高效油田注汽锅炉改造研制与应用
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完成单位:中国石油辽河油田特种油开发公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-554
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
包 波、任志华、吕洪超、吕树新、张延军、石小枫、邵凤生、陈 刚
注汽锅炉是热力开采的主要设备,油田现有注汽锅炉361台,每年消耗的燃料气占油田总能耗的70%以上,因此,开展注汽锅炉的节能改造对辽河油田公司降本增效意义巨大。根据实测数据,各台锅炉目前均存在锅炉热效率偏低的问题。严重影响了锅炉的经济性。平均热效率为87.2%,平均排烟温度为163.1℃。可通过进一步降低排烟热损失,提高注汽锅炉热效率。根据TSG 91-2021《锅炉节能环保技术规程》要求,改造后,燃用天然气时锅炉热效率限定值不得低于92%,同时通过去除过渡段增加对流段,降低制作成本,增加换热面积。
该方案的技术难点有两项,一是过渡段的后端有检修人孔和观火孔,主要作用是便于日常进辐射段检查和观察火焰燃烧,上方连接着对流段。去除后,对流段与辐射段直接连接,对流段内密布的光管和支撑的管板阻碍了进入和观察辐射段的途径。二是通过增加对流段炉管数量来实现降低烟气温度提高热效率,新对流段可能过高不利于检修。针对上述难点,技术人员结合现场实际,利用辐射段和对流段宽度相差较大的结构,将对流段不在使用正中安装设计,而是向辐射段水区侧对齐安装,与辐射段汽区侧漏出的空隙安装一个45度角的检修门和观火孔。新对流段不在采用原来的一体式设计,使用三段式堆积结构,下对流段为光管区,直接对应辐射段。吸热降温后的烟气从上方进入中、上对流段的翅片管区。因新对流段总换热面积增加了400.7m2,故降低了烟气温度。
经济效益:单台锅炉的投资费用为147万元,改造前锅炉热效率为85%,改造后锅炉热效率提升为92%,按2019年单台锅炉注汽量96478吨计算,预计单台锅炉年节约天然气量为52.1×104m3,预计年创效97.95万元,考虑设备折旧及修理费用,年节约注汽成本76.59万元,投资回收期为2.37年。
社会效益:对注汽锅炉进行热效率提升改造,生产等量蒸汽时,可减少锅炉烟气排放量。本工程的实施既符合节能减排的方针政策,又能取得良好的经济和社会效益,因此本工程的建设适合推广到所有因烟气温度高导致的热效率低的油田热采注汽锅炉上。