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【摘要】注汽锅炉的热损失包括排烟热损失、机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、散热损失和灰渣物理热损失，其中，排烟损失是最大的一项，一般占到燃料总热值的7～8%，第二是机械不完全燃烧损失占到1～2%，而化学不完全燃烧损失、散热损失、灰渣物理热损失只占很少份额。所以在研究锅炉经济性时应重点控制排烟损失，而影响排烟损失的主要因素是排烟容积（用排烟氧量来标志大小）和排烟温度，这三个指标是研究锅炉效率最应注意的。
【关键词】注汽锅炉 排烟热损失 排烟容积 排烟温度 最佳过剩空气系数
我所在单位曙光采油厂注汽锅炉由于长期运行设备老化或因其它原因造成热效率逐渐降低，使运行成本增加，并给锅炉的安全运行带来一定的危害，通过对影响锅炉热效率各种因素的分析对比，发现排烟热损失在锅炉各项热损失中所占比例最大。一般情况下，排烟温度每升高15℃，排烟损失约增加1%，同时也对锅炉的安全运行构成威胁，这里我们重点研究如何降低锅炉排烟热损失。
1 排烟热损失分析
在理论分析与总结现场经验的基础上，对排烟温度升高的原因进行了总结，其主要原因有以下几个方面：
过剩空气量大；受热面积灰严重；对流段入口水温高；对流段结垢严重；炉膛系统漏风；。
2 排烟温度高的原因分析及解决措施
2.1 过剩空气量大
原因分析：由于设备老化，员工操作不当，造成我们的注汽锅炉实际运行中，进入炉膛的空气量远远大于燃料完全燃烧的理论空气量，尤其是在烧油时，为防止烟道冒黑烟，风门开度偏大，从而导致排烟容积增大，排烟温度升高。
具体措施：要求技术人员设计合理的燃料空气比例，投用烟气检测装置，随时检测烟气中的含氧量，技术人员根据锅炉含氧量及时调整风门开度，防止实际运行中过剩空气量偏大。但空气量也不能过低，否则会导致火焰软散，热效率低。
2.2 受热面积灰严重
原因分析：烧油时，由于雾化不好、炉膛温度低、油品问题等，极易造成受热面积灰、结焦，锅炉受热面积灰严重将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，从而导致排烟温度升高。
具体措施：运行中加强锅炉吹灰，适当缩短吹灰间隔，加强监督，确保吹灰效果；及时调整燃烧，保证燃料温度压力和雾化压力，防止冒黑烟，保持各受热面的清洁，控制炉膛压力在0.5KP以下。燃油温度低，会引起火焰燃烧不良，造成排烟温度升高，适当的提高燃油温度，可以解决这一问题，试验证明，燃油温度由75℃提高至80℃后，排烟温度可降低3～4℃，但燃油温度不易过高以防止挥发成分爆燃。
2.3 对流段入口水温高
由于给水预热器旁通阀开度控制不当，或者锅炉本身给水温度高（曙光采油厂注汽锅炉烧的污水温度一般在50-60℃度之间），导致对流段入口水温升高，给水在对流段吸收的热量少，从而使排烟温度升高。但如果对流段入口给水温度控制过低，低于烟气的露点温度，会在对流段翅片管发生低温腐蚀，所以要根据环境温度变化的规律，及时调整对流段入口水温，一般控制在116～138℃，烧气时，由于烟气中含硫量较少，可以将对流段入口水温降至95-110℃，这样可以大大降低排烟温度。
2.4 对流段结垢严重
水垢的导热性很差，它的导热能力只有钢铁的1/30，一旦对流段有水垢存在，就会使对流段受热面的传热情况变坏，使排烟温度急剧增加，锅炉热效率降低。针对曙采注汽锅炉使用加亚硫酸钠的方法除氧，容易造成给水中含盐量过高，在高温区容易形成盐垢，另外，由于烧清水时出现漏硬和蒸汽过热等违章现象，也是造成锅炉对流段结垢的重要原因，为此我们要定期对炉管进行检测和酸洗，避免炉管结垢造成的排烟热损失。2.5 炉膛系统漏风
原因分析：炉膛系统漏风是指炉膛及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。
