得工作没有科学的进行, 造成没有必要的浪费, 在这种情况下, 我们需要引进一种测量蒸汽干度的在线监控系统, 这样的话工作人员能够实时对蒸汽的干度进行统计与调整, 有效的控制误差, 使得在石油开采过程中提高蒸汽的使用质量。

结语

注汽锅炉耗能大, 为了减少耗能, 本文提出了运用空气预热技术的改进措施, 这些措施既能提高其经济效益也能提高环境效益, 希望能够给相关的人员一些思考。

参考文献

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇6

一、软化器工作原理简介

软化器也称钠离子交换器, 由一级罐和二级罐构成。其中一级罐由壳体、上层进水分配器、进盐装置和下层集水器四部分组成;二级罐由壳体、上层进水分配器、下层集水器三部分组成。公司水处理软化器设备分别采用二组和三组钠离子交换系统。其工作过程分为运行、停止、反洗、进盐、置换、一级正洗、二级正洗共七个步骤 (图1) 。 (1) 运行。生水通过1#阀、一级罐顶部的上层进水分配器、树脂床、下层集水器、2#阀、二级罐顶部的上层进水分配器、树脂床、下层集水器、3#阀。 (2) 停止。系统所有阀门保持关闭状态。 (3) 反洗。生水通过4#阀、下层集水器、一级罐底部向上通过树脂床、上层进水分配器、5#阀排出。 (4) 进盐。6#、8#、10#、11#阀门打开, 其余关闭。 (5) 置换。6#、8#、10#、12#阀门打开, 其余关闭。 (6) 一级正洗。1#、10#阀门打开, 其余关闭。 (7) 二级正洗。1#、2#、9#阀门打开, 其余关闭。

二、方案优选

根据水处理软化器设备再生操作 (反洗、进盐、置换、一级正洗、二级正洗) 工作步骤, 运用对比、综合分析、经济评价等方法, 对水处理软化器设备的再生工作过程各个步骤进行了系统分析、研究。

当软化器在进行反洗时, 其主要功能是清除在运行过程中一级交换器树脂床上部积聚的固体杂物、除去附着在树脂表面的悬浮物;使树脂床得到“疏松”, 排放的水中只有一些杂物及悬浮物。经过充分论证和可行性研究, 决定选用盘式过滤器对反洗过程产生的冲洗水进行过滤处理, 实现循环利用, 达到减排的目的。

三、盘式过滤器简介

盘式过滤器又称碟片式过滤器, 其基本过滤单元主要是由一组带有沟槽的塑料盘片叠加在一起组成的, 塑料盘片间的沟槽相互交错形成较小的通道, 从而可以将直径大于通道的所有悬浮物拦截下来。实现了表面过滤和深度过滤的组合、过滤和清洗过程的自动切换。与其他过滤方式相比, 盘式过滤器具有过滤精度高、可调整、适用范围广、占地面积小等优点, 已在工业领域得到广泛应用。

1. 工作原理

盘式过滤器是通过压紧的塑料盘片实现表面过滤与深层过滤的组合。其核心技术是盘片, 它由一组双面带不同方向沟槽的聚丙烯盘片构成, 相邻两盘片叠加, 其相邻面上的沟槽棱边便形成许多交叉点。这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路, 这些通路由外向里是不断缩小的。过滤时, 这些通路导致水的紊流, 最终促使水中杂质被拦截在各个交叉点上。如把一摞盘片叠加安装在过滤芯骨架上, 在弹簧和来水的压力下就形成了外松内紧的过滤单元。这种过滤器在反冲洗时只需要人工关闭进水口, 打开排污口, 旋转主过滤体数圈即可。不需要拆卸管道及过滤单元, 也可以多只并联安装, 以得到更大的处理能力, 方便实用。不过目前这种结构的产品仅有1"和2"两种, 在过滤精度50μm时其标准处理流量分别为2～3t/h和13～18t/h。

