提高注汽锅炉运行热效率的方法
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提高注汽锅炉运行热效率的方法
发布时间:2021-11-17T03:20:34.990Z 来源:《防护工程》2021年22期作者:赵岩
[导读] 随着时代的不断发展,对注气锅炉的实际使用要求在不断提升,针对其运行效率低的情况,应该引起足够的重视,认真分析锅炉热运行效率低的主要原因,及时采取针对性的技术改进措施,并认真做好对锅炉的维护工作。
新疆油田公司风城油田作业区新疆维吾尔自治区克拉玛依市 834000
摘要:注汽锅炉是油气开采中的一项重要设备,为了提高油气开采效率,必须先提高注汽锅炉的运行热效率。
注气锅炉运行热损失的主要原因在于较高的排烟损失,若想提高注气锅炉运行热效率,可采用空气系数自动调节技术、化学清烟垢技术以及余热回收技术等相关技术措施。
鉴于此,本文主要分析提高注汽锅炉运行热效率的方法。
关键词:注汽锅炉;运行;热效率
1、引言
随着时代的不断发展,对注气锅炉的实际使用要求在不断提升,针对其运行效率低的情况,应该引起足够的重视,认真分析锅炉热运行效率低的主要原因,及时采取针对性的技术改进措施,并认真做好对锅炉的维护工作。
2、概述
注汽锅炉的热效率是表征其能效水平的重要指标,锅炉的经济运行,就是使锅炉在热效率高效区运行,并且运行参数安全合理。
为此需要掌握影响锅炉热效率的因素,抓住主要因素。
在锅炉的各项热损失中,因为排烟热损失所占比例最大超过85%,所以掌握锅炉排烟热损失的影响因素,减小排烟热损失是锅炉经济运行的关键,尤其对注汽锅炉更是如此。
由锅炉热平衡测算数据及结果分析可知,锅炉热效率在不同过量空气系数下随排烟温度升高呈现出线性递减的关联曲线,排烟温度越高,排烟热损失越大;过量空气系数越大,排烟热损失越大,并且过量空气系数越大,排烟热损失的曲线斜率越大。
减小排烟热损失可采取过量空气系数的调节技术、化学清烟垢技术和烟气余热回收技术的措施来实现。
虽然减小过量空气系数有利于减少锅炉的排烟热损失,然而过小的过量空气系数会引发化学不完全燃烧热损失,所以存在着最佳过量空气系数,应确定在锅炉运行中采用的最佳过量空气系数。
锅炉排烟热损失与过量空气系数、排烟温度、冷空气温度相关联,掌握了它们之间的关联式,可揭示减小锅炉排烟热损失的方向。
3、注气锅炉运行热损失的原因
注汽锅炉的热效率是注汽锅炉在使用时,其性能中的最重要指标之一。
注汽锅炉的经济运行就是指锅炉在热效率较高的区域进行运行,并且其运行效果能够满足注汽锅炉使用的实际要求,运行参数安全且合理。
当前在分析注汽锅炉的热效率以及其经济运行调节时需要掌握影响周期。
注汽锅炉在实际使用时影响其热效率有一系列因素,需要抓住这些因素逐一进行分析,提高注汽锅炉在实际使用时的整体效果。
注汽锅炉在各项热损失中,其中所占热损失最大的就是排烟热损失,所占比例已经超过了85%。
为此,掌握注汽锅炉排烟热损失这一影响因素,并且减少排烟热损失是注汽锅炉在经济运行时的关键,尤其是针对注汽锅炉的经济效益进行分析时。
通过大量的数据研究,能够发现注汽锅炉热效率的影响因素主要包括了以下几点:
第一,注汽锅炉热效率与排烟温度之间所呈现的关系是良好的线性关系,也就是说,排烟的温度越低,注汽锅炉本身的热效率越高。
第二,在最佳过量空气系数的区段内,注汽锅炉热效率与排烟温度之间同样有着非常明确的关系,这种关系呈现着强线性关系,也就是说,当排烟温度越低时,热效率就会逐步增高,而过量空气系数也会越来越大,周期锅炉的热效率与排烟温度之间,其本身所产生的曲线斜率也会越来越大。
第三,注汽锅炉在实际使用时,其热效率与排烟温度和过量空气系数之间同样拥有一定的关系,其所呈现的是单调曲面关联。
第四,通过对注汽锅炉在实际使用时的热效率,以及排烟温度和过量空气系数的关联公式进行计算,能够进一步预测注汽锅炉在实际使用时的热效率,并且通过排烟温度的变化量以及过量空气系数的变化量,预测在未来使用注汽锅炉时,其热效率的变化量。
4、提高注汽锅炉运行热效率的方法
4.1、空气系数自动调节技术
采用空气系数自动调节技术,可有效提高注气锅炉运行热效率。
该调节系统主要分为检测部分、控制部分以及调节部分这三大部分。
其中检测部分的主要职能是进行氧量的检测及传输,其主要构件是传感器和变换器,其主要材质是氧化锆,氧化锆氧量传感器具有精度高、支持连续监测等优点,且氧化锆材料在700℃以上的高温下具有良好的氧离子传导性能。
