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【摘要】热力采油是稠油油田主要开采工艺，热采锅炉是主要实施设备，每年需要消耗大量燃料，近几年由于天然气供应不足而以燃油为主，此技术利用油井伴生气作为辅助燃料，以达到节约燃料油的目的，具有较好的经济效益和社会效益。
【关键词】稠油热采 油井伴生气 油气混烧 应用
高升油田是我国最早实施蒸汽吞吐开采的稠油油田，目前热力采油（蒸汽吞吐和蒸汽驱）仍是主要的开采方式，油田生产现场依靠稠油热采锅炉来实现稠油热力开采，而热采锅炉属高耗能设备，需要消耗大量燃料，特别是在近几年国际油价大幅波动的情况下，如何降低稠油生产的操作成本是亟待解决的问题。油井伴生气在油田普遍存在，其主要成分是甲烷，针对这一现状，高升采油厂采取改造热采锅炉燃烧器的方式对其燃料结构进行调整，将原来单一的燃气或燃油改为油气混烧的结构模式，既充分利用了油井伴生气，又大幅降低了稠油热采的成本，提高了锅炉热效率。
1 存在的问题
目前油田生产现场的稠油热采锅炉燃烧器为油气两用，可以单烧，自动化程度较高。在锅炉燃烧时，燃油或燃气连杆与风门连杆相互联动，燃烧时按选择的燃料不同风门开度不同，保证在锅炉运行的过程中始终保持最佳燃料空气比，但燃烧器的燃料空气比系统是按单项设计的。燃气时其控制过程比较简单，但燃油时在主燃火点着后有一个短暂的油气切换过程，此时为油气混烧，这一过程的空气供应量有限，不能成倍增长，此时两种燃料同时进入燃烧室，等于将燃料量增加一倍，时间长就会因氧气供应不足导致不完全燃烧，锅炉冒黑烟。另外在点火时因相当数量的燃料一起冲击燃烧室发生爆燃现象，不完全燃烧还会使对流段翅片管积炭，易在烟道尾部引起二次燃烧，甚至发生烟气爆炸等事故，造成设备损坏、仪表失灵，严重时还会危及到操作人员的人身安全。
油气切换时的油气混烧采取的是手动方式，即将“油、气”选择开关短接，失去选择功能，在油开关上短接了天然气控制阀开关，扳下联动控制燃油流量阀的连杆，在设备启动点火前必须人为调整燃油控制阀开度到最小，关闭油枪入口的手动阀。锅炉正常点火后，天然气进入炉膛，火焰稳定后，再缓慢打开油枪入口阀，防止大量燃料冲击炉膛发生爆炸。在调整火量过程中，只能通过观火孔观测燃烧状况，手动调整燃料阀的开度，致使燃料燃烧效率低。这种调整过程完全为手动操作，失去了自动控制的目的，增加了操作人员的劳动强度，也使设备运行质量难以保证，也给安全生产造成隐患。
2 工艺改造及应用效果
针对实际情况，在加强生产管理和监督检查力度的同时，寻求改进方法。经过多次论证，本着经济实用、安全环保、易于操作的原则，确定从两方面对设备进行技术改造。
2.1 对设备控制电路的改造：
在原控制系统不变的情况下，增加两个外部零件—“油气混烧开关和电子延时继电器。
油气混烧开关的作用是选择是否油气混烧。当需要时，将其打到“开”，在不需要时打到“关”，旁路电子延时继电器，终止油气混烧。
电子延时继电器的作用是将燃油控制电动阀按预定的时间延迟于天然气电动阀几秒后打开，实现设备点火时，天然气和燃油有顺序地梯次进入燃烧室，保证安全点火。
2.2 燃料空气比的调节
（1）在风门连杆与燃料蝶阀连接处安装可滑动收缩便调式油阀控制连杆和油量控制阀、起点定位及弹性反作用控制阀关闭装置，通过控制盘自动控制风门与燃料阀的调节。
（2）可滑动收缩便调式油阀控制连杆的作用是在开始增加火量时，当火量增加到一定限度，天然气供应不足时，燃油流量控制阀的开度开始与风门同步增加，保证燃料供给，满足充分燃烧要求。