2. 工作状态

过滤过程中, 过滤盘片在弹簧力和水力作用下被紧压在一起, 当含有杂质的水通过时, 直径大的颗粒和粗纤维直接被拦截 (即表面过滤) 。而比较小的颗粒与纤维沿沟纹孔进人到盘片内部, 由于沿程孔隙逐渐减小, 从而使细小的颗粒与纤维被分别拦截在各通道的途中 (即深度过滤) 。图2为盘式过滤器安装图。

四、方案实施

在不改变原水处理软化器设备再生操作过程的情况下, 将水处理软化器设备排污线分两路进行工艺改造, 改造后的水处理工艺流程图见图3。其中一路对反洗工作过程冲洗水进行回收, 即将原排污管路盲掉, 重新引出一条管线排向缓冲罐, 再用泵增压至盘式过滤器后排向水处理站出口管线, 实现循环利用;另一路仍利用原外排线对进盐、置换、一级正洗、二级正洗产生的污水进行外排。

五、实施效果

方案实施前, 水处理软化器设备反洗、进盐、置换、一级正洗、二级正洗每个过程产生的污水全部外排, 根据来水硬度, 外排量为处理总量的10%。方案实施后, 对水处理软化器设备反洗过程产生的冲洗水进行回收利用;对进盐、置换、一级正洗、二级正洗过程产生的污水外排, 现污水外排量为处理总水量的7%, 污水外排量减少了30%。

摘要：通过对油田注汽锅炉水处理软化器再生工作过程进行分析研究, 对水处理工艺流程进行技术改造, 采取对软化器反洗过程产生的冲洗水进行回收利用的措施。改造后, 水处理污水外排量减少30%, 现场应用效果好, 提高了水资源的利用率。

关键词：污水,减排,节能

参考文献

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇7

可以说, 锅炉热效率低已成为制约油田节能工作的关键因素之一。因此采取有效改进措施, 提高注汽锅炉的热效率尤为必要。通过从监测注汽锅炉烟气温度及氧含量和燃油 (汽) 节能器两个方面开展了提高注汽锅炉运行热效率研究与应用, 从理论分析、试验、设计、实际改造运行及节能效益等方面来看, 均达到了预期效果, 并有显著的经济效益和社会效益。

1 提高注汽锅炉运行热效率综合技术研究

提高锅炉热效率就是增加有效利用热量, 减少锅炉各项热损失, 其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失。本文主要针对以下两种设备应用进行研究和阐述。

1.1 烟气含氧量变频自动控制系统

目前稠油开采的主要方法是向地层加压注蒸汽的热采方法。因此燃气、燃油注汽锅炉的排烟热损失是影响热效率和采油成本的主要因素。现在热注生产中一直沿用着利用人工观察火形和颜色的方法调整锅炉运行状态, 经过检测人工调整的烟气含氧量为6~8%, 与标准2~4%相差很远, 达不到锅炉最佳运行状态造成锅炉热效率低和燃料的浪费。该系统可自动调整、跟踪、控制烟气含氧量的范围, 使锅炉始终运行在最佳状态。

1.2 注汽锅炉燃油 (气) 节能器

注汽锅炉主要以燃油和燃气为主, 长期以来, 提高注气锅炉燃料燃烧效率一直是个很难解决的问题, 燃料燃烧效率低, 浪费燃料, 而且排放的废气中的有害物质会造成环境污染。为解决上述问题, 研究应用了注汽锅炉燃油 (气) 节能器。燃油 (气) 节能器装置是一套以超强核磁技术为中心的高新专利产品 (专利证号:Z L201120167147.1) 。节能器提供极强的磁性, 用于对燃油、燃气等燃料进行处理, 达到节约燃料用量, 减少废气排放目的。

2 注汽锅炉燃油 (气) 节能器技术的研究

注汽系统主要耗能设备是注汽锅炉, 消耗的能源主要是电力、天然气和燃料油。其工艺流程是:给水进入注汽站内储水罐, 由水泵加压进入软水器, 与软水器中的树脂进行离子交换, 除去水的硬度, 进入除氧器 (热力除氧) 或加入Na2SO3进行化学除氧, 完成水处理;之后通过柱塞泵增压, 进入注汽锅炉对流段和辐射段加热, 产生高温高压的饱和水蒸汽 (16.0MPa, 温度345℃, 干度75%) , 进入汽水分离器 (或直接注入井底) , 将蒸汽干度提高到90%, 给蒸汽吞吐井或蒸汽驱井供气, 实现稠油热采。

