注汽锅炉石油焦粉复合燃烧技术简介.ppt

环能科技;1、概述 辽河油田是中国第三大油田，也是全国最大的稠油、超稠油、高凝油生产基地。由于稠油黏度较大，采用传统的开采工艺（如注水、加助剂等）无法开采出来，因此，在稠油开采过程中，借鉴国外稠油开采工艺，向油井内注入一定数量的高温、高压蒸汽，将超稠油加热熔化至流态后，再通过抽油机抽取。稠油蒸汽吞吐热采是一种高投入、高成本的开发工艺, 蒸汽的生产和地面、地下设备的操作要占整个热力采油生产成本的80 %以上, 其核心设备是注汽锅炉, 注汽锅炉所用燃料为原油或天然气, 据国外统计, 蒸汽锅炉所消耗燃料约占采油量的1/ 3 , 因此,改变注汽锅炉燃料结构, 对于降低稠油开采成本、提高热采效益具有非常重要的意义。;1.1辽河油田注汽锅炉现状 辽河油田用于热采的注汽锅炉就有200多台,一台23t/h的注汽锅炉每年耗油9352t. 从稠油操作成本构成分析，燃料费约占 30～40 %。因此，降低稠油操作成本首先要降低注汽锅炉的燃料费用，而降低燃料费用必须改变燃料结构。 （1）现有的注汽锅炉绝大多数都是23t/h燃油锅炉，近年来，辽河油田做了大量的替代燃料油的改造，概括起来如下；直接采用燃煤注汽锅炉这在技术上没难度,有关厂家也生产出合格产品并得到应用,缺点是占地面积大,煤场、灰场、除尘、脱硫等使得一次投资大。 ;（2）煤通过加工，变成水煤浆或煤气以替代原油或天然气 辽河油田在稠油区块根据现有的注汽锅炉的结构特（这种锅炉只能烧液体或气体燃料），开展了注汽锅炉改烧水煤浆或煤气的现场试验，通过近两年来的试验，锅炉运行的各项参数达到了预期要求，从技术上来讲，基本能够满足稠油热采的要求。但运行维护较复杂，一次性投资高。 （3）采用石油焦浆作为燃油注汽锅炉的替代燃料 已经改造了三台锅炉，初投资太大，运行维护复杂，推广前景一般。 ;1．2燃料油、石油焦粉或天然气、石油焦粉复合燃烧 针对辽河油田已经做的上述燃料结构调整，我们认为燃料油、石油焦粉或天然气、石油焦粉复合燃烧将会是目前燃料结构调整的首选，复合燃烧的特点是初投资很少，改造周期很短，方便快捷地实现燃料的多样化，基本保留了原先锅炉的特点。 ;2、石油焦粉燃料油或石油焦粉天然气复合燃烧的 可行性分析 2．1石油焦粉简介 石油焦热值较高 ,约为 30～36 MJ / kg,灰分极低 ,一般仅为 0. 1 % ～0. 3 % ,挥发分为 10 %左右 ,碳含量 占 90 %左右 ,燃料的活化能为 151～167 kJ /mo l。表 1所示为高硫石油焦和重油 、煤粉 、木粉等燃料的元素分析和工业分析对比 ,其中石油焦、煤粉及木粉数据采用实验室采集的样品 ,重油则采用文献;; 通过表 1的数据可以看出 ,石油焦和重油的碳氢元素含量十分接近，而碳氢元素在燃料中的比重决定了燃料的热值等级。相对于煤、生物质燃料 、水煤浆等燃料来讲 ,石油焦热值非常接近重油的热值 ;另一方面石油焦和重油都属于低灰分燃料 ,表中石油焦灰分约为 0. 18 % ,而重油灰分约为 0. 001 % ,比较煤粉等燃料石油焦在灰分方面更容易满足注汽锅炉的工艺要求。从表中还可看出 ,重油主要以挥发分的燃烧为主 ,因而着火迅速 ,容易点燃 ; 而石油焦主要以固定碳的燃烧为主 ,石油焦固定碳占到了 87. 1 % ,其燃烧特性类似于无 烟煤 ,在常温下难以点燃 ,因此在采用石油焦粉直接喷燃时 ,必须采用特殊的技术措施使固定碳颗粒充分加 热和热解 ,经过合理配风 ,使石油焦粉快速点燃和燃尽。;2．2石油焦粉在注汽锅炉炉膛内的燃烧点火及稳燃 复合燃烧的一个原则就是对原有的燃烧系统全部保留，只是在现有的燃烧器上加装石油焦粉燃烧器，使得具有既可以烧油、烧天然气、还可以烧石油焦粉，由于石油焦粉的挥发份较低，只有10%左右，靠自身的挥发份的热值很难实现点火，但由于复合燃烧，这个问题得到了很好的解决。在投入石油焦粉之前，锅炉已处于稳定的良好的燃油状态，炉温已经在1000℃左右，其实对于石油焦粉燃烧，炉温在650℃时即可稳定燃烧。石油焦粉投入后，逐步减少燃料油的投入，石油焦粉燃烧器均衡布置在油枪的四周，初步采用四个焦粉枪，火燃的组织基本上以油枪为主，另四个粉枪为附的原则，犹如我们看到的长征2号捆绑式运载火箭形式，由于有两种热源相互依托，提高了燃尽率，火燃充满度高，辐射换热量增大，无论是对锅炉效率还是负荷都有促进作用。;2．3关于炉内灰渣 以油田常用的23T/H注汽锅炉为例，当燃料一半为油一半为石油焦粉的情形下，额定负荷下焦粉耗量约为820KG/H，焦粉灰含量为0.1%，每小时产生 的灰渣量0.82KG/H,由于焦粉粒度在200目以下，