一种新型空气预热器在连续重整装置中的应用

中国石油克拉玛依石化公司60万t/a连续重整装置中采用了铸铁板翅式-玻璃管组合空气预热器。其实际运行效果表明:该组合式空气预热器能够适应较大的环境气候变化及加热炉负荷变化。高温烟气经余热回收后的外排温度为117℃,较改造前的142℃降低了25℃,余热回收效率高,节能效果好;设备防腐蚀设计效果明显,可灵活调整温度区间变化,有效避免酸露对预热器金属部件的腐蚀,大幅度地延长了该空气预热器的寿命,节约了企业成本。     

余热回收系统改造的节能降耗

加热炉余热回收系统可提高加热炉效率。某石化公司加热炉余热回收系统升级改造,由热管式换热器改为板式换热器,改造后的加热炉热空气进料温度达到260℃,冷烟气温度达到104℃,加热炉热效率由原来的87%提高至91.5%。对比了原有空气预热器在装置运行过程中因操作温度较高出现的爆管现象和换热效率低的缺点,以及改造后板式空气预热器在结构和性能方面的优势,说明了优良的余热回收系统对石油化工装置节能降耗的重要性。     

空气预热器的改造

介绍了中国石化青岛炼油化工有限责任公司余热回收系统的空气预热器的改造情况,分析了如何通过对空气预热器的改造来降低余热回收系统排烟温度,从而提高加热炉的热效率。改造后,烟气排烟温度比改造前降低30℃左右,空气所获得的能量比更换热管前有较大提高,节能效果显著。     

制氢装置转化炉余热回收系统存在问题及对策

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司制氢装置余热回收系统运行异常,过热蒸汽温度由420℃下降至375℃、烟气排放温度升高到264℃,影响装置安全运行。检查、核算发现余热锅炉入口烟气量低于设计值、过热蒸汽管积垢,同时锅炉管束与炉墙衬里之间有间隙,空气预热器的入口温度分布不均,热管失效。为解决上述问题,将过热蒸汽段受热面积增加;在解吸气返回线上增设增强型过滤器;在烟气余热锅炉各段管束与炉墙的间隙处增加烟道挡板,并且更换前10排热管为耐高温热管。改造后,实现了装置长周期平稳运行,装置过热蒸汽温度由375℃提高到430℃、发汽量由91 t/h提高到95 t/h,有效保障了下游装置的用汽要求,改造后进、出空气预热器的烟气温度实现均匀分布,排烟温度降至125℃的正常水平。余热回收系统的运行更加优化,加热炉的热效率提高,取得较好的经济效益。     

无机热传导热管空气预热器在加热炉的应用

针对中国石化洛阳分公司减压炉余热回收系统空气预热器存在的问题,采用无机热传导热管预热器进行了更换改造,并为减少热管积灰,防止露点腐蚀采取了相应的技术措施。通过一年多的运行,和原回转蓄热式空气预热器相比,排烟温度降低了67℃,空气预热后温度提高了113℃,减压炉热效率提高了7.8个百分点,达91.1%。每年可节约燃料费约107万元,且使用温度范围宽,寿命长,不易爆管和积灰,安全可靠。     

新型石墨空气预热器的开发及应用

低温露点腐蚀已成为降低排烟温度、提高加热炉热效率的主要障碍,炼油企业现有的空气预热器在露点温度以下运行很快就会失效,无法进一步回收烟气余热。不透性石墨具有耐腐蚀性能强、导热系数大、表面不易结垢等特性,由其制成的空气预热器特别适用于露点温度以下的烟气余热回收。利用软件分析及试验优化,开发了新型石墨空气预热器,其换热性能优于一般的钢管式换热器。在中石化某分公司600 kt/a重整加热炉进行了工业试验,新型石墨空气预热器安全稳定运行1 a,加热炉排烟温度由138.9℃降低至93℃,解决了低温腐蚀问题,使加热炉热效率提高两个百分点,达到94.2%以上,投资回收期仅为6.2个月,具有广阔的应用前景。     

加热炉余热回收技术综述

加热炉是炼油企业的主要耗能设备,采用烟气余热回收技术可以大幅降低加热炉排烟温度,提高加热炉热效率,对于炼油企业降本增效具有重要意义。从技术原理、技术特点、适用范围、节能效果等多方面,分析了目前炼油企业加热炉上常用的几种烟气余热回收技术：管式空气预热器、热管式空气预热器、水热媒空气预热器、管式—水热媒组合式空气预热器、板式空气预热器以及余热锅炉等。指出应根据生产实际的需要、节能效果分析等,针对不同排烟温度的加热炉采用不同的余热回收技术。     