具体措施。大修、小修中锅炉本体采用密封比较好的门、孔结构。经验表明，这一措施可降低排烟温度约2～3℃。
3 通过设备改进，运用先进技术降低排烟热损失，提高锅炉热效率，提高锅炉运行安全性 3.1 设计、调试“燃烧自动跟踪系统”改善配风
我单位的注汽锅炉均使用北美燃烧器，在燃烧控制方式上采用原锅炉配套的风门调节方式，不能自动跟踪分析锅炉烟气变化，锅炉燃烧受各种参数变化影响较大，为此作业区设计并调试了“燃烧自动跟踪系统”。
在烟道内安装氧化锆氧含量分析仪，将数据传送到锅炉控制主机，然后输出一个变量控制风机变频，通过这种闭环控制系统，动态调节风机频率，改变进入炉膛的空气量，使燃料空气比例保持在最佳状态，从而达到稳定、经济控制锅炉燃烧的目的。
该项目在我作业区的两台锅炉实施，锅炉平均烟温由245.7℃下降到228.6℃，下降了17.1℃，利用KM900烟气分析仪测试，实测锅炉的平均热效率由80.56%提高到81.77%，提高了1.21%，节能效果明显，锅炉运行稳定性也有了较大的提高。
3.2 设计调试“雾化自动跟踪系统”确保良好的雾化
我单位注汽锅炉在雾化控制上采用原锅炉配套的气动薄膜调节阀，由于使用期限较长，阀体、阀芯腐蚀磨损严重，不能自动跟踪控制雾化压力，雾化效果差，严重影响锅炉高效、稳定运行。通过与作业区技术组结合，设计并调试了“雾化自动跟踪系统”。
通过压力变送器采集压力信号，传送到PID调节仪，经过PID调节仪的内部运算，输出一个4-20mA的电流控制信号控制雾化电动阀，通过这种闭环控制系统，准确的调节雾化电动阀的开度，从而达到稳定控制雾化压力的目的。
该项目实施后，锅炉平均烟温由238.8℃下降到231.2℃，下降了7.6℃，利用KM900烟气分析仪测试，实测锅炉的平均热效率由82.16%提高到82.75%，提高了0.59%，节能效果明显。
4 结论
本文通过对排烟热损失的各种原因进行了分析，找到了几点主要因素，并提出了一些简单可行的措施和方案，为锅炉设计和设备改造治理、降低排烟温度，提高锅炉热效率提供参考。
参考文献
[1] 王凤柱.现代油田最新惹住技术实用百科全书[J].北京： 石油工业出版社，2009.7
[2] 徐东.注汽系统热效率[J].石油钻采工艺，2003
【关键词】注汽锅炉 排烟热损失 排烟容积 排烟温度 最佳过剩空气系数
我所在单位曙光采油厂注汽锅炉由于长期运行设备老化或因其它原因造成热效率逐渐降低，使运行成本增加，并给锅炉的安全运行带来一定的危害，通过对影响锅炉热效率各种因素的分析对比，发现排烟热损失在锅炉各项热损失中所占比例最大。一般情况下，排烟温度每升高15℃，排烟损失约增加1%，同时也对锅炉的安全运行构成威胁，这里我们重点研究如何降低锅炉排烟热损失。
1 排烟热损失分析
在理论分析与总结现场经验的基础上，对排烟温度升高的原因进行了总结，其主要原因有以下几个方面：
过剩空气量大；受热面积灰严重；对流段入口水温高；对流段结垢严重；炉膛系统漏风；。
2 排烟温度高的原因分析及解决措施
2.1 过剩空气量大
原因分析：由于设备老化，员工操作不当，造成我们的注汽锅炉实际运行中，进入炉膛的空气量远远大于燃料完全燃烧的理论空气量，尤其是在烧油时，为防止烟道冒黑烟，风门开度偏大，从而导致排烟容积增大，排烟温度升高。
具体措施：要求技术人员设计合理的燃料空气比例，投用烟气检测装置，随时检测烟气中的含氧量，技术人员根据锅炉含氧量及时调整风门开度，防止实际运行中过剩空气量偏大。但空气量也不能过低，否则会导致火焰软散，热效率低。
2.2 受热面积灰严重
原因分析：烧油时，由于雾化不好、炉膛温度低、油品问题等，极易造成受热面积灰、结焦，锅炉受热面积灰严重将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，从而导致排烟温度升高。