2.1 燃油 (气) 节能器原理及特点

2.1.1 设备原理

燃油 (气) 节能器主要由永久磁铁组成, 两磁极S-S或N-N布置, 中间留出燃油通道, 使燃油从磁场中通过, 利用磁力降低燃料粘度, 在点火时, 带正电的燃料分子会吸引空气中的氧分子, 将燃料的分子和氧气结合, 使得燃料氧化燃烧完全, 同时减少烟气中氧化氮 (NOx) 、碳氢化合物 (HC) 等有害成分, 减少对环境的污染。燃料受到磁化处理。

当燃料通过磁场时, 燃料分子会产生扭曲效应, 使得分子的排列结构发生变化, 分子间产生相对滑移, 燃料分子间的结合削弱, 某些碳链会断开, 使分子的碳链缩短, 对于燃油分子而言, 分子量越低, 就越容易燃烧。因此, 燃油经磁化后雾化粒度变小, 与空气的接触面积变大, 不仅提高了雾化质量, 也促进完全燃烧。

2.1.2 设备功能及特点

(1) 独创的超导磁流体切割、催化、裂解技术;

(2) 独创的核磁屏蔽、拦截、防护技术;

(3) 独创的耐高温、高梯度、超导体减震保护技术;

(4) 独创的磁芯耐高温固化物灌注防腐、抗氧化技术;

(5) 国际国内首家应用钐钴、永磁合金材料装配制造技术。

3 现场实施情况与效果

3.1 烟气含氧量变频自动控制系统实施情况与效果

于2011年6月, 在辽河油田曙光采油厂热住二区41#活动站安装了一套烟气含氧量变频自动控制系统, 该系统可以直接将采集的参数用无线电的方式实时的显示到值班室中, 省去了活动炉经常搬迁需要重新布线的工作, 温度及含氧量的检测值对比误差平均小1%, 其采集频率非常快, 速度约为1~2s, 这是人工无法做到的, 根据实时的含氧量和其他运行参数显示就可以掌握锅炉的运行情况, 做到及时发现问题, 及时处理问题, 保证了注汽质量同时降低了燃料的浪费。

3.2 燃油 (气) 节能器现场实施情况与效果

3.2.1 节能效果

2011年3月, 分别在特油公司热注作业区大四站的10#炉和11#炉上, 安装了燃油 (气) 节能器后。通过对燃油 (气) 节能器实施前后的对比测试和计算, 排烟损失耗平均降低3.25%, 过剩空气系数平均降低0.1, 热效率平均提高2.3%, 平均节能率为2.8%, 减少了对空气的污染, 节能效果较显著。如表1。

3.2.2 经济效益分析

燃气锅炉效益分析:以单台油田注汽锅炉 (23t注汽量) 燃气量1255m3/h计。按燃气每立方米1.8元、锅炉利用率63%、节气率3.6%均算。

燃气价:

1255m3*1.8元*24h*360D a y*63%*3.6%=44.3万元

每台投资:20万元

投资回收期:约5~6个月

燃油锅炉效益分析:以单台油田注汽锅炉 (23t注汽量) 燃油量1吨/小时计。按燃油2800元/吨、锅炉利用率63%, 节油率2.95%均算。

燃油年节约:1吨*2 8 0 0元*24h*360Day*63%*2.95%=50万元

每台投资:20万元

投资回收期:约5~6月

4 结论

烟气含氧量变频自动控制系统在保证稳定生产的前提下, 节约了生产成本、减轻了工人的劳动强度、保障了生产过程的安全性、提高了热注站的自动化水平、强化了生产部门的信息处理能力、优化了生产统筹管理模式, 有效的推动油田数字网络化统筹管理进程。

