注汽锅炉在油田生产中有着比较广泛的应用，在其使用过程中，经常容易出现运行热效率不高的问题，对生产经济效益造成了不小的影响，甚至影响到了设备的实际使用寿命。为此，文章对提高注汽锅炉运行热效率的方法进行探讨，希望对促进油田开采事业的发展，可以起到有利的作用。

1 稠油注汽热效率分析

本文主要通过计算注汽井井筒、地面集输管线以及注汽锅炉三个方面的热效率，分析稠油井注蒸汽热效率。注汽锅炉热效率×地面集输管线热效率×注汽井井筒热效率=稠油井注蒸汽热效率。对稠油井注蒸汽热效率的热损失构成进行全面分析，有利于为注汽系统热效率的提升提供参考数据。

1.1 锅炉热效率计算

锅炉热效率计算公式如下：

其中，H′_B可以表示为G（h_B-h）；η 表示注汽锅炉的热效率，单位为%；H′B表示注汽锅炉的有效利用热量，单位为kJ/h；G表示蒸汽流量，其具体值与给水流量一致，单位为 kg/h；h_B表示锅炉的出口蒸汽比焓，主要影响因素为锅炉出口蒸汽的干度以及温度，单位为kJ/kg；h表示锅炉给水比焓，主要影响因素为锅炉给水的温度以及压力，单位为k J/kg；B表示绕梁消耗量，单位为kg/h；Q表示燃料应用基低位的发热量，单位为kJ/kg；i表示燃料物理显热，单位为 k J/kg。根据计算结果可知，要想提高锅炉热效率，必须对其各项运行参数进行适当调整，并及时维修其运行故障。

1.2 地面管线热效率

地面管线内，水蒸气流动所产生的热效率计算公式如下：

其中，η_D可以表示为，η₁表示地面管线内部水蒸气流动过程中所产生的热效率，单位为%；η _D表示地面管线内部水蒸气流动过程中所损失的热效率，单位为%；L表示地面管线长度，单位为m；Q₁表示锅炉出口蒸汽热量，单位为W；Q_l表示单位管长损失的热量，单位为W/m。

地面管线出现热损失，主要原因是其保温层厚度不一致，加之保温材料存在严重的下沉以及滑移问题，导致管道出现底部过厚、顶部过薄的情况，进而丧失保温动能，造成较大的热损失，影响其热效率。

1.3 井筒热效率

井筒内，水蒸气流动过程中所产生的热效率计算公式如下所示：

η₂=1- η _J

其中，η_J可以表示为 ；η ₂表示井筒中水蒸气流动过程中所产生的热效率，单位为%；η _J表示井筒中水蒸气流动过程中所损失的热效率，单位为%；Q_J表示井筒散热量，单位为W。要想减少井筒热损失量，必须提升注汽速率，大幅度减少单井的注汽时间，只有这样，才能提高井底蒸汽的干度，进而强化热效率。

1.4 注汽系统热效率

由于注汽锅炉热效率×地面集输管线热效率×注气井井筒热效率=稠油井注蒸汽热效率。因此，参考上述三个公式，可得注汽系统热效率计算公式如下：

η₃= η × η ₁× η ₂

其中，η₃指代的是注汽系统热效率，单位为%。

2 使用清灰技术

造成排烟热损失的一个主要原因是排烟温度和排烟的体积，清灰工作开展如何对锅炉的热效率会造成比较大的影响。如果积灰的现象比较严重，导致清灰质量不能得到保证，就会造成排烟温度较高现象的出现。在通常的情况下，如果排烟温度上升 10-25 摄氏度，锅炉的热效率就会降低百分之一，可以通过以下的技术手段来进行清灰。使用振片式的超声波清灰器。对流段的湿蒸发器是锅炉的重要组成部分，其主要由三层光管、翅片组成，可以将吸收烟气中百分之四十左右的热量，如果在对流段出现了积灰的现象，就会对传热效果造成非常不良的影响，导致排烟温度过高，过滤热运行效率严重下降。在常规的处理中，经常采用的是水冲洗法，但实际应用效果并不理想。为了有效解决这个问题，可以采用大功率的声波除灰器，其主要由声波发生器和控制器组成，利用声波的振动作用，对对流段的积灰进行有效的清除，声波的频率一般控制在250赫兹左右。同传统的清灰方法相比，其清灰的自动化程度更高，对环境的影响也比较小。弱爆炸吹灰器。其主要的工作原理是乙炔和空气首先按照一定的比例进行混合，然后在湍流室进行快速燃烧，在爆炸腔内形成高速脉冲射孔，最后经过球面发生器向受热面发射高速球面波射流。受热面上的灰经过波射流的冲刷和强烈的声波激荡后就会脱落，进而被烟气所带走。为了更进一步提高该装置的实际使用效果，一般会将其安装在对流段的下部，对正常对流也不会产生什么不利的影响。通过回火设备的应用，可以有效避免回火现象的发生通过采用先进的PLC控制方式，能够进一步提升系统运行安全性，整个装置操作非常方便，能够有效减少操作人员的劳动强度，实现对锅炉的不停炉吹灰，保证注汽锅炉使用的连续性。