具体措施：运行中加强锅炉吹灰，适当缩短吹灰间隔，加强监督，确保吹灰效果；及时调整燃烧，保证燃料温度压力和雾化压力，防止冒黑烟，保持各受热面的清洁，控制炉膛压力在0.5KP以下。燃油温度低，会引起火焰燃烧不良，造成排烟温度升高，适当的提高燃油温度，可以解决这一问题，试验证明，燃油温度由75℃提高至80℃后，排烟温度可降低3～4℃，但燃油温度不易过高以防止挥发成分爆燃。
2.3 对流段入口水温高
由于给水预热器旁通阀开度控制不当，或者锅炉本身给水温度高（曙光采油厂注汽锅炉烧的污水温度一般在50-60℃度之间），导致对流段入口水温升高，给水在对流段吸收的热量少，从而使排烟温度升高。但如果对流段入口给水温度控制过低，低于烟气的露点温度，会在对流段翅片管发生低温腐蚀，所以要根据环境温度变化的规律，及时调整对流段入口水温，一般控制在116～138℃，烧气时，由于烟气中含硫量较少，可以将对流段入口水温降至95-110℃，这样可以大大降低排烟温度。
2.4 对流段结垢严重
水垢的导热性很差，它的导热能力只有钢铁的1/30，一旦对流段有水垢存在，就会使对流段受热面的传热情况变坏，使排烟温度急剧增加，锅炉热效率降低。针对曙采注汽锅炉使用加亚硫酸钠的方法除氧，容易造成给水中含盐量过高，在高温区容易形成盐垢，另外，由于烧清水时出现漏硬和蒸汽过热等违章现象，也是造成锅炉对流段结垢的重要原因，为此我们要定期对炉管进行检测和酸洗，避免炉管结垢造成的排烟热损失。2.5 炉膛系统漏风
原因分析：炉膛系统漏风是指炉膛及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。
具体措施。大修、小修中锅炉本体采用密封比较好的门、孔结构。经验表明，这一措施可降低排烟温度约2～3℃。
3 通过设备改进，运用先进技术降低排烟热损失，提高锅炉热效率，提高锅炉运行安全性 3.1 设计、调试“燃烧自动跟踪系统”改善配风
我单位的注汽锅炉均使用北美燃烧器，在燃烧控制方式上采用原锅炉配套的风门调节方式，不能自动跟踪分析锅炉烟气变化，锅炉燃烧受各种参数变化影响较大，为此作业区设计并调试了“燃烧自动跟踪系统”。
在烟道内安装氧化锆氧含量分析仪，将数据传送到锅炉控制主机，然后输出一个变量控制风机变频，通过这种闭环控制系统，动态调节风机频率，改变进入炉膛的空气量，使燃料空气比例保持在最佳状态，从而达到稳定、经济控制锅炉燃烧的目的。
该项目在我作业区的两台锅炉实施，锅炉平均烟温由245.7℃下降到228.6℃，下降了17.1℃，利用KM900烟气分析仪测试，实测锅炉的平均热效率由80.56%提高到81.77%，提高了1.21%，节能效果明显，锅炉运行稳定性也有了较大的提高。
3.2 设计调试“雾化自动跟踪系统”确保良好的雾化
我单位注汽锅炉在雾化控制上采用原锅炉配套的气动薄膜调节阀，由于使用期限较长，阀体、阀芯腐蚀磨损严重，不能自动跟踪控制雾化压力，雾化效果差，严重影响锅炉高效、稳定运行。通过与作业区技术组结合，设计并调试了“雾化自动跟踪系统”。
通过压力变送器采集压力信号，传送到PID调节仪，经过PID调节仪的内部运算，输出一个4-20mA的电流控制信号控制雾化电动阀，通过这种闭环控制系统，准确的调节雾化电动阀的开度，从而达到稳定控制雾化压力的目的。
该项目实施后，锅炉平均烟温由238.8℃下降到231.2℃，下降了7.6℃，利用KM900烟气分析仪测试，实测锅炉的平均热效率由82.16%提高到82.75%，提高了0.59%，节能效果明显。
4 结论
本文通过对排烟热损失的各种原因进行了分析，找到了几点主要因素，并提出了一些简单可行的措施和方案，为锅炉设计和设备改造治理、降低排烟温度，提高锅炉热效率提供参考。
参考文献
[1] 王凤柱.现代油田最新惹住技术实用百科全书[J].北京： 石油工业出版社，2009.7
[2] 徐东.注汽系统热效率[J].石油钻采工艺，2003