稠油热采工程中过热注汽锅炉的应用

刘佳（辽河油田华油实业公司 辽宁省盘锦市124010）

稠油的开发是我国当前研究的一项重点内容， 当今我国开采稠油一般都是采用注入蒸汽的方式来进行工作的，一般说来，常用的注入蒸汽开采稠油的方法主要有以下几种： 稠油蒸汽吞吐热采技术、稠油蒸汽驱热采技术、稠油SAGD 热采技术、火烧油层热采技术等，这些技术的应用都有一个很严格的要求，那就是需要导入的热蒸汽的干度应该尽可能的大， 最好能到到百分之七十以上，推理一下的话，那就是这些蒸汽在锅炉中被排出的话应该达到百分之九十五以上，但是就目前现状来看，很多锅炉连百分之九十都达不到，这就给我们革新技术提出了新的挑战，过热注汽锅炉的应用需要我们进行革新了。

一、 过热注汽锅炉

过热注汽锅炉主要由五部分组成，这五部分分别是：炉体、分配器、汽水分离器、给水预热器、汽水掺混器，其中炉体是主要的组成部分，炉体又由三段组成，分别为过热段、辐射段、对流段，它的原型取自常规的注汽锅炉，但是它在此基础上进行了一定的革新，效果取得了明显的进步。

1、对过热注气锅炉的基本介绍

上面我已经详细介绍了过热注汽锅炉的一些基本组成部分，下面我再来详细的介绍下过热注汽锅炉的一些主要特征，过热注汽锅炉的主要特征主要有以下两点， 分别介绍了炉体和其他部分的一些主要结构特征：

表1 过热注汽锅炉运行参数（2009-12-23）

表2 过热注汽锅炉测试数据（2009-08-07）

（1）在过热注汽锅炉中各个组成部分的形状是各不相同的，其中炉体中的辐射段一般应该是圆筒形的，而过热段则不同，应该是弯头形，剩下的一段对流段应该是立方形的，它们都应该是钢制的结构，并且因为是要产生高温蒸汽的，所以一般都应该有耐火耐高温的性能。 对应着这三段结构名字的不同，它们的主要组成结构和功能也应该不一样，对流层主要是为了对流的，所以应该是垂直结构，并且应该是有多层次的组成，在实际中一般是由多个U 形管构成的，这种结构的对流是较为明显的；而辐射段应该是具备辐射功能， 因此其内部管的排列应该主要是环形排列的，这样才能起到更好的辐射作用；过热段则主要是进行导热的，所以一般采用较为简单的矩阵排列即可。

（2）对于其他的一些组成部分我简要的一一描述下，其中连接在供水管上的应该是高压柱塞泵， 是整个过热注汽锅炉中最前的部位，然后就是给水预热器了，它主要由内外两部分组成，并且有两个端口，分别进行注水和导水，然后就是汽水分离装置了，顾名思义，它的主要作用就是把水蒸汽中的高温蒸汽和水分分离出来， 做到这种效果的主要内部装置就是汽包和旋风分离器，其中旋风分离器是主要的工作装置，经过这一装置后的水蒸气就能够得到很好地汽水分离， 分离出来的高温蒸汽就可以就可以进入过热管束，然后经过过热管束再进入喷水减温器，最后从端口排出完成整个的工作过程。

2、过热注汽锅炉工作原理

了解了整个过热注汽锅炉的主要组成部分之后我再来简要的叙述下过热注汽锅炉的主要的工作原理， 首先加热过程是在炉体内进行的，在炉体内经过加热就会形成湿度过高的水蒸气，然后这些水蒸气就会进入到上文中提到的汽水分离器当中，经过该装置之后高温蒸汽的干度就会达到我们所需要的百分之九十五以上， 然后再把分离出的高温蒸汽导入炉体中的过热段进行加热， 再次把蒸汽的温度提高然后就可以排出以供我们使用了。 这种过热注汽锅炉的主要优势就是提高了排出水蒸气的干度，并且大大增加了热能的利用率。

3、过热注汽锅炉的特点

下面我再简单的描述下过热注汽锅炉的一些主要特点：（1）大大提高了排出高温蒸汽的干度；（2）大大提高了锅炉的热利用率；（3）相较于原来的锅炉而言使用的范围大大的提高了；（4）可以进行完全的自动化控制，把自动化技术引入了锅炉的使用中；（5）因为结构比较完善，所以整个的工作过程中不容易出现各种故障；（6） 最后也是最主要的一点就是相较于原来的高温锅炉，它的使用安全性得到了很大的提升，运行更稳定了。

二、 过热蒸汽注汽锅炉在油田的应用

下面我就以我国在新疆风城油田的稠油开采中使用的过热注汽锅炉为例具体的阐述下过热注汽锅炉在运行中的一些具体参数， 这些参数很好的表明了过热注汽锅炉在运行中的一些优势，具体参数见表一和表二。

（一） 锅炉正平衡效率

蒸汽锅炉给水流量/（kg/h）蒸汽锅炉给水温度/℃给水压力（表压） /MPa注汽干度/%过热蒸汽压力（表压） /MPa过热蒸汽温度/℃过热蒸汽焓/（kJ/kg）注汽压力（表压） /MPa注汽温度/℃注汽蒸汽焓/（kJ/kg）过热锅炉负荷率/%正平衡效率/%14 725 26.1 8.4 100.00 5.71 479.9 3 348.4 5.66 275.3 2 784.7 77.9 88.5 18 939 39.0 10.6 100.00 7.04 486.4 3 361.9 6.98 293.7 2 770.2 97.6 92.6

（二） 锅炉反平衡效率

排烟热损失/%散热损失/%热损失之和/%反平衡效率/%锅炉平均效率/%7.73 1.77 9.5 90.5 89.5 7.91 1.37 9.3 90.7 91.7

从这些调查结果我们就能看出这两台过热注汽锅炉具备了很好的工作效能， 不论是在运行的时间长度还是在具体的运行效果上都能够达到以前锅炉所不能达到的程度， 对原有的锅炉进行了优化。

三、 结语

综上所述， 过热注汽锅炉在原有锅炉的基础上进行了性能上的改进和结构上的优化， 在现实中的使用效果也得到了良好的验证，可见过热注汽锅炉的前景相当不错，具有很可观的发展潜力。

[1] SY/T 0027-2007，稠油注汽系统设计规范[S].