油田注汽锅炉散热损失的回收利用研究

油田注汽锅炉的经济运行指标就是锅炉的热效率，影响注汽锅炉热效率的因素只有排烟热损失和散热损失两种。排烟热损失所占比例较大。到目前为止，人们在排烟热损失的控制和回收利用方面已经做了很多研究工作，取得了很多技术成果，并成功运用于注汽锅炉，使注汽锅炉达到较高的热效率。

注汽锅炉的散热损失占的比例较小，正常情况下在2%～3%之间，只要保证注汽锅炉和热力管线的保温层完好，散热损失就可以得到有效控制；散热损失的热量是分散的，不利于收集；因此对散热损失的回收利用的研究一直不被人们重视，据调查，目前还没有相关的技术记录。注汽锅炉的散热损失在总的热损失虽然所占比例较小，但热量绝对值并不小，如果能实现其热量的全部或部分回收利用，将会产生相当可观的经济效益。

本文针对注汽锅炉散热损失的回收利用的可行性进行研究并提出相应的技术设计方案。

一、油田注汽锅炉散热损失回收利用的可行性研究

1.注汽锅炉散热损失的产生及影响。在注汽锅炉运行中，锅炉和热力管线外壁温度总是高于周围空气的温度，一部热量就通过外壁释放到周围空气中，造成散热损失。散热损失与注汽锅炉散热的表面积，表面温度，空气温度以及保温层的保温性能有关。注汽锅炉的表面积越大，表面温度越高，周围空气温度越低，散热损失就越大。保温层是绝热层，起到阻止热量向空气传递的作用。保温层是控制散热损失的重要措施，其性能和完好程度对散热损失的影响很大。

散热损失不但降低了注汽锅炉热效率，而且造成锅炉房内空气温度升高，恶化了司炉工的操作环境，不利于电气仪表设备的散热，容易造成设备故障。

散热损失所释放出来的热量过于分散，不利于集中；空气是散热损失热量的载体，受热后的空气温度偏低，以热交换形式下进行利用，利用价值不高，因此，散热损失的回收利用的研究一直不被人们重视。

2.注汽锅炉散热损失回收利用的可行性。油田注汽锅炉的散热损失的回收利用，必须解决热量载体及热空气收集和集中的问题，其次是高效的利用途径的问题。（1）注汽锅炉散热损失的收集。油田注汽锅炉一般都是安装在锅炉房内，锅炉房保温性和密封性都很好。注汽锅炉的散热损失的热量释放到锅炉房内，导致房内空气温度升高，由于锅炉房的保温性和密封性，这部分热量不能传递到室外，锅炉房起到了对散热损失的收集作用，是散热损失回收利用的前提条件。露天安装的注汽锅炉不具备这样的条件。目前，注汽锅炉散热损失导致锅炉房温度偏高，产生的影响是负面的。为防止锅炉房内气温偏高，采取的措施是打开锅炉房房顶上的天窗，将热空气当做废热释放到室外。

（2）锅炉房内热量的分布。

锅炉房内空气温度分布是不均匀的，及空气热量分布不均匀。由于空气的密度与温度的关系，热空气的密度小，温度最高的热空气集中在锅炉房房顶处。当锅炉房房顶天窗和高位窗户关闭的情况下，测得房顶出的空气温度在75℃左右（室外气温4.5℃）。注汽锅炉散热损失的热量主要集中在房顶处。

（3）注汽锅炉散热损失的利用途径。空气是散热损失热量的载体，其绝对温度值不高，采用传统的热交换形式进行利用几乎没有价值，主要原因是解决不了热量的用途问题。目前状态下，锅炉运行时，室外冷空气经门窗和门窗缝隙直接进入锅炉鼓风机进口，在这条路径上，空气流动很快，温度接近室外温度。这一现象说明，注汽锅炉的助燃空气直接用的是室外冷空气，室外冷空气没有和锅炉房房顶和其他地方处的热空气形成循环。

直接利用热空气作为助燃空气通过鼓风机进入锅炉进行燃烧，这是利用散热损失热量的途径。回收利用注汽锅炉的散热损失，就是要回收利用锅炉房处的高温空气，方法是建立一个空气通道，把锅炉房房顶处的高温热空气引入锅炉鼓风机，即可实现锅炉散热损失热量的回收利用。

（4）注汽锅炉助燃空气温度对锅炉热效率的影响。我们做过下面实验：记录下锅炉房内实验注汽锅炉行参数，然后关闭锅炉房前部门窗，开启锅炉房后部门窗，注汽锅炉继续运行，2小时后，锅炉参数稳定，记录下锅炉参数，整个过程不能调节任何锅炉参数，实验数据下见表1。

通过实验数据，可以看出：室内气温和燃烧器喉部温度明显增高；蒸汽干度由75.35%提高到78.63%，蒸汽干度提高明显。上述实验过程中，燃料消耗不变，蒸汽干度的提高，注汽锅炉输出的蒸汽热焓值对应提高，注汽锅炉的热效率得到提高。

上述实验只是鼓风机进口高度处的热空气被注汽锅炉回收利用，且只利用了一部分，如果能建立一个空气通道，锅炉房内的所有高温热空气都能进入鼓风机，即可实现散热损失的全部回收利用，注汽锅炉的热效率将会进一步高。

二、油田注汽锅炉散热热损失回收利用的技术方案

研究表明，安装在密闭锅炉房内的注汽锅炉，其散热损失的热量通过锅炉房自身的密闭性，可是实现收集和集中，室内空气是散热损失热量的载体，温度最高的热空气积聚在锅炉房房顶，建立一个空气通道。

回收利用的思路和方法，要在实际生产运行中得到推广应用，还必须解决两个问题：回收利用率和生产环境温度的问题。用开关门窗的方式，散热热损失的回收利用率不高，并且，还将造成锅炉房内环境温度的恶化，不利于操作人员工作和电气、仪表等设备的散热。因此，必须针对这两个问题，来设计制定技术方案。本技术方案的核心是，设计一套针对锅炉房和锅炉的风道系统，根据锅炉房内热量的分布和流动路径确定风道的走向，锅炉鼓风机通过风道系统，最大限度地回收利用锅炉散热热损失的热量，以达到提高油田注汽锅炉热效率的目的。

1.锅炉鼓风机的进口风道的改造技术方案，见图2、图3。

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