3 使用高温辐射涂料

通过大量的研究发现，注汽锅炉的热交换主要是通过热辐射的形式来实现的。火焰的主要成分是是辐射光谱连续的固体颗粒，可以将其近似看作是灰体，炉墙和炉管也可以看作是一种比较特殊的灰体，这样锅炉的热交换是通过灰体间设辐射来完成。对于特定的辐射段，在锅炉燃烧情况相同的情况下，如果物体的辐射能力越强，则其吸收能力也就越强。如果在锅炉炉管表面涂抹一层能够产生辐射博的高温辐射涂料，增加其表面的黑度，就能让辐射波产生共振现象，加强锅炉表面的换热效果，有效提高炉管的吸热能力，保证锅炉的热效率。FHC-AB型辐射涂料。这时一种近些年来新出现的一种辐射涂料，经过特殊的工艺处理，能够在炉管上形成一层瓷膜，有效提高炉管的黑度，热吸收率可以提升百分之五以上，还能在高温的情况下产生红外辐射，注汽的燃烧可以起到助燃的作用，提升锅炉热效率值。HTEE-B。这时一种红外辐射涂层，也是通过瓷膜的形式固化在炉膛内衬上的，其发射率可以保持在0.9左右，能够有效增强炉膛的反射力，大大提高炉管的辐射能力，降低了散热之后的热损失，在使用该涂层后，排烟的温度可以下降20摄氏度左右，有效起到降低注汽使用量的目的，锅炉热效率也可以得到有效的提升。

4 采用烟气余热回收利用技术

在对烟气余热进行实际利用的过程中，其主要分为三种形式：一、烟气对空气进行预热。二、利用烟气余热来预热燃料油。三、利用烟气来预热给水。利用烟气来对空气进行预热。在空气被烟气余热之后，可以进一步改善燃料的雾化情况，让燃料的燃烧变得更加充分，提高炉膛的燃烧温度，降低过量的空气系数。通过空气的余热，能够有效提升炉膛内部的温度，让炉内的热交换系数进一步增加，加强炉内辐射热交换，有效增强锅炉的生产能力，提高锅炉的热换量，降低烟气的热损失。烟气余热预热燃料油对热效率的影响。在通常的情况下，燃料油的温度越高，其粘度越低，对燃油的雾化质量会产生直接的影响。很多注汽锅炉往往使用的是重油，一旦其粘度过高，很容易造成结焦现象的产生，雾化质量无法得到保证，燃料气的热损失情况比较严重。此外，通过研究显示，锅炉的绝热温度也会随着燃料油温度的升高而升高，绝热燃烧温度越高，就会增强炉内的辐射换热系数，有助于提升锅炉运行热效率，还能有效降低排烟损失，提升锅炉运行效率。利用烟气预热水对热效率的作用。通过利用烟气对水进行预热，可以有效提升锅炉入口介质的温度，在相同的情况下，锅炉放热介质的出口温度不会发生改变，相当于介质水进出锅炉的温差减少了，表示锅炉内部的热交换减少，锅炉的热交换效率是下降的。

5 做好对锅炉的维护工作

在锅炉的日常维护过程中，一定要做好对燃烧器的检查，保证供气阀门灵活好用，并做好对锅炉的除垢工作，提高锅炉的运行热效率，尤其要做好对各个部件的保养工作，及时对锅炉的运行参数进行调整，让其在高效率区间进行运行，提高锅炉的运行效率，充分对燃烧热进行利用。还应该定期对锅炉的自动化控制系统进行检查，保证各种压力监测仪器、温度监测仪器正常运行，实时对锅炉的运行参数情况进行监测，可以采用锅炉自动调压设备，降低锅炉运行压力的波动，保证锅炉运行的安全性。此外，还应该定期对锅炉的辐射段和对流段的炉管进行检查，如果出现堵塞和泄漏的现象，应该及时进行更换。排烟温度是衡量锅炉运行效率的重要指标，它可以直接反映锅炉煤料燃烧效率的高低和热交换是否充分。根据相关科学统计，排烟温度每提高5度，锅炉的运行效率将降低千分之二，因此对排烟温度的控制是有效降低锅炉能耗的关键。我们可以通过增加锅炉的保温性，增加保温材料的厚度，并对密闭情况不好的接缝处，及时进行密闭处理。我们还应在锅炉定期维护期间，对换热设备上的结渣进行及时清理，保证其能达到良好的传热效果，我们还要合理控制送风中的含氧量，并定期对炉内进行吹灰处理。应该定期对锅炉的各种自动化仪表系统进行检查，保证各种检测仪器、仪表、温度仪器正常工作，实施掌握锅炉的运行参数，保证锅炉的联锁机构可以正常发挥其功能，避免锅炉在超压状态下运行，有效保证锅炉运行的安全性。此外，还因该对锅炉的辐射段和对流段的炉管及时进行检查，及时发现泄漏问题，及时进行处理。对锅炉采取有效的节能措施，提高锅炉的运行效率。可以在锅炉的辐射段涂红外辐射材料，这样可以有效降低锅炉的热量散失率。当锅炉辐射段的温度超过650摄氏度以后，锅炉主要是以热辐射的形式来传递热量，如果在炉膛内表面涂红外辐射材料之后，可以有效提高辐射段表面的辐射率，其表面辐射率可以由涂覆前的 0.45 提高到 0.94，能量利用率提高一倍左右。通过这种方式，炉膛内表面的热量可以得到大幅度的提升，让锅炉炉体的温度得到显著提高。由于这些涂料的辐射能力很强，高温辐射下的红外波能够让锅炉更加均匀的受热，提高对热能的利用率，达到很大的节能目的。当注汽锅炉炉膛内壁陶纤表面喷涂HTEE-87-3红外辐射材料后，注汽锅炉的热效率可以提高百分之五左右，经济效益非常突出。

随着时代的不断发展，对注汽锅炉的实际使用要求在不断提升，针对其运行效率低的情况，应该引起足够的重视，认真分析锅炉热运行效率低的主要原因，及时采取针对性的技术改进措施，并认真做好对锅炉的维护工作。

参考文献

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