稠油注汽锅炉燃料结构调整试验研究

www.chinaoilonline.com  2009-07-15 00:00:00
稠油的生产主要以热采为主,热采就是用热注锅炉(一般23t/h)将软化后的净水加热成高温、高压蒸汽,通过管线注入到油层,提高稠油的温度,增加流动性,起到驱油的作用。以辽河油田为例,去年稠油产量约860×104t/a,而热采稠油约占80%以上,每年的注汽量约1500×104t/a,消耗的燃料油约100×104t/a,价值十几亿元,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。由于煤的价格较低,资源丰富,也比较容易得到,因此,以煤为基本燃料,通过加工,变成水煤浆或煤气以替代原油或天然气,这是一条改变现行燃料结构,降低燃料费用的最佳途径。 为此,辽河油田在稠油区块根据现有的注汽锅炉的结构特点(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降或煤气的现场试验,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。取得了较好的成果,为今后开展这项工作提供了好的经验。 一、改造内容 ㈠锅炉改烧水煤浆 1.燃料供给系统:主要是保障水煤浆的卸、储、供,为锅炉提供连续的燃料供给,保证注汽锅炉的正常运行。 2.烟风系统:充分利用烟气余热,对空气进行预加热,提高燃烧效果,另外,烟气通过电除尘后经引风机排出。 3.点火系统:燃烧器内设有高能点火枪、油枪和浆枪,先点燃油枪,然后,用油枪点燃水煤浆枪。另外,为保证水煤浆的雾化效果,由锅炉在线引出一路雾化蒸汽,降压后供给浆枪雾化,提高水煤浆的燃烧效果。 4.吹灰及排灰系统:水煤浆燃烧后出灰量是很大的,为防止炉内积灰结焦,设置了多点、间歇、逐段吹灰方式,确保锅炉的正常运行。在锅炉辐射段底部,安装了刮灰器、减速器及连杆机构,定期将灰排出。 5.控制系统:为保证水煤浆的燃烧达到最佳效果,对炉膛压力、烟气含氧量和供浆系统实现自动控制。同时,与原锅炉的控制系统保持一致,使锅炉能够在一个最佳的状态下运行。 ㈡锅炉改烧煤气 锅炉改烧煤气因燃料比较洁净,在燃烧过程中不产生灰,与改烧水煤浆相比相对简单,对原炉基本不进行改动,可利用原炉的燃烧系统,主要的投入是增加一套煤气发生器,该技术比较成熟。 二、经济效益分析 一台23t/h注汽锅炉烧水煤浆或改烧煤气改造费用约300万元,具测试,1公斤水煤浆的热值约4750千卡,1公斤型煤可产生3.3~3.5立方米煤气,1立方米煤气热值约1450千卡,与水煤浆相比产生的热量差距不大,1吨水煤浆运到现场价格约470元(含税),1吨型煤运到现场价格约420元(含税),针对上述情况,按现场的实测数据,分别进行了经济效益评价。 ㈠水煤浆 注汽锅炉改造前,平均日烧原油30.24吨,锅炉年工作时间按280天计算,年消耗原油约8400吨;改造后,平均日烧水煤浆51.4吨,年消耗水煤浆14400吨。 水煤浆价格保持在470元/吨时,燃油价格计算的边际值(内部收益率达到12%,财务净现值≥0)为829元/吨; 燃油价格保持在18美元/桶时,水煤浆价格计算的边际值为505元/吨。 ㈡煤气 改造前,平均日烧原油约33.4吨,锅炉年工作时间按280天计算,年消耗原油约9352吨;改造后,平均日烧型煤56.52吨,年消耗型煤15825.6吨。 煤价保持在420元/吨时,燃油价格计算的边际值(内部收益率达到12%,财务净现值≥0)为730元/吨; 燃油价格保持在18美元/桶时,煤价计算的边际值为521元/吨。 三、结论 通过现场试验,注汽锅炉改烧水煤浆或煤气从技术的角度是可行的,从经济的角度也是一项有巨大潜在经济效益的项目,以上试验只是小规模的现场试验,如果进行工业化生产,关键的因素一是燃料的价格,二是进一步要降低改造费用。 以辽河油田为例,如一半的锅炉烧水煤浆或煤气,规模为100×104t/a,因此,从长远来看,应考虑就近,靠近油区建厂,这样,可大幅度地降低燃料的价格。 从以上两种燃料的对比看,采用煤气做燃料更具有一定的优势,一是技术上更为成熟,便于实施,价格上和水煤浆比差距不大;二是作为气体燃料,比较洁净,几乎不含杂质,省去了经常性地清扫炉膛,降低污染,便于管理,减少操作人员的劳动强度。 相信这项工作通过进一步的论证,采取切实可行的措施,一定能够取得较好的效果,从而提高热采稠油开发的经济效益。