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新型燃煤注汽鍋爐的研制及其在稠油開采中的應(yīng)用

文檔作者：吳玉新1 呂俊復(fù)1 吳平2 吳麗萍2 吳偉棟3 趙曉星4 文檔來源： 1清華大學(xué)熱科學(xué)與動力工程教育部重點實驗室，清華大學(xué)熱能工程系2新疆宇澄熱力股份有限公司 3石油工程設(shè)計有限公司新疆設(shè)計院4太原鍋爐集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年04月13日
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第36 卷第12 期（2017.12） 試驗研究
油氣田地面工程http://www.yqtdmgc.com
新型燃煤注汽鍋爐的研制及其在稠油開采中的應(yīng)用*
吳玉新1 呂俊復(fù)1 吳平2 吳麗萍2 吳偉棟3 趙曉星4
摘要：為解決注汽鍋爐給水含鹽量高帶來的風(fēng)險問題，保證注汽鍋爐運行的安全，開發(fā)研制了
一種以煤為燃料生產(chǎn)過熱蒸汽的新型循環(huán)流化床燃煤注汽鍋爐。該新型鍋爐采用創(chuàng)新的分段蒸
發(fā)自然循環(huán)水動力技術(shù)，并對受熱面布置方案進行優(yōu)化，建成了多臺130 t/h 的燃煤注汽鍋爐。
燃煤注汽鍋爐在新疆油田風(fēng)城作業(yè)區(qū)近5 年的實際運行表明，其技術(shù)安全可靠，污水摻混比例達
到60%，蒸汽過熱度達到20 ℃，為新疆地區(qū)合理利用當?shù)刎S富的煤礦資源，節(jié)省天然氣消耗提
供了技術(shù)保障。
關(guān)鍵詞：燃煤注汽鍋爐；分段蒸發(fā)；自然循環(huán)；含鹽量；水質(zhì)
Doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2017.12.004
Study on the New Type of Coal- fired Steam- injection Boiler and Its Application in
Heavy Oil Recovery
Wu Yuxin，Lü Junfu，Wu Ping，Wu Liping，Wu Weidong，Zhao Xiaoxing
Abstract：In order to control the risk problem of high salt content in feed water of steam-injection boilers
and ensure the operation safety of steam- injection boilers， a new type of circulating fluidized bed
(CFB) steam injection boiler using coal as fuel and producing superheat steam is developed．The new type
of boiler adopts stage evaporation and the natural circulation technology，and the heating surface arrangement
plan is optimized，constructing many 130 t/h coal- fired steam- injection boilers．A 5- year operation
experience in Fengcheng operation area of Xinjiang Oilfield show that the coal-fired steam-injection
boiler technology is safe and reliable， and the proportion of mixed wastewater reaches 60% while the
steam superheat degree of superheat reach 20 ℃．Such a technology provides technical guarantee for reasonably
using rich local coal resource and reducing the consumption of natural gas in Xinjiang area．
Key words： coal- fired steam- injection boiler； stage evaporation； natural circulation； salt content；
water quality
油田注汽鍋爐是生產(chǎn)蒸汽進行稠油開采的專用
設(shè)備，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽被注入到地下加熱稠油后，
隨稠油一同被采出，再經(jīng)油水分離、污水處理后循
環(huán)利用。為了充分利用采油污水的余熱，防止鹽分
造成污染，通常將污水回用注汽鍋爐，這對鍋爐的
運行提出了特殊要求。
常規(guī)高含鹽給水的注汽鍋爐通常采用一次通過的
直流水動力系統(tǒng)，在產(chǎn)生蒸汽的過程中，鹽分會不斷
在爐水中濃縮，為了保證受熱面的傳熱安全，鍋爐出
口處的蒸汽干度一般不超過80%，以保證鹽分被足夠
的水分溶解[1]。然而現(xiàn)代稠油開采所采用的SAGD （蒸
汽輔助重力泄油） 方法要求蒸汽干度大于90%，才能
獲得理想的采油效果[2]，為提高蒸汽干度，在常規(guī)直
流注汽爐后端必須追加獨立的汽水分離裝置和相應(yīng)的
熱回收裝置，這不僅使系統(tǒng)變得復(fù)雜，降低了生產(chǎn)蒸
汽的經(jīng)濟性，同時也產(chǎn)生了大量高含鹽污水，如何處
理這些污水一直是個巨大的難題。
傳統(tǒng)直流鍋爐通常采用天然氣為燃料，來保證
其隨負荷變化的快速響應(yīng)能力，難以采用其他替代
燃料。隨著天然氣價格上漲，注汽成本不斷攀升，
為稠油開采的可持續(xù)生產(chǎn)帶來了巨大壓力。
新疆地區(qū)具有豐富的煤炭儲量，采用煤代替天
然氣生產(chǎn)高干度過熱蒸汽，不僅能夠降低注汽鍋爐
的運行成本， 還可降低對天然氣的依賴程度。為
此，迫切需要開發(fā)新型燃煤注汽鍋爐，以適應(yīng)新疆
地區(qū)稠油開采的需求。
*基金論文：山西省科技重大專項招標項目（MD2016-01）。
1清華大學(xué)熱科學(xué)與動力工程教育部重點實驗室，清華大學(xué)熱能工程系2新疆宇澄熱力股份有限公司
3石油工程設(shè)計有限公司新疆設(shè)計院4太原鍋爐集團有限公司
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