油田注汽锅炉能耗分析及节能降耗措施探讨

在油田的稠油井开采作业中，油田注汽锅炉发挥着不可或缺且极为关键的作用。稠油，作为原油的一种特殊类型，其内部蕴含着较高比例的胶质与沥青成分[1]。这些成分的存在，使得稠油在常温常压下呈现出黏度高、流动性差的特点，极大地增加了开采的难度。所以，油田注汽锅炉在油田开采里意义重大。不过，其运行能耗居高不下，还存在不必要的能源消耗，造成资源浪费，拉低了油田开采效益。鉴于此，必须重视油田注汽锅炉的节能降耗工作，从保温、采用节能技术等多方面对锅炉进行调整，减少热量损失，保障稠油开采流动性，提升油田开采效率与经济效益。

1 油田注汽锅炉的能耗分析

1.1 排烟损失

在油田注汽锅炉运行过程中，排烟是能耗损失最大的环节之一，大多数情况下，注汽锅炉需要燃烧加热，而排烟是不可或缺的步骤，但排烟过程中往往会造成不必要的热能损失，这也导致油田注汽锅炉的能耗大幅度增加[2]。以往有研究人员针对注汽锅炉进行分析，通过实验的方式对燃烧过程中的热量损耗进行证实，注汽锅炉运行时的排烟会直接影响整体能耗，排烟量越大损失也会越大，导致浪费掉的能耗越高。另外，排烟损失与排烟温度有很大关系，排烟温度高热损失也会随之提升，因此要严格控制排烟温度，一般排烟温度控制在 180℃左右，燃油温度为 240^∘C ，但在实际运行过程中，很难将温度控制在绝对数值，这意味着温度必然会超过预定的标准，造成大量排烟损失，影响能源的充分利用，切实降低了油田注汽锅炉的运行效益，并且过量排烟还会引发大气污染。

1.2 能量损失

（1）化学燃烧不充分。大多数情况下，化学燃烧不充分会造成明显的能量损失，这也是注汽锅炉能耗较高的主要原因。锅炉燃烧时，炉内燃料未能达到最佳的燃烧状态，燃烧过程中会产生明显的物理与化学反应，部分燃烧中的物质转变为非燃烧性物质。另外，注气锅炉本身存在一定燃烧条件限制，导致部分燃料难以得到充分燃烧，注气锅炉内的燃烧状态差，从而引发较为明显的热量损失。另外，注气锅炉长期处在运行状态下，由于天然气与原油的燃烧，会在内部产生大量污垢，尤其是注气锅炉的炉管位置，除非及时清理，否则，会产生燃烧空间不足、无法供应氧气等情况，部分燃料无法得到充分燃烧，而燃烧时间越长能量损失越多，对油田整体经济效益造成负面影响。

（2）机械燃烧不充分。热损失是注汽锅炉运行中

能耗最高的环节，可以达到总损失的 80% ，由此可见，这是影响注汽锅炉能耗问题的主要因素。通过分析机械燃烧不足是引发部分能量损失的主要原因，这也是除热损失之外的能耗，能量损失与注汽锅炉结构有关，由于机械燃烧不充分形成热损失，导致注汽锅炉的能耗问题大幅度提升。比如，注汽锅炉本体与热管线外壁，尤其是热管线会受高温蒸汽影响，在自身温度 > 空气温度时，部分热能便会散失在空气中。由于部分注气锅炉未能做好保护措施，或自身的保温结构未能达到要求，都会造成较大热损失，另外，保温材料性能不足、保温层结构不合理的条件下，也会影响注汽锅炉的燃烧热效率[3]。

2 油田注汽锅炉的节能降耗措施

2.1 严格控制排烟量与排烟温度

油田注汽锅炉排烟量与温度控制对节能降耗至关重要。排烟量方面，其与排烟损失紧密相关，为降低能耗，一是燃料为天然气或原油且燃烧状态最佳时，减少空气过剩系数；二是引入烟气含氧量自动分析检测仪等智能化设备，动态监测、灵活调整进风量，降低排烟热损失；还可更换燃料，如以水煤浆替代传统燃料，用 PLC 可编程控制器与智能化监测仪器实时监控燃烧状态，控制排烟量。排烟温度控制上，排烟温度高会使排烟量增大、热量损失提高，且对流端入口水温超标会限制水热交换能力，导致排烟温度上升。当下应采用智能调控装置监测对流端入口水温，超标自动降温。同时，使用天然气时，要控制对流端入口水温在 80～95^∘C ，减少排烟温度变化，提升节能效果。

2.2 合理引入莫尔节能降耗技术

莫尔节能降耗技术也是主要用于减少燃料消耗，有利于提高油田注汽锅炉的运行效益，在注汽锅炉运行过程中，适当添加莫尔液起到催化剂的作用，燃料会因此达到最佳燃烧状态，从而降低注汽锅炉成本。除了节能降耗外，该技术还能有效降低注汽锅炉内部积碳，避免形成大量结焦化物，切实提高注汽锅炉的热效率。总而言之，莫尔节能降耗技术能够让注气锅炉达到最佳的运行状态，通过实际测试平均节能热效率可以提高 4%～5% ，并且莫尔节能降耗技术具有较为优秀的环保效果。

2.3 重视水质与机械能耗的控制

当下应重视注汽锅炉水质控制，在注气锅炉优化改进过程中，对锅炉注入水进行严格把控，能够有效降低结垢问题，同时在蓄水装备中安装净化装置，将水质控制在标准要求下，从而降低注汽锅炉能耗。另外，在注气锅炉运行过程中，机械能量损耗同样非常大，会引发不必要的消耗问题，因此要严格把控机械能耗，如给水泵、引风机以及送风机等设备，占据着非常高的能耗比例。当下应探索各类设备的节能措施，例如，针对给水泵进行优化，可以改变启动方法，将传统的启动形式更改为软启动，并且合理应用变频调速技术，通过降低给水泵转速减少机械能耗。

3 结语

在油田开采过程中，注汽锅炉是能耗最高的环节，使用过程中会浪费大量燃料，因此可以通过改造达到节能降耗的效果，这有利于降低油田开采成本。要想有效改造注气锅炉，应明确引发燃料浪费、提高能耗的关键原因，从根本入手进行优化完善，比如，降低排烟温度与排烟量、加强锅炉的保温等，都能起到节能效果。由于油田注汽锅炉节能降耗，对企业的发展有着积极影响，所以在油田开采过程中，要加深研究注汽锅炉的节能降耗方法，目前来看，大多与热量损失有关。除了做好注气锅炉的保温以外，还要及时清理灰尘污垢，避免造成更多的热量损失，同时引入余热回收加热与莫尔节能降耗技术，最终达到降低运行成本的目标。

参考文献：

[1]王伟. 油田注汽锅炉烟气余热利用及其低碳减排分析[J].石化技术,2022,29(01):7-8.

[2] 陈德山, 伍永巴依,董振,等. 油田注汽锅炉的能耗分析及节能降耗措施[J]. 化工管理,2020,(31):149-150.

[3]郭崇华. 油田注汽锅炉能耗分析及节能降耗措施分析[J].中国新技术新产品,2017,(01):81-82