铸铁板翅式空气预热器在常减压蒸馏加热炉的应用

常减压蒸馏装置加热炉余热回收系统中设置的热油空气预热器存在安全隐患,2012年利用装置检修机会取消热油空气预热器,增加铸铁板翅式空气预热器,消除了加热炉系统存在的安全隐患。排烟温度从150℃降至90~100℃,提高加热炉热效率2%,回收了烟气低温热量。在铸铁板翅式空气预热器运行中,因排烟温度低引起烟气侧换热板翅片结垢,造成烟气压力降上升,通过对烟气侧用热水冲洗,使烟气压力降恢复正常。将加热炉排烟温度由90~100℃提高至105~115℃,有效控制了烟气压力降的上升速度。     

新型耐露点腐蚀陶瓷空气预热器的试验研究

炼油装置加热炉排烟温度一般为120～150℃,受低温露点腐蚀的影响,无法进一步回收烟气低温余热。改性莫来石陶瓷具有耐腐蚀性能强、导热系数高、价格低廉等特性,由其制成的蜂窝间壁式空气预热器结构强度高,特别适用于露点温度以下的烟气余热回收。利用改性莫来石陶瓷研制了一台热负荷为30 kW的陶瓷空气预热器,进行了热态试验,结果表明:陶瓷空气预热器烟气侧适宜孔流速为13.5～16 m/s,空气侧适宜孔流速为15～18 m/s,空气预热器换热系数为27～31 W/(m~2·K);该陶瓷空气预热器具有良好的耐蚀性能、传热性能、耐温性能及密封性能,能够抑制低温露点腐蚀,满足深度回收烟气低温余热的要求。     

制氢装置中变气换热流程运行分析

分析了制氢装置中变气换热流程运行过程中出现的问题,包括除盐水上水和空冷器入口温度超高10~20℃,锅炉给水泵和除盐水上水线腐蚀,除盐水预热器管束断裂以及空冷器入口不锈钢管件应力腐蚀开裂等。采取对有关设备、工艺管线进行材质升级,中温气换热流程实施优化改造,除盐水预热器管束更换等措施,消除了设备、管线存在的隐患;合理利用中变气余热回收副产0.4 MPa蒸汽部分替代1.0 MPa蒸汽,中变气、除盐水温度下降至正常温度,降低了蒸汽、电、除盐水、循环水等公用工程的消耗。经过数次检修和技术改造,提高了装置运行的安全性和可靠性,实现了较好的节能效果。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

连续管钻井定向器技术现状与发展建议

连续管钻井定向器是连续管钻井的核心工具,它通过调整马达工具面来控制井眼方向,决定了连续管钻井过程中轨迹控制的技术水平,但是目前国内还处于产品空白阶段。为此,重点介绍了国外Schlumberger、Weatherford、Baker Hughes和Sperry-Sun等公司的液压定向器、电驱动定向器和电液驱动定向器的工作原理及技术特点,阐述了国内连续管定向器的研究现状及国外连续管定向器的最新发展动态。最后针对国内连续管钻井定向器研究存在的问题及技术难点提出了具体发展建议:1加快电液和电控等高端定向工具的研究速度;2加强对定向器锁紧装置的研究;3形成高端定向器从操作、定向到锁紧的一整套理论,以此对定向器进行精确、合理的设计指导。     

四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素

为了揭示四川盆地震旦系灯影组油气藏之间的成生联系和古今气藏的转换机理,采用地质、地球物理与地球化学研究方法相互支撑,宏观、中观与微观研究结果相互印证的思路,利用多年来的钻探资料对该盆地灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素进行了研究。结果表明:①距今100 Ma以前灯影组古油藏的原油原位裂解形成早期超压古气藏,而在距今100~20 Ma期间,四川盆地持续隆升,特别是构造高点的迁移和威远构造的初步形成,使得早期超压古气藏调整形成晚期超压古气藏;②随着距今20 Ma以来隆升幅度的加大,威远构造上覆地层被快速剥蚀,盖层封盖能力大大降低,保存条件变差,致使灯影组天然气从威远构造顶部地表下三叠统嘉陵江组天窗开始泄漏和逸散,启动了四川盆地华蓥山以西地区灯影组天然气的差异聚集和逸散过程,位于资阳、金石和龙女寺—磨溪—安平店—高石梯等气藏构造圈闭溢出点以外的天然气沿灯影组顶部不整合面向威远构造运移聚集,并通过其顶部的嘉陵江组天窗向地表逸散,气藏压力系数由异常高压向正常压力过渡。四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布模式与经典油气差异聚集理论既有相同点又有差异性,对该区天然气的勘探有着重要的启示和指导作用。