热采锅炉水质除氧技术研究

热采锅炉水质除氧技术研究

沈阳工业大学学报热采锅炉水质除氧技术研究张绍东，文凤余，付继彤胜利油田孤岛采油厂，山东东营257231汽锅炉的新型除氧剂一NCC除氧剂，找出了适合热采锅炉水质除氧的最佳工艺，避免了因氧腐蚀发生锅炉爆管事故解决了生产难题。

　　热采锅炉是油田专用采油设音，它的主要用途是生产高温高压压力17.2MPa，温度354P）的饱和湿蒸汽并高速注入干米深的油层加热地层原油热采锅炉是一种较特殊的工业锅炉，在工作方式上不同于电站锅炉和其它普通工业锅炉，这决定了它在水质处理方面尤其是在除氧方面有其复杂性和独特性。

　　水质除氧问题曾一度影响热采锅炉的生产，主要问题是：对给水的溶解氧要求很高展求小于0.01mg/1），现场工艺技术达不到要求，造成锅炉管和输汽管道氧腐蚀速度极快，锅炉爆管事故频繁发生探讨适合热采锅炉的水质除氧工艺十分必要为解决这一技术难题，胜利油田孤岛采油厂在实际生产中引进推广了多种除氧工艺，并注重在生产中对各种工艺进行对比和优化，经过五年的时间，终于摸索出了一套成熟的、适用于热采锅炉的除氧工艺，解决了生产难题，收到了良好的经济效益和社会效益。

　　1热采锅炉除氧工艺的发展过程热采锅炉水质除氧工艺的发展大体经历了以下几个阶段。

　　第一阶段给水高含氧阶段。

　　热采锅炉投产初期没有配套任何除氧设备，芫全依靠化学药剂Na2S3除氧，对溶解氧没有任何监测手段。

　　孤岛采油厂锅炉用水来源于黄河黄河水为地表水，溶氧丰富，冬季高达12.7mg/1.Na2S3的除氧需要较高的反应温度，现场应用效果很差热采锅炉的给水为常温）给水含氧高达2mg/1以上。由于除氧工艺落后，高含氧的水进入锅炉，炉管腐蚀速度极快，年腐蚀速率为4.25mm/a（13mm的壁厚运行仅'年就减薄到最低4. 5mm），锅炉频繁爆管。

　　第二阶段中低含氧阶段。

　　随着对氧腐蚀危害性的认识，加快了除氧工艺的芫善和设备的配套形成了以物理除氧为主，化学除氧为辅的除氧工艺先后引进配套解吸除氧器、过滤式除氧器和热力除氧器，Na2S3仅作为一种辅助手段加在除氧器后除残氧邮表1）。锅炉给水含氧下降至0.1310.52mg/1幅为75Q以上。在这一时期，锅炉管氧腐蚀速度大大降低，爆管事故得到有效控制但存在的问题是除氧效果不稳定，给水含氧仍不达标另外，除氧工艺还对锅炉带来副作用和其它危害，如解吸除氧器由于除氧过程生成C02，溶解于水中时给水PH值降低引起锅炉管酸腐蚀，过滤除氧时水中Fe3造成树脂表1除氧器除氧效果调查统计表Table1Statisticalchart/graph热采站编号热采锅炉数/台除氧器类别除氧器进口含氧/（mg卜除氧器出口含化学药剂给水含氧解吸除氧器热力除氧器活动1过滤除氧器活动2热力除氧器氧化中毒失效等必须继续对除氧工艺进行优化和探索。

　　第三阶段湖底达标阶段。

　　经过实践证实，应用Na：S3消除残氧不仅效果不好，而且根据清华大学对热采锅炉爆管机理研究的成果，认为Na：S3进入锅炉后，在高温高压的环境下发生分解反应，产生爆炸性气体H：S和S2，是诱发锅炉爆管的主导因素之一，反应机理如下在这种情况下，我厂决定淘汰原有的Na：S3除氧工艺，和东北大学联合研制新型除氧药剂。

　　经过一年多的研究，终于成功开发出了适合注汽锅炉的新型除氧剂――NCC除氧剂。

　　NCC除氧剂是一种复合化学药剂，它由主剂和副剂组成，反应机理是主剂和溶解氧反应生成稳定的盐从而达到消除氧的目的，生成的盐随蒸汽中的水一起注入地下不会对锅炉造成危害。

　　其化学反应方程式为+20H-+0：2S0r+H：0副剂的作用有两方面一是改善主剂和氧的反应环境，提高反应速度，使药剂的反应对环境的要求较低，以适应现场的需要；另一方面，可提高给水的pH值曲原来的6.5提高至8.0），避免管道的酸腐蚀。

　　经试验确定，NCC最佳加入量为水中溶解氧的7.2倍，由于原水中含氧高，冬季高达12mg/l以上，如果单纯依靠加NCC除氧，NCC加入的量较大，增加了炉水中的含盐量，势必增大锅炉的排污量，造成热量的浪费；因此现场对除氧工艺进行了对比和优化。

　　2除氧工艺的对比和优化解吸除氧、热力除氧、过滤除氧在实际生产中各有优点，同时也都有各自的局限性表2是根据现场对几种除氧做出的对比结论。