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提高熱采鍋爐效率的技術措施

文檔作者：蓋軼文檔來源：冷家油田開發公司注汽作業區		點擊數：	更新時間： 2022年11月29日
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化 工 設 計 通 訊 新材料與新技術
New Material and New Technology
第42卷第3期
Chemical Engineering Design Communications 2016年3月
·47·
1 總述與分析
提高熱采鍋爐的效率，需要對注汽鍋爐所存在的不足進
行分析，同時做好相關的鍋爐設計，病毒和制造單位進行洽談，
以此來提出改進的要求和設想。對于熱采鍋爐來說，其主要
應用到亞臨界壓力，在這樣的高壓下和（9.2t/h-23t/h）的小容
量、較低的水質要求之下，通過采用臥式布置和開式強制流
動的方式是一種比較合理的設計方案。但是從各部分的部件
具體結構的分析來看，特別是從高效節能的角度來考慮，這
種設計還有很多方面值得改進，本研究據此，制造設計了輻
射段采用模式水冷壁的方式，并對其對流段采用肋片管等多
管組并聯運行的方式設計出了一種新型的鍋爐，以此來提升
其熱采鍋爐的使用效率，再次分別將這兩項技術進行簡要的
敘述。
2 提高熱采鍋爐效率的輻射段技術措施分析
分析原鍋爐的輻射段，它的外面是一個圓柱形的外殼體，
內壁敷設著很厚的折疊式的硅酸鋁纖維毯，里面是沿著周圍
布置著光管蛇形管的受熱面。比如說23t/h，管子Φ89×12 ；
節距152mm，管子中心至硅酸鋁內壁距離為84.5mm，這便是
鍋爐爐膛，燃燒重油時，其理論燃燒溫度可達1 800℃，爐膛
火焰中心溫度也可達到1 500℃左右。這樣的高溫輻射通過光
管水冷壁之間的間隙，可以直接的輻射到爐墻之上，那么通
過硅酸鋁纖維毯表面的溫度，能夠對外殼表面的溫度進行提
升，就增加了鍋爐散熱的損失[1]。
采用膜式水冷壁，也就是通過兩個管子和管子之間的扁
鋼進行焊接，使其成為一連續壁面，這種連續的膜式壁可在
自動生產線上生產。我們用這種膜式水冷壁做成多邊形腔
體，是一個全密封的，能承受一定內壓的多邊形柱體。它就
是膜式水冷壁輻射段- 爐腔，由于它是全密封的，重油在爐
膛內燃燒，高溫煙氣的輻射段全部輻射到管子和扁鋼上，而
整個膜式水冷壁受到管內水或汽水混合物的冷卻，確保其安
全運行，而膜式水冷壁的外側溫度只略高于汽水混合物的飽
和溫度（對21MPa 23t/h 鍋爐約400℃）。我們只需在其外側
敷設較薄的保溫材料，便可確保護板外壁溫度低于50℃的要
求。
原鍋爐輻射段的光棍兒主要是通過管架和管架座進行固
定的，它主要是固定在圓筒之上，而管架和管架座暴露在高
溫的爐膛之內，所以只能采用耐高溫抗氧化的奧氏體合金鋼
Cr25Ni12，但其價格較為昂貴。通過對膜式壁的應用，固定
和支撐膜式壁是在其外側，不與高溫煙氣接觸，普通碳鋼就
可以了。
而膜式水冷壁結構不能采用Φ89×12 這種大直徑管子，
為了更大程度地增加經濟效益，針對的減少高壓鋼管等用
材，可以采用了Φ51×7 的管子，為確保輻射段兩端的質量
流速，必須采用多管組并聯系統，23t/h 鍋爐采用4 個管組并
聯[2]。
多管組并聯系統與單管組的直流鍋爐系統，在水動力等
諸多方面要復雜很多。必須考慮各管組的水力不均勻性和熱
力不均勻性等許多問題。所以在設計時，需要首先考慮各管
組在結構上的一致性，做到其局部阻力和摩擦阻力基本相同。
考慮到熱力不均勻性的客觀存在，并且使這種不均勻對各管
組的影響均勻存在。設計中還考慮了膜式水冷壁整體熱膨脹
和相鄰各管間的熱膨脹影響，考慮微正壓燃燒給膜式壁帶來
的影響，如何確保各管組工質引入和引出時流量的均勻性，
管間脈動的可能性，以及管壁溫度等問題，都必須進行必要
的核算和安排。
膜式水冷壁的采用也為鍋爐檢修和清洗創造了有利條件。
爐膛是全部由鋼管和扁鋼包覆起來的，高壓水槍沖洗或鏟除
結渣，都不與耐熱保溫材料接觸，不會對爐墻有任何損壞。沖
洗對流段的污水，也可匯集到輻射段水冷壁內一起排掉。我
們認為多管組的結構形式，不只是為應用膜式水冷壁而采用，
而是適應鍋爐容量增大的必然措施。如果在集中注汽量較大
容量的注汽鍋爐，譬如100t/h 鍋爐，配以等干度分配器，就可
以抵4 臺23t/h 鍋爐，無論從投資和運行成本都是經濟的。而
這種鍋爐必須采用多管組并聯運行。
3 提高熱采鍋爐效率的對流段技術措施分析
原鍋爐的對流段主要采用東莞然后指導方式進行，管外
面是連續的螺旋圓形肋片，為錯列的進行布置。其使用的優
點主要是加大煙氣的側換熱面積，確保整個對流段更加的緊
湊。錯列布置也提高了對流放熱效果。但是，連續的螺旋肋
片易積灰，錯列布置使吹灰和沖洗變得較困難。所以，本研
究設計的對流段和輻射段一樣，減小管徑，采用多管組并聯
運行。在水動力等方面，也與輻射段一樣加以考慮，只是對
流段內是單相介質，更安全可靠，23t/h 鍋爐采用Φ51×8 管子，
3 個管組并聯運行。管子外側采用H 型肋片，這種肋片管同樣
在自動生產線上制造。運行時不易積灰，肋片管采取順列布置，
便于吹灰和沖洗。
參考文獻
[1] 亓磊，張生凱，陳華，等. 提高鍋爐熱效率方法的探索與研究[J].
萊鋼科技，2016，14，（03）：41-42.
摘 要：我國對高溫高壓蒸汽熱采重油的使用歷史已經有十幾年，在這段時間當中，熱采工藝在我國石油工人的努力下，
在不斷地發展和改進，而且也取得了較好的成績，為我國的建設事業做出了很大的貢獻。本研究基于此，主要探究提高熱采鍋
爐效率的技術措施，希望做的內容能夠給相關領域提供有價值的參考。
關鍵詞：熱采鍋爐；工作效率；技術措施
中圖分類號：TK227 文獻標志碼：B 文章編號：1003–6490（2016）03–0047–01
Some Technical Measures to Improve Efficiency of Heat Recovery Boiler
Gai Yi
Abstract ：My high temperature and pressure steam for thermal recovery of heavy oil usage history has been 10 years，during
which time，the thermal recovery process in the efforts of oil workers，in constant development and improvement，but also achieved
good results for China’s construction industry to make a significant contribution.In this study，based on this，it is to explore to improve
the heat recovery boiler efficiency of several technical measures，hoping to make the content can provide valuable reference to the
relevant fields.
Key words ：heat recovery boiler ；efficiency ；technical measures
提高熱采鍋爐效率的技術措施
蓋 軼
（冷家油田開發公司注汽作業區，遼寧盤錦 124010）
收稿日期：2016–03–29
作者簡介： 蓋軼（1970—），男，新疆克拉瑪依人，工程師，主要從
事熱注工作。

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