何福功

摘 要：介紹遼河油田注氣鍋爐熱煤氣技術(shù)的特點。以遼河油田金馬注氣站注汽鍋爐改燒熱煤氣為例，對比同類鍋爐使用不同燃料的各自特點，分析熱煤氣技術(shù)在油田注汽鍋爐上應(yīng)用的潛力。同時指出目前熱煤氣技術(shù)需要解決的一些問題。

關(guān)鍵詞：油田注汽鍋爐 ?熱煤氣技術(shù) ?不同燃料各自特點 ?應(yīng)用潛力

中圖分類號：TE4 ? ?文獻標識碼：A ?文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0057-01

油田專用濕蒸汽發(fā)生器又稱注汽鍋爐，是專門用于油田稠油開發(fā)的熱工設(shè)備，隨著西氣東輸工程的推進及環(huán)保要求的提高，現(xiàn)在遼河油田注氣鍋爐多以天然氣為燃料，只有個別偏遠井站供氣受限才使用原油作為燃料。多年來，注汽鍋爐一直是油田開發(fā)的主要耗能設(shè)備，近年來隨著原油天然氣價格的不斷上漲以及國內(nèi)原油天然氣生產(chǎn)局勢的日益緊張，這種高成本高消耗的燃料結(jié)構(gòu)嚴重制約著油田的持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟效益。另一方面我國是煤炭大國，其儲量和產(chǎn)量都位于世界前列，尤其近幾年國內(nèi)煤炭價格持續(xù)回落，使得煤炭在釋放同等熱量前提下相對石油和天然氣更具有價格優(yōu)勢，如果能夠以煤炭作為鍋爐燃料，所帶來的經(jīng)濟效益將十分巨大。

1 熱煤氣鍋爐技術(shù)特點

相對于傳統(tǒng)注氣鍋爐，熱煤氣鍋爐可以利用原有鍋爐爐體，在不改變輻射段及對流段的前提下通過改變?nèi)紵骷肮夤芫€就可實現(xiàn)。同時為了保證充分燃燒需在鍋爐尾部增加“熱管空氣預(yù)熱器”，利用燃燒后的煙氣對空氣進行預(yù)熱;為了克服改造后空氣及煙氣阻力的增加，在系統(tǒng)中需增加一臺引風機。

受煤氣輸送距離影響，通常煤氣發(fā)生爐就安置在注汽站旁。煤氣站使用原煤利用空氣和蒸汽產(chǎn)生的煤氣經(jīng)旋風除塵器、管道擴容除塵器及除硫塔后與空氣混合進入燃燒器燃燒;空氣通過鼓風機進入熱管換熱器進行預(yù)熱并升溫至200 ℃，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥與煤氣站輸送過來的煤氣在燃燒器混合后進入鍋爐爐膛燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過對流段對蒸汽進行第一次換熱，隨后進入熱管換熱器對空氣進行第二次換熱，最后由引風機通過煙囪排放。

2 對比燃氣鍋爐各自特點

傳統(tǒng)鍋爐相對于煤氣鍋爐流程簡單，不需要引風機及換熱管線，占地面積小，可根據(jù)開發(fā)需求調(diào)整布局易于整體搬遷。燃料方面，由于使用重油及渣油排放污染物超標現(xiàn)已基本停止使用，使用稀油因成本高也僅限于供氣受限的局部地區(qū)使用。作為主要燃料的天然氣因成分比較單純有害雜質(zhì)少，污染物排放量少，S02、NOX含量均在標準范圍內(nèi)，煙塵幾乎沒有，因此也不需要輔助的除塵除硫凈化設(shè)備，運行設(shè)備維護費用少，但燃氣鍋爐會受供氣氣源影響，供氣壓力波動頻繁會對鍋爐運行參數(shù)產(chǎn)生影響，需要實時調(diào)整;在冬季及用氣緊張時常因供氣壓力過低而影響生產(chǎn)。

