注汽鍋爐給水升溫研究與試驗(yàn)

摘 要：本文主要研究將鍋爐給水溫度從75℃提升至130℃，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)高溫水直供鍋爐的可行性，并由試驗(yàn)數(shù)據(jù)量化提高給水溫度可以節(jié)省鍋爐燃料消耗，為SAGD開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：注汽鍋爐;給水升溫;高溫柱塞泵;新式入口減振器

1 概括

目前，特種油開(kāi)發(fā)公司SAGD開(kāi)發(fā)是采用集中供熱、集中換熱和高溫集輸?shù)墓に嚕渲屑袚Q熱工藝是依靠集中換熱站內(nèi)8臺(tái)換熱器完成，換熱熱源為經(jīng)聯(lián)合站換后的高溫采出液，溫度為120℃，冷源為高溫污水，根據(jù)注汽量每天需求量約18000～20000m3。當(dāng)SAGD井組達(dá)到88個(gè)時(shí)，產(chǎn)出液量將達(dá)到19360t/d，曙光采油廠可消化12000t/d，剩余7360t/d的熱能，經(jīng)計(jì)算后可將高溫污水換熱由現(xiàn)在的70℃提升至130℃。但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，鍋爐給水設(shè)備的耐溫上限僅為70～75℃，嚴(yán)重限制了高溫污水的升溫空間。

2 主要研究?jī)?nèi)容

2.1 鍋爐本體改造

現(xiàn)有鍋爐本體流程主要分為4個(gè)部分，對(duì)流段、給水換熱器、輻射段和過(guò)渡段。

試驗(yàn)流程改造主要集中在鍋爐給水部分。改造后的流程是，高溫污水依靠增壓泵升壓，再進(jìn)入換熱器與SAGD分離水進(jìn)行換熱，升溫后的軟化水將直接通過(guò)柱塞泵進(jìn)入鍋爐，最終生成蒸汽。

2.2 設(shè)備關(guān)鍵試驗(yàn)

試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備包括：高溫柱塞泵和入口減振器。

2.2.1 高溫柱塞泵

試驗(yàn)用高溫柱塞泵的試驗(yàn)內(nèi)容包括，柱塞盤(pán)根和機(jī)油。試驗(yàn)過(guò)程中前后試用了兩種材質(zhì)的盤(pán)根，分別是芳綸材質(zhì)和碳纖維材質(zhì)，主要區(qū)別是，碳纖維盤(pán)根耐溫更高。高溫柱塞泵機(jī)油采用熱注站提供的普通柱塞泵機(jī)油，沒(méi)有對(duì)機(jī)油性能提出要求。

2.2.2 入口減振器

現(xiàn)使用的是氣囊式減振器，氣囊內(nèi)充填氣體，依靠其彈性減小柱塞泵入口水壓的波動(dòng)。但由于氣囊為橡膠材質(zhì)，耐溫性能不好，無(wú)法滿(mǎn)足高溫給水需求。新式入口減振器取消了氣囊，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，利用立、臥兩部分直管的組合設(shè)計(jì)，可以在水流動(dòng)時(shí)，使自身內(nèi)部保存一定量空氣，進(jìn)而依靠這部分空氣的可壓縮性，穩(wěn)定入口水壓。

3 給水升溫試驗(yàn)

3.1 節(jié)省燃料

鍋爐高溫給水試驗(yàn)于7月21日9：00正式開(kāi)始試驗(yàn)鍋爐以7m3/h運(yùn)行，給水溫度由110℃提升至130℃，鍋爐單耗可以降低4.7%。

3.2 關(guān)鍵設(shè)備評(píng)價(jià)

3.2.1 高溫柱塞泵

高溫給水使水溫由70℃升至130℃，對(duì)柱塞盤(pán)根的密封及耐溫要求更高，依靠常規(guī)的盤(pán)根正常漏失量已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足盤(pán)根與柱塞表面的潤(rùn)滑和降溫需求。因此，增加柱塞桿增加了噴淋裝置。盤(pán)根累積使用時(shí)間60天，壽命大幅增加。

3.2.2 入口減振器

新式入口減振器減振效果較好，但有效時(shí)間短，130℃條件下，有效期最長(zhǎng)不超過(guò)7天。主要是運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，內(nèi)部空氣存量會(huì)發(fā)生損失，造成穩(wěn)壓能力減弱，因此增加充氣單向閥，每隔一定時(shí)間使用空壓機(jī)或氮?dú)馄窟M(jìn)行充氣，保證鍋爐運(yùn)行不中斷。

4 結(jié)論

試驗(yàn)完成了擴(kuò)大SAGD生產(chǎn)規(guī)模過(guò)程中，產(chǎn)出液換熱冷源缺乏問(wèn)題的部分前期技術(shù)研究，突破了油田注汽鍋爐的給水溫度上限，各關(guān)鍵設(shè)備能夠滿(mǎn)足鍋爐給水提溫工程的要求，為后期規(guī)模實(shí)施打下了基礎(chǔ)。

作者介紹：

馬驍（1985- ），男，大學(xué)本科，中級(jí)工程師，現(xiàn)從事超稠油采油工藝技術(shù)研究工作。