根据中国石油天然气股份有限公司油田节能监测中心的反复测试, 燃油 (气) 节能器节能率节能效果稳定, 节能率在2%~3%, 可有效减少燃料消耗, 并能减少有害气体的排放, 减少环境污染, 具有一定的社会效益。燃油 (气) 节能器还具有无需其他能源, 不用人工操作, 控制方便, 使用寿命长的优点, 值得长期推广。

参考文献

[1]武占.油田注汽锅炉[M].上海:上海交通大学出版社, 2008

[2]廖洪波.一种提高油田注汽锅炉热效率方法的可行性研究[J].特种油气藏, 2006

[3]阮林华, 王卓飞, 赵建华, 等提高注气锅炉热效率的技术及应用[J].节能技术, 2006

[4]张贺.注汽锅炉燃油 (气) 节能器技术应用[J].中国石油和化工标准与质量, 2011

油田注汽锅炉节能降耗改造分析论文 篇8

关键词：锅炉,变频器,控制,节能

DZW-4.2型锅炉是小型普通的热水锅炉，在北方地区多用于冬季取暖。据柳河医院历年使用情况统计，煤、水、电等能源的消耗逐年增长，各项经济技术指标居高不下，年支出费用越来越高。经笔者全面的分析和研究，结果发现，除了管理等原因，锅炉本身也存在许多问题，导致能源浪费。为此，医院从电气入手，对其进行了节能技术改造。

1 节能技术改造方案

锅炉存在以下主要问题：动力设备的配置过大;手动控制粗糙，致使能耗增高;锅炉运行经常超压，溢流不回收。针对锅炉所存在的具体问题，制定了节能技术改造方案：加装膨胀溢流回收装置;拆除引风机风挡和鼓风机风阀，使风道畅通，并确保无泄漏;采用变频器控制系统中最简单、最基本的运行方式，分别对11kW鼓风机、37kW引风机进行微负压联动调速控制(见图1);对37kW循环泵进行温度自动控制(见图2);对2.2kW给水泵进行恒流量、自动稳压控制、超压自排;对1.1kW炉排机进行调速控制，根据需要，平滑地调节给煤速度。

(1)风机联动调速回路。由电位器R1、R2组成的外部给定速度设定回路，担负2台风机的调速任务。R2的电源端由R1的抽头引入后，鼓风机的调速范围受引风机制约，实现微负压联动。

(2)循环泵温度控制。此电路设计是为了控制循环泵停止的准确性和预防锅炉产生蒸汽而发生事故。温度控制仪WJ1的作用是对循环泵进行温度自动控制，完成自动停泵功能。启动时按下SB2、经过时间继电器KA常闭点延时、中间继电器JZ吸合、循环泵变频器运行、同时KA计时;锅炉起压运行后，水温升高，当到达WJ1设定值时接通电路，此时等待KA时间;当KA到达延时后，其常闭点打开、WJ1自动控制投入运行，等待停机;当锅炉系统停止时，循环泵还要继续运行将炉内的余温散热掉，此时管网的水温渐渐降低;当降至WJ1的动作值时，WJ1断开、JZ释放、循环泵变频器减速停止。运行中的锅炉一旦出现循环泵故障或其他原因而引起锅炉水温升高，很容易产生蒸汽而发生事故。WJ2的作用就是为了预防这类事故的发生而设计的温度报警电路。

2 安装调试

锅炉动力设备安装变频器后，不取消原有的电气控制系统及设备，以免变频器发生不可回复的故障影响锅炉正常运行，将变频器设定为基本运行即可满足生产需要。循环泵的控制电路需要改进(见图2)，温度控制仪WJ1和WJ2的检测热电偶分别安装在循环泵入口和锅炉出口处，WJ1和WJ2的设定值分别设为55℃和90℃;时间继电器KA的延时时间的设定应满足WJ1温度达到55℃动作时所需时间，一般情况下设为30分钟左右;补水泵选用全自动稳压设备，工作压力设定在0.25MP，超压自排压力点设定为0.26MPa。

3 节能统计