En la recuperación de petróleo pesado, la presión de algunos pozos de petróleo es alta. La presión de trabajo del generador de inyección de vapor subcrítico no puede satisfacer las necesidades de recuperación térmica en los pozos de petróleo pesado de alta presión. Ante esta situación, Sanjack desarrolló una nueva caldera de inyección de vapor supercrítico para yacimientos petrolíferos. La presión nominal de la caldera de inyección de gas es más alta que la presión crítica (22.15mpa) y la temperatura nominal es más alta que la temperatura crítica (374.3 ℃).
Main process introduction-subcritical steam injection boiler:
Características del medio de trabajo supercrítico
El estado crítico es el estado termodinámico límite de la coexistencia en equilibrio de las fases gaseosa y líquida de una sustancia. En este estado, los parámetros del estado térmico del líquido saturado y del vapor saturado son los mismos, y la interfaz entre el gas y el líquido desaparece, por lo que no hay tensión superficial y el calor latente de gasificación es cero.
Con el aumento de la presión, la temperatura de saturación del agua aumenta en consecuencia y el calor latente de vaporización disminuye en consecuencia. En una caldera de vapor de 21 MPa EOR, si la sequedad del vapor es del 80%, la entalpía promedio es 2247.91kj / kg y la temperatura de saturación es 369.83 C.Cuando la presión alcanza la presión crítica, si la temperatura del vapor se controla para operar a 374 ° C. C, la entalpía promedio es de solo 1821,33 kj / kg, lo que significa que cuando la presión supera la presión crítica, el calor necesario para que el medio de trabajo aumente la temperatura es mucho menor que en el estado subcrítico (la temperatura de la pared del horno El tubo también se elevará rápidamente, lo que conducirá fácilmente al deterioro de la transferencia de calor). Medición de la calidad del vapor en un generador de vapor de campo petrolífero

Basic structure-subcritical steam injection boiler
Dificultades técnicas de la caldera de inyección de vapor de campo petrolífero supercrítico
La presión nominal del generador de vapor de campo petrolífero supercrítico excede la presión crítica (22.15mpa), y la temperatura de la caldera de inyección de vapor supercrítico excede la temperatura crítica (374.3 ℃), lo que hace que la presión y la temperatura de la caldera de inyección de vapor sean más altas, por lo que la mayor dificultad es mantener el generador de vapor del campo petrolífero funcionando de manera segura
El mayor accidente de seguridad del generador de vapor indirecto del campo petrolífero es la rotura del tubo, y la causa de la rotura del tubo es el deterioro de la transferencia de calor. Siempre que se evite la ocurrencia de deterioro de la transferencia de calor, la seguridad de funcionamiento de la caldera está básicamente garantizada
Introducción a la caldera de inyección de vapor de campo petrolífero supercrítico
El principio de funcionamiento de la caldera de inyección de vapor de campo petrolífero supercrítico es diferente al del generador de vapor de paso único bajo presión subcrítica. El patrón de flujo del sistema agua-vapor ha cambiado fundamentalmente. El medio de trabajo es un medio monofásico. No hay estado de ebullición cuando tanto los vapores como los líquidos son idénticos y solo se cambian dos fluidos monofásicos. Hemos llevado a cabo los siguientes tres proyectos clave de diseño
Mueva la zona de intercambio de calor cerca del punto crítico propenso a la crisis de transferencia de calor de la sección de radiación a la sección de convección en el proceso de vapor-agua
En el diseño de un generador de vapor de campo petrolífero supercrítico, las condiciones de intercambio de calor cerca del punto crítico son complicadas y es imposible calcular con precisión el coeficiente de intercambio de calor y la temperatura de la pared. Por lo tanto, en el diseño de calderas, es necesario evitar disponer esta sección en el área de máxima carga térmica Q (es decir, el centro de la llama) .Después de verificar el cálculo, se puede ver que el deterioro de la transferencia de calor puede ocurrir en la sección de radiación bajo baja carga y el deterioro de la transferencia de calor no ocurrirá en la sección de convección porque la carga de calor máxima es mucho menor que la sección de radiación (sección de radiación q = 92kw / m2, sección de convección q = 70kw / m2).
El tubo roscado interno se utiliza en zonas de alta temperatura de radiación y convección.
El tubo de caldera con rosca interna 12Cr1MoVG se utiliza tanto en partes de alta temperatura de la sección de radiación como en la sección de convección. La resistencia a la temperatura puede alcanzar los 580 C y el rendimiento a alta temperatura es bueno. Su estructura especial también puede prevenir eficazmente el deterioro de la transferencia de calor. Sus principales funciones para prevenir o retrasar el deterioro de la transferencia de calor son
Fuerte flujo de vapor giratorio formado por fluido de trabajo bajo la acción de roscas internas, lo que hace que las gotas se asienten en la pared de la tubería.
Se reduce la resistencia al calor de la capa límite, se refuerza la transferencia de calor y se reduce la temperatura de la pared debido a la fuerte rotación del flujo de vapor.
La película líquida en la ranura roscada interna no es transportada fácilmente por el flujo de vapor central
aumenta el área de superficie de la tubería; Reducir la carga de calor en la pared interior
Se adopta el proceso de desaireación de membrana+ EDI +Osmosis inversa
El generador de vapor de campo petrolífero supercrítico es diferente del generador de vapor de campo petrolífero subcrítico original debido a las características de su sistema de vapor de agua, por lo que el equipo de tratamiento de agua de soporte no solo debe considerar la eliminación de duro y oxígeno, sino que también debe considerar la eliminación de sal en el agua, por lo que como para garantizar el uso seguro de la caldera
Sistema de control automático OTSG dirigido
Para garantizar el funcionamiento seguro de la caldera de inyección de vapor supercrítico, se optimiza el sistema de control automático de la caldera
Configure múltiples puntos de alarma y puntos de apagado para garantizar un funcionamiento seguro de la caldera. Cuando la caldera tiene alta presión de vapor, alta temperatura de vapor, alta temperatura de los gases de escape, alta temperatura de la pared de la tubería (midiendo 2 puntos), la temperatura de la garganta del quemador es alta, la presión del aire primario es baja, la presión del aire secundario es baja, la presión del agua de entrada es baja , la temperatura del aceite combustible es baja, la presión del aceite lubricante de la bomba de émbolo es baja, falla de la fuente de alimentación, falla de la llama, exceso de temperatura de entrada de convección, flujo de agua de alimentación bajo y otros fenómenos se activarán automáticamente
Buena garantía de hardware asegura el funcionamiento preciso del sistema de control automático
El host PLC adopta productos de la serie CS1 de alta gama de la compañía OMRON, que no solo tiene una alta confiabilidad y admite cálculos matemáticos complejos, sino que también tiene una poderosa función de administración de comunicaciones de red, que se puede conectar fácilmente con la computadora superior. Está equipado con un módulo A / D de 8 canales de alta precisión y un módulo D / a para garantizar la precisión de cada resultado de detección variable;