（3）油量控制阀起点定位装置的作用是把油量控制阀的起始位置定位在略开的小火状态，既能保证点着火，又不会出现燃料过多冒黑烟现象。
（4）由于可滑动收缩便调式油阀控制连杆能够及时把油量控制阀打开，却无法及时关小，因此这个工作就由弹性反作用控制油阀关闭装置来完成，它能够保持燃料和空气的比例同步变化。
通过这一改造，实现以燃气为主、燃油为辅、油气混烧、自动调节的目的，使生产运行更加平稳安全。2.3 应用效果
目前，高升采油厂稠油热采锅炉已全部实现油气混烧，对燃料的适应性更强。同时有效提高了蒸汽对热量的吸收降低了排烟温度。油气混烧也使燃料中的其它杂质充分燃烧，减少炉内积灰。炉膛温度的提升增强了辐射段炉管的吸热能力及对流段翅片管的换热能力，提高了锅炉的热效率，从而降低了操作成本。
3 经济效益分析
稠油热采油气混烧技术的实施能有效降低稠油开采的操作成本，改善热采锅炉的燃烧条件，现场应用的经济效益较好。
直接经济效益分析：
（1）单烧油：燃油单耗65kg/t，价格3.6元/kg，即生产每吨蒸汽所需的燃油成本为234元/t。
（2）油气混烧：以油井伴生气为主燃料油为辅，油井伴生气：燃料油=7：3
则生产每吨蒸汽所需油气混烧成本价120.6元/t。
4 结论
稠油热采混烧技术的应用既利用了油井伴生气，又满足了生产的要求，降低了稠油热采的操作成本；
热采锅炉实现油气混烧后改善了锅炉的燃烧条件，降低了排烟温度，提高了锅炉的热效率；
减少了对流段积灰，延长了吹灰周期，减少了吹灰次数，降低了劳动强度，降低了设备维护费用。
参考文献
[1] 宫卓立，油田注汽锅炉使用手册[M].北京：石油工业出版社，1990
[2] 林宗虎，张永照，锅炉手册[M].北京：机械工业出版社，1989
[3] 王志国，马一太，张守军等。注汽锅炉系统用能分析方法研究[J].油气田地面工程，2003，22（1）：11—12
[4] 初吉泽.浅谈活动注汽站热效率的提高[J].石油知识，2001，21（1）：24—25
【关键词】稠油热采 油井伴生气 油气混烧 应用
高升油田是我国最早实施蒸汽吞吐开采的稠油油田，目前热力采油（蒸汽吞吐和蒸汽驱）仍是主要的开采方式，油田生产现场依靠稠油热采锅炉来实现稠油热力开采，而热采锅炉属高耗能设备，需要消耗大量燃料，特别是在近几年国际油价大幅波动的情况下，如何降低稠油生产的操作成本是亟待解决的问题。油井伴生气在油田普遍存在，其主要成分是甲烷，针对这一现状，高升采油厂采取改造热采锅炉燃烧器的方式对其燃料结构进行调整，将原来单一的燃气或燃油改为油气混烧的结构模式，既充分利用了油井伴生气，又大幅降低了稠油热采的成本，提高了锅炉热效率。
1 存在的问题
目前油田生产现场的稠油热采锅炉燃烧器为油气两用，可以单烧，自动化程度较高。在锅炉燃烧时，燃油或燃气连杆与风门连杆相互联动，燃烧时按选择的燃料不同风门开度不同，保证在锅炉运行的过程中始终保持最佳燃料空气比，但燃烧器的燃料空气比系统是按单项设计的。燃气时其控制过程比较简单，但燃油时在主燃火点着后有一个短暂的油气切换过程，此时为油气混烧，这一过程的空气供应量有限，不能成倍增长，此时两种燃料同时进入燃烧室，等于将燃料量增加一倍，时间长就会因氧气供应不足导致不完全燃烧，锅炉冒黑烟。另外在点火时因相当数量的燃料一起冲击燃烧室发生爆燃现象，不完全燃烧还会使对流段翅片管积炭，易在烟道尾部引起二次燃烧，甚至发生烟气爆炸等事故，造成设备损坏、仪表失灵，严重时还会危及到操作人员的人身安全。
