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新型燃煤注汽锅炉的研制及其在稠油开采中的应用

文档作者：吴玉新1 吕俊复1 吴平2 吴丽萍2 吴伟栋3 赵晓星4 文档来源： 1清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，清华大学热能工程系2新疆宇澄热力股份有限公司 3石油工程设计有限公司新疆设计院4太原锅炉集团有限公司		点击数：	更新时间： 2023年04月13日
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第36 卷第12 期（2017.12） 试验研究
油气田地面工程http://www.yqtdmgc.com
新型燃煤注汽锅炉的研制及其在稠油开采中的应用*
吴玉新1 吕俊复1 吴平2 吴丽萍2 吴伟栋3 赵晓星4
摘要：为解决注汽锅炉给水含盐量高带来的风险问题，保证注汽锅炉运行的安全，开发研制了
一种以煤为燃料生产过热蒸汽的新型循环流化床燃煤注汽锅炉。该新型锅炉采用创新的分段蒸
发自然循环水动力技术，并对受热面布置方案进行优化，建成了多台130 t/h 的燃煤注汽锅炉。
燃煤注汽锅炉在新疆油田风城作业区近5 年的实际运行表明，其技术安全可靠，污水掺混比例达
到60%，蒸汽过热度达到20 ℃，为新疆地区合理利用当地丰富的煤矿资源，节省天然气消耗提
供了技术保障。
关键词：燃煤注汽锅炉；分段蒸发；自然循环；含盐量；水质
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
油田注汽锅炉是生产蒸汽进行稠油开采的专用
设备，锅炉产生的蒸汽被注入到地下加热稠油后，
随稠油一同被采出，再经油水分离、污水处理后循
环利用。为了充分利用采油污水的余热，防止盐分
造成污染，通常将污水回用注汽锅炉，这对锅炉的
运行提出了特殊要求。
常规高含盐给水的注汽锅炉通常采用一次通过的
直流水动力系统，在产生蒸汽的过程中，盐分会不断
在炉水中浓缩，为了保证受热面的传热安全，锅炉出
口处的蒸汽干度一般不超过80%，以保证盐分被足够
的水分溶解[1]。然而现代稠油开采所采用的SAGD （蒸
汽辅助重力泄油） 方法要求蒸汽干度大于90%，才能
获得理想的采油效果[2]，为提高蒸汽干度，在常规直
流注汽炉后端必须追加独立的汽水分离装置和相应的
热回收装置，这不仅使系统变得复杂，降低了生产蒸
汽的经济性，同时也产生了大量高含盐污水，如何处
理这些污水一直是个巨大的难题。
传统直流锅炉通常采用天然气为燃料，来保证
其随负荷变化的快速响应能力，难以采用其他替代
燃料。随着天然气价格上涨，注汽成本不断攀升，
为稠油开采的可持续生产带来了巨大压力。
新疆地区具有丰富的煤炭储量，采用煤代替天
然气生产高干度过热蒸汽，不仅能够降低注汽锅炉
的运行成本， 还可降低对天然气的依赖程度。为
此，迫切需要开发新型燃煤注汽锅炉，以适应新疆
地区稠油开采的需求。
*基金论文：山西省科技重大专项招标项目（MD2016-01）。
1清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，清华大学热能工程系2新疆宇澄热力股份有限公司
3石油工程设计有限公司新疆设计院4太原锅炉集团有限公司
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