При добыче тяжелой нефти давление в некоторых нефтяных скважинах очень высокое.

Рабочее давление подкритического парогенератора нагнетания не может удовлетворить потребности в рекуперации тепла в скважинах с высоким давлением тяжелой нефти.

Учитывая эту ситуацию, компания Sanjack разработала новый нефтепромысловый сверхкритический паровой инжекционный котел.

Номинальное давление газового инжекционного котла выше критического давления (22,15 МПа), а номинальная температура выше критической температуры (374,3℃).

Характеристики сверхкритической рабочей среды

Критическое состояние – это предельное термодинамическое состояние равновесного сосуществования газовой и жидкой фаз вещества.

В этом состоянии параметры теплового состояния насыщенной жидкости и насыщенного пара одинаковы, а граница раздела между газом и жидкостью исчезает, поэтому поверхностное натяжение отсутствует и скрытая теплота газификации равна нулю.

С увеличением давления температура насыщения воды соответственно возрастает, а скрытая теплота испарения соответственно уменьшается.

В паровом котле 21 МПа EOR, если сухость пара составляет 80%, средняя энтальпия составляет 2247,91 кдж/кг, а температура насыщения-369,83 С.

Когда давление достигает критического давления, если температура пара регулируется для работы при 374 ° С, средняя энтальпия составляет всего 1 821,33 кдж/кг, что означает, что когда давление превышает критическое давление, тепло, необходимое для повышения температуры рабочего тела, намного меньше, чем в докритическом состоянии.

(Температура стенки печной трубы также будет быстро повышаться, что легко приведет к ухудшению теплопередачи). измерение качества пара на нефтепромысловом парогенераторе

Технические трудности сверхкритического Нефтепромыслового парового инжекционного котла

Номинальное давление сверхкритического нефтепромыслового парогенератора превышает критическое давление (22,15 МПа), а температура сверхкритического парового инжекционного котла превышает критическую температуру (374,3 ℃), что делает давление и температуру парового инжекционного котла более высокими, поэтому самая большая трудность заключается в том, чтобы поддерживать безопасную работу нефтепромыслового парогенератора.

Самая большая авария безопасности нефтепромыслового косвенного парогенератора-это разрыв трубы, а причиной разрыва трубы является ухудшение теплопередачи.

До тех пор, пока не будет предотвращено ухудшение теплопередачи, безопасность эксплуатации котла в основном гарантирована.

Введение Сверхкритического Нефтепромыслового Парового инжекционного котла

Принцип работы сверхкритического нефтепромыслового парового инжекционного котла отличается от принципа работы однопроходного парогенератора при субкритическом давлении.

Принципиально изменилась схема течения системы вода-пар. Рабочая среда-это однофазная среда.

Не существует состояния кипения, когда пары и жидкости идентичны, и только две однофазные жидкости меняются. Мы выполнили
следующие три ключевых дизайн-проекта.

1). Переместите зону теплообмена вблизи критической точки, подверженной кризису теплопередачи, из секции излучения в секцию конвекции в пароводном процессе.

При проектировании сверхкритического нефтепромыслового парогенератора условия теплообмена вблизи критической точки сложны, и невозможно точно рассчитать коэффициент теплообмена и температуру стенки.

Поэтому при проектировании котлов необходимо избегать расположения этого участка в зоне максимальной тепловой нагрузки Q (т. е. центр пламени).

После проверки расчетов видно, что ухудшение теплопередачи может происходить в радиационном сечении при низкой нагрузке, а ухудшение теплопередачи не будет происходить в конвективном сечении, поскольку максимальная тепловая нагрузка значительно ниже радиационного сечения.(Секция излучения q=92квт/м2, секция конвекции q=70кВт/м2).

2). Внутренняя резьбовая трубка используется как в радиационных, так и в конвективных высокотемпературных зонах.

Внутренняя резьбовая котельная труба 12Cr1MoVG используется как в высокотемпературных частях радиационной секции, так и в конвекционной секции.

Термостойкость может достигать 580 ° C, а высокотемпературные характеристики хороши.

Его специальная структура также может эффективно предотвратить ухудшение теплопередачи. Его основными функциями для предотвращения или замедления ухудшения теплопередачи являются:

а) сильный вращающийся поток пара, образуемый рабочей жидкостью под действием внутренних резьб, который вызывает оседание капель на стенке трубы;
(б) тепловое сопротивление пограничного слоя уменьшается, теплопередача усиливается и температура стенки снижается из-за сильного вращения потока пара;
(c) жидкая пленка во внутренней резьбовой канавке нелегко переносится центральным потоком пара;
(d) увеличена площадь поверхности трубы; Уменьшена тепловая нагрузка на внутреннюю стенку.

3). Принят процесс деаэрации обратного осмоса + EDI + мембраны

Сверхкритический нефтепромысловый парогенератор отличается от оригинального докритического нефтепромыслового парогенератора из-за его характеристик системы водяного пара, поэтому поддерживающее оборудование для очистки воды должно не только учитывать удаление твердых веществ и кислорода, но и учитывать удаление соли в воде, чтобы обеспечить безопасное использование котла.

4). Целевая Система Автоматического Управления OTSG

Для обеспечения безопасной работы котла с закачкой сверхкритического пара оптимизирована система автоматического управления котлом

а). Установите несколько аварийных точек и точек отключения для обеспечения безопасной работы котла

Когда котел имеет высокое давление пара, высокую температуру пара, высокую температуру выхлопных газов, высокую температуру стенки трубы (измерение 2 точек), температура горла горелки высока, давление первичного воздуха низкое, давление вторичного воздуха низкое, давление входной воды низкое, температура мазута низкая, давление смазочного масла плунжерного насоса низкое, отказ источника питания, отказ пламени, превышение температуры конвекции на входе, низкий расход питательной воды и другие явления автоматически сигнализируют.

b). Хорошая аппаратная гарантия обеспечивает точную работу системы автоматического управления.

Хозяин ПЛК принимает лидирующие продукты серии КС1 компании ОМРОН, которая не только имеет высокую надежность и поддерживает сложные математические вычисления, но также имеет мощную функцию управления сетевой связью, которую можно легко подключить с верхним компьютером. Он оснащен высокоточным 8-канальным A / D модулем и D / a модулем для обеспечения точности каждого переменного результата обнаружения;