论文部分内容阅读
摘要：针对目前注汽锅炉热效率不高的现状，结合热损失因素，积极采用新型余热回收工艺技术和新型辐射涂料以及富氧技术提高锅炉热能利用效率，减少热损失，通过多种形式的节能提效措施降低能耗，提高热效率。
关键词：余热回收、辐射涂料、富氧技术
中图分类号：TK22
引言：目前油田注汽锅炉普遍存在着热效率低，燃料消耗过大的问题，就注汽锅炉目前运行状态来看，造成锅炉热损失的主要原因有：① 由锅炉体表、制造结构及性能引起的散热损失；② 由化学不完全燃烧引起的热量损失；③ 由热力系统中排污等原因造成高温高压水的热量损失；④注汽锅炉尾部对流段出口排出的烟气所造成的热量损失。其中排烟损失和散热损失是最主要的。针对以上四种原因引起的热量损失，我们可以进行一系列的措施改造 达到提高热效率的目的。
一、采取烟气余热回收利用技术
注汽锅炉烟气余热回收利用主要有三种方式：①烟气余热预热空气；②烟气余热预热燃油；③烟气余热给水 。
经技术调研发现，这三种余热回收方式对锅炉本体热效率的影响是不同的。但前两种方式的实现工艺过于复杂、初期投资较大、系统操控不方便，而烟气余热预热给水的实现工艺简单，投资少见效快，只要系统参数控制得当，完全能满足降低锅炉排烟热损失、提高锅炉热效率的要求。 烟气余热利用装置可以选用热元件余热利用装置 。热元件余热利用装置的传热元件又可分为三类：即光管传热元件、翅片管传热元件和销钉管传热元件。烟气余热利用装置由上、下联箱、壳体、销钉管传热管组及外部流程管线组成。该装置中传热管采用横向冲刷错列形式，管内走水，管外走烟气。其结构特点为：①结构紧凑，相同换热面积的销钉管余热回收装置和换热设备与普通光管的设备相比，其体积和占地面积数倍地减少；②维修方便，销钉管是采用整根无缝钢管制造完成的，各销钉管之间用弯头连接； ③受压元件热应力小；④可高效连续的运行，销钉管技术具有较强的防垢、防灰和自除垢、除灰能力，因而其设备可以长时间的保持高效运行。安装时将余热利用装置直接安装在锅炉尾部烟气外排口处，同时，将给水系统加以改进，将水加热而形成汽水混合物，然后流到汽水分离器中，进行蒸汽和水分离，分离出蒸汽用于储油罐加热及站内采暖，而分离出来的水较少，可直接排人排污池。
二、使用高温辐射涂料提高热量利用率
通过对注汽锅炉研究表明在锅炉炉膛内，火焰和高温烟气传热是辐射换热。 如果在炉管或炉墙上涂上能产生辐射波的高温辐射涂料，增加黑度或增强辐射波，就能使辐射波产生激烈的共振现象，强化辐射换热，有效提高炉管吸热能力，从而提高锅炉热效率。
1、 FHC— AB型高温辐射涂料
FHC—AB型高温辐射涂料是一种新型节能产品，涂在炉管上在高温作用下（500℃以上）能形成一种固化瓷膜，它可提高炉管的黑度，吸热率比未涂时提高5% ～1 0% ；同时由于辐射涂料产生的红外线辐射加剧了燃料的燃烧，起到了助燃的作用，从而提高了锅炉的热效率。
2 、HTEE—E型红外线辐射涂料
将HTEE—E型红外线辐射涂料涂刷在炉膛内衬表面上，经高温烘烤后形成一种固化瓷膜。由于其发射率高（0.9），热量经锅炉内壁的反射力将增大2.18倍，增强了内衬红外线热辐射的反射力， 因而提高了对炉管的辐射力， 降低了通过散热造成的热损失。锅炉内衬涂刷HTEE—E型红外线辐射涂料后，排烟温度可下降20℃，节汽率为2%，热效率提高了1% 。
效果预测：
（1）排烟热损失大幅下降。
（2） 锅炉水汽流程的传热效果得以强化，进一步提高了锅炉的热效率。
（3）节油效果好。
（4）涂料在高温作用下（500 0C以上）形成一种固化瓷膜，使红外线直接作用于被加热介质，吸热效率比普通加热方法提高5% 一10% 。
三、采用富氧技术强化燃烧提高燃烧效率
用比通常空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧。它是一项高效节能的燃烧技术，与用普通空气燃烧相比有以下优点： 1.高火焰温度和黑度。 辐射换热是锅炉换热主要的方式之一，按气体辐射特点，只有三原子和多原子气体具有辐射能力，原子气体几乎无辐射能力。所以在常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例很高，因此烟气的黑度很低，影响了烟气对锅炉辐射换热面的传热。富氧助燃技术因氮气量减少，空气量及烟气量均显著减少，故火焰温度和黑度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高，进而提高火焰辐射强度和强化辐射传热。一般富氧浓度在26%～3l%时最佳。 2.加快燃烧速度，促进燃烧安全。 燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，将有利于燃烧反应完全。 3.降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间。 燃料的燃点温度随燃烧条件变化而变化。燃料的燃点温度不是一个常数，如CO在空气中为609℃，在纯氧中仅388℃，所以用富氧助燃能提高火焰强度、增加释放热量从而提高换热效率。
参考文献
[1] 张乃峰 注汽锅炉烟气余热利用 油气田地面工程第24卷第8期 2005.08
[2] 任國利 提高油田注汽锅炉热效率的措施 新疆石油科技 2001年第4期