控制部分的主要职能是根据检测到的信号对执行机构传达控制命令,其主要是由586 工业控制机和Paragon 550 软件控制组构成,为确保控制精度及控制的稳定性,应用了积分自适应控制和积分分离式比例,另外还运用了模糊控制、失效控制、条件控制等多种控制方法。
调节部分的主要职能则是进行配风调节工作,其主
要执行机构是机械风门,不过其在注汽锅炉中安装比较困难,且灵活性和精度较差,所以也可改为使用逆变器控制鼓风机转速来实现调节。
4.2、化学清烟垢技术
化学清烟垢是一种新型技术,是在热注炉炉膛或燃气、燃油中加入一种化学剂,具有除垢、防垢和缓蚀作用。
清烟垢剂的主要作用原理是利用烟垢清除剂与炉中烟垢发生化学反应和物理作用。
它撒在炉膛的高温处,即产生大量的化学烟雾,可分散到炉膛及各个角落(包括低温区、人触不及区)。
一是直接反应;二是复分解反应。
经反复作用,使烟垢松脆、龟裂、脱落或燃尽。
清烟垢剂的作用机理为:清烟垢剂中的硝酸盐,在750℃以上即分解,并生成氧化物、过氧化物及各种氮氧化物(M2O2、M2O、NO、N2O3、N2O5等,其中M为金属)。
硼砂在700℃以下即开始发生分解(产物为NaBO2、B2O3)。
氧化物与炉内的CO2、H2O、SO2等进一步反应,生成M2CO3、MOH和M2SO4(中和作用),也有一部分被熔融硅酸盐颗粒吸收,因此化学剂这些成分MNO3、MNO2、Na2B4O7、NaBO2、B2O3、M2CO3、MOH和M2SO4落在沉积物上,与沉积物成分之间可发生一系列反应:MNO3+SiO2→M2SiO3+N2O3;
M2CO3+SiO2→M2SiO3+CO2;
M2CO3+Na2S2O7→MNaSO4+CO2;
Na2B4O7+Fe2O3→NaBO2+Fe(BO2)3;
M2O+Na2S2O7→MNaSO4;
M2O+SiO2→M2SiO3。
反应后产生气体,这有利于沉积物变疏松。
硼砂落在沉积物上后使沉积物熔点降低。
对粘稠结渣来说,硼砂的加入,使粘度大大降低,增加了渣的流动性。
4.3、余热回收技术
一般注汽锅炉都属于卧式直流锅炉,22.5t/h 锅炉排烟处距离进风口约30m,这种情况致使其无法利用余热来预热空气,因为这会引起庞大的风道系统。
根据作业流程来看,通过对回收的余热在加热泵前给水来进行余热回收是可行的,其对回收装置的承压要求不高,但对换热器的抗腐蚀性能和导热性能要求较高。
所以在实际应用中,必须要选择防腐性能和导热性能较好的换热器。
4.4、做好对锅炉的维护工作
在锅炉的日常维护过程中,一定要做好对燃烧器的检查,保证供气阀门灵活好用,并做好对锅炉的除垢工作,提高锅炉的运行热效率,尤其要做好对各个部件的保养工作,及时对锅炉的运行参数进行调整,让其在高效率区间进行运行,提高锅炉的运行效率,充分对燃烧热进行利用。
还应该定期对锅炉的自动化控制系统进行检查,保证各种压力监测仪器、温度监测仪器正常运行,实时对锅炉的运行参数情况进行监测,可以采用锅炉自动调压设备,降低锅炉运行压力的波动,保证锅炉运行的安全性。
此外,还应该定期对锅炉的辐射段和对流段的炉管进行检查,如果出现堵塞和泄漏的现象,应该及时进行更换。
应该定期对锅炉的各种自动化仪表系统进行检查,保证各种检测仪器、仪表、温度仪器正常工作,实施掌握锅炉的运行参数,保证锅炉的联锁机构可以正常发挥其功能,避免锅炉在超压状态下运行,有效保证锅炉运行的安全性。
此外,还因该对锅炉的辐射段和对流段的炉管及时进行检查,及时发现泄漏问题,及时进行处理。
5、结束语
针对注汽锅炉热效率影响因素进行分析,并且帮助注汽锅炉进行经济运行调节,能够提高注汽锅炉的整体使用效果。
与此同时,也可以为经济发展做出积极贡献,应明确注汽锅炉实际使用时的影响因素,根据影响因素作出关联式,使得注汽锅炉在实际运行时始终都能够按照经济运行的方向进行调节。
参考文献:
[1]田扩.提高注汽锅炉运行热效率的方法[J].化工管理,2019(21):127-128.
[2]王健骁.关于如何提高注汽锅炉运行热效率的研究[J].石化技术,2019,26(02):4.
[3]王雪梅.提高注气锅炉运行热效率的技术与措施[J].化工管理,2017(19):116.
[4]王波.提高注汽锅炉运行热效率研究[J].节能技术,2005(04):382-384.。