使用熱煤氣的鍋爐最大的特點是相對傳統(tǒng)燃料價格低廉，鍋爐燃料來自旁邊煤氣站，相對燃料供應(yīng)穩(wěn)定，配合調(diào)整靈活，不受季節(jié)天氣影響，適合長期穩(wěn)定運行。但受原煤特點影響，需要一系列相應(yīng)的配套設(shè)備，包括原煤儲運、煤氣發(fā)生器、供氣管線、換熱管線、凈化設(shè)備等，設(shè)備繁多占地面積大，一旦建站不宜搬遷，后期設(shè)備維護頻繁，人員配置需求量大，且凈化設(shè)備需要持續(xù)投入，整體設(shè)備運行成本高。同時熱煤氣污染物排放含量要比天然氣大，需要實時監(jiān)測控制。

3 熱煤氣鍋爐的應(yīng)用潛力

油田燃油（天然氣）注汽鍋爐改燒熱煤氣后其燃料成本將大大降低。以遼河油田金馬熱注大一站為例：一臺23 t注汽鍋爐每天標準生產(chǎn)432 t蒸汽，燃料會消耗掉26噸稀油或是3萬方天然氣，折算成價錢則是燃油10萬元;燃氣6萬元。而采用熱煤氣技術(shù)后，在生成相同蒸汽量的情況下每日耗煤65 t，按700元/t估算，每日燃料成本是4.6萬元。對比燒油每臺鍋爐每天可節(jié)省燃料費5.4萬元，比燒天然氣每天可節(jié)省1.4萬元。熱注站煤氣改造工程投資約為1200萬，改造后建成的煤氣站可供兩臺鍋爐同時使用，設(shè)計年蒸汽發(fā)生量可達20萬方，相對傳統(tǒng)燃油每年可節(jié)約燃料費用2500萬，當年就可收回改造投資費用。即使對比燃氣每年也可節(jié)省燃料費用650萬，2年可收回投資費用。金馬煤氣站建成于2007年，一直使用至今，投產(chǎn)7年目前仍在使用中。

4 目前熱煤氣鍋爐所面臨的問題

由于原煤品質(zhì)以及燃燒方式的影響，在燃燒過程中會產(chǎn)生不同的有害物質(zhì)，諸如粉塵、NOX、硫化物的排放，雖然采取凈化設(shè)備能夠大大減少污染物的排放，但在實際運行中尤其是在啟停爐燃燒沒有穩(wěn)定形成或是結(jié)束的時候還是會產(chǎn)生部分污染物。此外，雖然氣化后的煤氣溫度可達400 ℃以上，高于煤氣中的焦油的凝析點，但在管道內(nèi)壁、助燃空氣混合等溫度比較低部件處，由于煤焦油的析出，會使諸如主輸氣管道、燃燒器、對流段的翅片管、煙囪等部件結(jié)焦。通常在連續(xù)運行三周就要對燃燒器進行清焦，連續(xù)運行三個月要對主輸氣管道和煙囪清灰清焦。由于鍋爐的本體是利用原有鍋爐進行改造，鍋爐爐體的各部件并沒有針對熱煤氣而專門設(shè)計。在使用一段時間后會出現(xiàn)一些問題：輻射段容易積灰，可以通過停爐檢修時對爐體內(nèi)進行清潔;對流段翅片管結(jié)焦積灰，嚴重時會影響對流段的換熱效果，最終導致鍋爐熱效率的降低及煙溫的升高。不同與常規(guī)鍋爐，煤焦油結(jié)焦后會與煤灰形成塊狀粘物粘在翅片管上，在常溫下還會吸收空氣中的水分，潮解后會變的更粘，清理起來費時費力，而且效果也很有限，需要針對煤焦油進行攻關(guān)研究新的清灰方法或是減少煤灰粘結(jié)。

5 結(jié)語

作為一項新生技術(shù)，雖然熱煤氣鍋爐在使用上仍存在種種問題，但其在工藝技術(shù)上是可行的，并且具有巨大的經(jīng)濟效益。相信在未來經(jīng)過充分的調(diào)整改進，這項技術(shù)將會對油田鍋爐的燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整上發(fā)揮重要的作用。

參考文獻

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