油气切换时的油气混烧采取的是手动方式，即将“油、气”选择开关短接，失去选择功能，在油开关上短接了天然气控制阀开关，扳下联动控制燃油流量阀的连杆，在设备启动点火前必须人为调整燃油控制阀开度到最小，关闭油枪入口的手动阀。锅炉正常点火后，天然气进入炉膛，火焰稳定后，再缓慢打开油枪入口阀，防止大量燃料冲击炉膛发生爆炸。在调整火量过程中，只能通过观火孔观测燃烧状况，手动调整燃料阀的开度，致使燃料燃烧效率低。这种调整过程完全为手动操作，失去了自动控制的目的，增加了操作人员的劳动强度，也使设备运行质量难以保证，也给安全生产造成隐患。
2 工艺改造及应用效果
针对实际情况，在加强生产管理和监督检查力度的同时，寻求改进方法。经过多次论证，本着经济实用、安全环保、易于操作的原则，确定从两方面对设备进行技术改造。
2.1 对设备控制电路的改造：
在原控制系统不变的情况下，增加两个外部零件—“油气混烧开关和电子延时继电器。
油气混烧开关的作用是选择是否油气混烧。当需要时，将其打到“开”，在不需要时打到“关”，旁路电子延时继电器，终止油气混烧。
电子延时继电器的作用是将燃油控制电动阀按预定的时间延迟于天然气电动阀几秒后打开，实现设备点火时，天然气和燃油有顺序地梯次进入燃烧室，保证安全点火。
2.2 燃料空气比的调节
（1）在风门连杆与燃料蝶阀连接处安装可滑动收缩便调式油阀控制连杆和油量控制阀、起点定位及弹性反作用控制阀关闭装置，通过控制盘自动控制风门与燃料阀的调节。
（2）可滑动收缩便调式油阀控制连杆的作用是在开始增加火量时，当火量增加到一定限度，天然气供应不足时，燃油流量控制阀的开度开始与风门同步增加，保证燃料供给，满足充分燃烧要求。
（3）油量控制阀起点定位装置的作用是把油量控制阀的起始位置定位在略开的小火状态，既能保证点着火，又不会出现燃料过多冒黑烟现象。
（4）由于可滑动收缩便调式油阀控制连杆能够及时把油量控制阀打开，却无法及时关小，因此这个工作就由弹性反作用控制油阀关闭装置来完成，它能够保持燃料和空气的比例同步变化。
通过这一改造，实现以燃气为主、燃油为辅、油气混烧、自动调节的目的，使生产运行更加平稳安全。2.3 应用效果
目前，高升采油厂稠油热采锅炉已全部实现油气混烧，对燃料的适应性更强。同时有效提高了蒸汽对热量的吸收降低了排烟温度。油气混烧也使燃料中的其它杂质充分燃烧，减少炉内积灰。炉膛温度的提升增强了辐射段炉管的吸热能力及对流段翅片管的换热能力，提高了锅炉的热效率，从而降低了操作成本。
3 经济效益分析
稠油热采油气混烧技术的实施能有效降低稠油开采的操作成本，改善热采锅炉的燃烧条件，现场应用的经济效益较好。
直接经济效益分析：
（1）单烧油：燃油单耗65kg/t，价格3.6元/kg，即生产每吨蒸汽所需的燃油成本为234元/t。
（2）油气混烧：以油井伴生气为主燃料油为辅，油井伴生气：燃料油=7：3
则生产每吨蒸汽所需油气混烧成本价120.6元/t。
4 结论
稠油热采混烧技术的应用既利用了油井伴生气，又满足了生产的要求，降低了稠油热采的操作成本；
热采锅炉实现油气混烧后改善了锅炉的燃烧条件，降低了排烟温度，提高了锅炉的热效率；
减少了对流段积灰，延长了吹灰周期，减少了吹灰次数，降低了劳动强度，降低了设备维护费用。
参考文献
[1] 宫卓立，油田注汽锅炉使用手册[M].北京：石油工业出版社，1990
[2] 林宗虎，张永照，锅炉手册[M].北京：机械工业出版社，1989
[3] 王志国，马一太，张守军等。注汽锅炉系统用能分析方法研究[J].油气田地面工程，2003，22（1）：11—12
[4] 初吉泽.浅谈活动注汽站热效率的提高[J].石油知识，2001，21（1）：24—25