油田注汽锅炉系统流程简介

李艳

油田注汽锅炉系统流程简介

注汽锅炉系统流程简介

  注汽锅炉是为注蒸汽热采而专门设计的-种新型工业锅炉。因注汽锅炉必须将它产生的蒸汽强制送入地下油层，所以它的设计工作压力在11Mpa以上。锅炉给水泵就是油田注汽锅炉产生高压的设备，- -般为柱塞泵。在注塞泵的作用下从水处理来的软化脱氧水被强制一次性通过预热器、对流段、辐射段各受热面达到要求的蒸汽质量注入地下油层。从工作原理上讲注汽锅炉是一种强制循环高压单管直流锅炉。它是从锅炉的入口到出口由单-连通的炉管组成，用泵强制水通过炉管各个受热面而产生蒸汽的一种锅炉。由于直流锅炉没有汽包，因此具有以下特点:

(1)不受压力限制，运行中适用于任何压力。

(2)炉管管径小，炉体重量较轻，便于安装和移动。

(3)可快速启停和升降负荷。

  直流锅炉要求很高的给水品质，为了尽量降低对给水的要求，从而简化注汽锅炉配套的水处理设备，注汽锅炉一般生产蒸汽干度为80%的湿饱和蒸汽，在蒸汽出口中至少有20%的炉水可溶解各种残余盐分。这样既能最大限度地提高送入地下的每公斤蒸汽的热量，又最大限度地在廉价的水处理设备基础上保证锅炉的安全运行.根据注汽锅炉流程，可以将注汽锅炉分为水汽系统和燃烧系统两部分。

一：水汽系统

注汽锅炉水汽系统流程图如图所示

  从水处理来的软化脱氧水进入柱塞泵升压。在泵前装有入口减震器以保证入口水的稳定供应，防止在吸水时抽空，形成气穴引起震动。同时当进口水压力低于进口水压时。报警设定值(0.1MPa)时注汽锅炉将会自动停炉。在泵的出口装有减震器以保证出口水的压力平稳。在柱塞泵出口安装安全阀以保护给水泵免受超压损坏。由于给水泵是容积泵，其排量与电机转速成正比，所以新型号的注汽锅炉都采用变频器调节给水流量。同时，在变频器出现故障时可以采用旁路回水调节阀调节给水流量，此时，给水泵排量保持不变，锅炉给水量通过调节回水调节阀调节，将多余部分的水送回泵进口上游2.5米以外的地方。在进口管线上采用孔板差压流量计检测给水流量，当给水流量低于系统设定给水流量低报警值时，系统发出停炉信号。

  经过计量的软化水进入预热器，其温度被提高到露点以上，以避免烟气中的硫酸蒸汽凝结在对流段的翅片管上造成低温腐蚀。预热器出口温度的控制可人工手动调节也可以自动调节旁通阀来实现。预热后的水进入对流段翅片管和光管,在这里吸收约40%的热量，使水温升高，再进入预热器加热刚进入的软化水，失掉部分热量，然后进入辐射段。水在辐射段流经全部串联炉管，吸收约60%的热量，其温度达到在设定压力下的相对应的饱和温度，压力为设定压力，蒸汽干度为80%的饱和蒸汽。在炉管穿出辐射段炉壁的附近焊接有管壁温度热电偶用来测量炉管的温度，当温度达到设定值时系统将发出自动报警停炉信号，以保护炉管不被烧坏。锅炉出口装有两只安全阀，一个整定在设定压力，另一个整定在高于设定压力3%处，经安全阀后饱和蒸汽进入蒸汽出口汽水分离器，分离出来的炉水经过滤器到取样冷却器冷却降温后，取样分析检测蒸汽干度;分离出来的蒸汽经蒸汽出口截止阀送入注汽管网。在汽水分离器的下部安装有蒸汽温度热电偶。检测蒸汽出口温度，当温度达到设定值即发出报警停炉信号，以防止锅炉烧过热蒸汽而加速结垢引起爆管。

二：燃烧系统

  由于油田注汽锅炉燃烧器采用北美油气两用燃烧器，其燃料可以是重油油渣也可以是天然气。根据燃料的不同，其燃烧系统也有明显的差别。在国内，在注汽锅炉燃料的选择上存在地域差别，一般在新疆油田采用天然气作为燃料，而在胜利油田和辽河油田一般采用重油油渣作为燃料。其流程示意图如图所示。

  天然气经智能旋进流量计计量后分成两路:一路进入燃气系统。天然气通过手动球阀和两个电动阀进入压力调节器,天然气压力降低并保持在1.5Kpa左右送入膨胀管，经过蝶阀调节后进入燃烧器，蝶阀和风门受气动执行器联动控制，膨胀管的作用是稳压缓冲，在停炉时，两个电动阀速断关闭，放空电磁阀打开排气。另一路进入引燃系统，天然气经手阀进入压力调节器把气压降为13.8Kpa左右，再经过两个电磁阀进入压力调节器把气压进-步降低到1.5Kpa后进入点火枪。智能旋进流量计同时检测天然气的压力和天然气温度,当天然气压力低于燃气压力低报警值或高于燃气压力高报警值时，系统自动发出报警停炉信号。

内容来源：大连理工大学孙健硕士论文