[3] 赵健 FHC— AB型节能涂料在注汽锅炉中的应用 管道技术于设备 2007年第4期 44-45页
关键词：余热回收、辐射涂料、富氧技术
中图分类号：TK22
引言：目前油田注汽锅炉普遍存在着热效率低，燃料消耗过大的问题，就注汽锅炉目前运行状态来看，造成锅炉热损失的主要原因有：① 由锅炉体表、制造结构及性能引起的散热损失；② 由化学不完全燃烧引起的热量损失；③ 由热力系统中排污等原因造成高温高压水的热量损失；④注汽锅炉尾部对流段出口排出的烟气所造成的热量损失。其中排烟损失和散热损失是最主要的。针对以上四种原因引起的热量损失，我们可以进行一系列的措施改造 达到提高热效率的目的。
一、采取烟气余热回收利用技术
注汽锅炉烟气余热回收利用主要有三种方式：①烟气余热预热空气；②烟气余热预热燃油；③烟气余热给水 。
经技术调研发现，这三种余热回收方式对锅炉本体热效率的影响是不同的。但前两种方式的实现工艺过于复杂、初期投资较大、系统操控不方便，而烟气余热预热给水的实现工艺简单，投资少见效快，只要系统参数控制得当，完全能满足降低锅炉排烟热损失、提高锅炉热效率的要求。 烟气余热利用装置可以选用热元件余热利用装置 。热元件余热利用装置的传热元件又可分为三类：即光管传热元件、翅片管传热元件和销钉管传热元件。烟气余热利用装置由上、下联箱、壳体、销钉管传热管组及外部流程管线组成。该装置中传热管采用横向冲刷错列形式，管内走水，管外走烟气。其结构特点为：①结构紧凑，相同换热面积的销钉管余热回收装置和换热设备与普通光管的设备相比，其体积和占地面积数倍地减少；②维修方便，销钉管是采用整根无缝钢管制造完成的，各销钉管之间用弯头连接； ③受压元件热应力小；④可高效连续的运行，销钉管技术具有较强的防垢、防灰和自除垢、除灰能力，因而其设备可以长时间的保持高效运行。安装时将余热利用装置直接安装在锅炉尾部烟气外排口处，同时，将给水系统加以改进，将水加热而形成汽水混合物，然后流到汽水分离器中，进行蒸汽和水分离，分离出蒸汽用于储油罐加热及站内采暖，而分离出来的水较少，可直接排人排污池。
二、使用高温辐射涂料提高热量利用率
通过对注汽锅炉研究表明在锅炉炉膛内，火焰和高温烟气传热是辐射换热。 如果在炉管或炉墙上涂上能产生辐射波的高温辐射涂料，增加黑度或增强辐射波，就能使辐射波产生激烈的共振现象，强化辐射换热，有效提高炉管吸热能力，从而提高锅炉热效率。
1、 FHC— AB型高温辐射涂料
FHC—AB型高温辐射涂料是一种新型节能产品，涂在炉管上在高温作用下（500℃以上）能形成一种固化瓷膜，它可提高炉管的黑度，吸热率比未涂时提高5% ～1 0% ；同时由于辐射涂料产生的红外线辐射加剧了燃料的燃烧，起到了助燃的作用，从而提高了锅炉的热效率。
2 、HTEE—E型红外线辐射涂料
将HTEE—E型红外线辐射涂料涂刷在炉膛内衬表面上，经高温烘烤后形成一种固化瓷膜。由于其发射率高（0.9），热量经锅炉内壁的反射力将增大2.18倍，增强了内衬红外线热辐射的反射力， 因而提高了对炉管的辐射力， 降低了通过散热造成的热损失。锅炉内衬涂刷HTEE—E型红外线辐射涂料后，排烟温度可下降20℃，节汽率为2%，热效率提高了1% 。
效果预测：
（1）排烟热损失大幅下降。
（2） 锅炉水汽流程的传热效果得以强化，进一步提高了锅炉的热效率。
（3）节油效果好。
（4）涂料在高温作用下（500 0C以上）形成一种固化瓷膜，使红外线直接作用于被加热介质，吸热效率比普通加热方法提高5% 一10% 。
三、采用富氧技术强化燃烧提高燃烧效率
用比通常空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧。它是一项高效节能的燃烧技术，与用普通空气燃烧相比有以下优点： 1.高火焰温度和黑度。 辐射换热是锅炉换热主要的方式之一，按气体辐射特点，只有三原子和多原子气体具有辐射能力，原子气体几乎无辐射能力。所以在常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例很高，因此烟气的黑度很低，影响了烟气对锅炉辐射换热面的传热。富氧助燃技术因氮气量减少，空气量及烟气量均显著减少，故火焰温度和黑度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高，进而提高火焰辐射强度和强化辐射传热。一般富氧浓度在26%～3l%时最佳。 2.加快燃烧速度，促进燃烧安全。 燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，将有利于燃烧反应完全。 3.降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间。 燃料的燃点温度随燃烧条件变化而变化。燃料的燃点温度不是一个常数，如CO在空气中为609℃，在纯氧中仅388℃，所以用富氧助燃能提高火焰强度、增加释放热量从而提高换热效率。
参考文献
[1] 张乃峰 注汽锅炉烟气余热利用 油气田地面工程第24卷第8期 2005.08
[2] 任國利 提高油田注汽锅炉热效率的措施 新疆石油科技 2001年第4期
[3] 赵健 FHC— AB型节能涂料在注汽锅炉中的应用 管道技术于设备 2007年第4期 44-45页