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1、YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉使用说明书编制：校对：审核：哈尔滨鑫北源电站设备制造有限公司二零一四年二月简介油田注汽锅炉是稠油热采的专用设备，属油田专用A级直流锅炉。其产生的高温、高压湿饱和蒸汽注入油井加热原油，降低稠油的粘度，改善稠油的流动性，大幅度提高稠油的采收率。YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉是卧式强制循环直流锅炉，专门针对SAGD开发工艺技术的特殊要求而设计的，与传统的注汽锅炉相比，该型锅炉蒸汽出口为过热度为2-23，适用于注汽压力在14MPa以下的超稠油区块开发。该型锅炉充分考虑了冬季室外运行的防冻、停炉排水等问题，具有现场安装简单、锅炉管束和
2、耐火绝热层维修方便，运行操作方便等优点。控制系统采用新型触摸屏控制，具有强大的控制和通讯功能。YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉的主要技术参数如下：额定蒸发量：22.5t/h 额定工作压力：14MPa额定蒸汽温度：360 热效率：90.0%过热度：2-23 燃料：天然气控制方式： 触摸屏 + PLC控制 承载方式：撬座外形尺寸(长宽高):3590057989985mm设备重量：Kg由于注油过热注汽锅炉结构的特殊性及较高的安全要求，特制定本说明以指导安装、操作和维护。2.1 原理2.1.1 水汽系统 从油田水处理装置来的合格软化水，进入给水泵升至工作压力后，经孔板流量计、单向阀、
3、截止阀后进入水水换热器外管，与对流段出来的热水换热后，温度（90-120）升高到露点温度以上，然后进入对流段。对流段入口水温可用旁路阀门来进行调节。水在对流段中经高温烟气对流换热（吸收约40%的热量），再进入水水换热器内管，与锅炉给水换热后进入辐射段（吸收约50%的热量）继续加热蒸发，使其转变为干度为80%的高温高压湿饱和蒸汽。进入汽水分离器，由于汽和水存在的重度差，干蒸汽在汽水分离器内螺旋上升运动并形成汽柱，而饱和含盐水则旋转下降，从而实现汽水分离。分离出来的干饱和蒸汽在额定工作条件下流量为22.5t/h，温度为340，进入过热器，过热器烟气侧烟温可达928，干饱和蒸汽被加热为过热蒸汽，过热
4、器出口蒸汽温度可达456，工作压力为14MPa,经长颈喷嘴，测量过热蒸汽流量，进入喷水掺混器，过热蒸汽与汽水分离器出来的高温饱和水进行混合，混合过程中，饱和水被汽化，过热蒸汽的温度降低，经单向阀、截止阀后，进入注汽管网的过热蒸汽温度为360，工作压力为14Mpa。经水泵是油田注汽锅炉给水的动力源，是保证油田注汽锅炉水压和流量的关键设备。从油田水处理来软化水进入给水泵升压至工作压力，在泵前安装入口减震器，保证锅炉入口水的稳定供应，防止泵抽空，形成气穴引起震动。在泵出口装有出口减震器保证出口水的压力平稳，泵出口安全阀用于管路憋堵超压时保护给水泵。饱和蒸汽进入辐射段汽水分离器分离出的水样，经过滤器、
5、取样冷却器冷过虑却降温后，用以干度取样分析检测；干度检测实现手动和自动在线检测。干度自动在线检测系统滞后显示辐射段出口蒸汽干度，不参与燃烧器负荷控制。在过热蒸汽出口管路上安装有两只安全阀，保护水汽系统管路安全运行。在蒸汽出口截止阀前还设置有放空阀和放空管汇，以备正常停炉或事故紧急时停炉排空。汽水系统其他部件说明：（1） 给水进口设置耐温过滤器，并做保温处理。（2） 高压泵出口截止阀、止回阀，对流段旁通截止阀、蒸汽排放阀、主蒸汽截止阀、止回阀采用EDWARDS产品，高压针型阀采用DRAGON VALVES产品，取样闸阀采用VOGT VALVES产品。（3） 泵出口差压变送器正负压室需安装DRAG
6、ON平衡阀。（4） 水汽系统管路做耐温处理。（5） 锅炉给水流量瞬时和累积显示，每日误差在0.5%范围之内。（图一：汽水系统流程图）2.1.2燃气与引燃系统压力为0.100.245 MPa的天然气分两路，一路是主燃气管路，当天然气通过截止阀、电动阀和压力调节阀后，调整至规定压力，再进入膨胀管，经蝶阀进入燃烧器。在停炉时，两个电动阀迅速关闭，放空电磁阀打开排气。另一路是引燃系统，天然气经截止阀进入引燃压力调节阀，压力初步降低，再经两个电磁阀进入调节器，进一步将压力降低至规定压力后，送入点火嘴，由高压火花塞点燃后，引燃主火焰。（图二：引燃与燃气系统流程示意图；图三：燃气管路流程图）（1） 主燃气电
7、动阀采用德国扎克公司产品。（2） 在进炉主燃气管路上设置过滤器、手动阀、流量计（浙江天信）及自力式压 力调节阀；一级自力式压力调节阀（上海大成ZZYPR16B）满足在气管网压力0.30.4MPa范围时，输出压力可在0.10.2MPa内调节。（3） 手动阀选用3快速启闭阀，并保证安全密封，压力调节阀前加装过滤器。主燃气二级压力调节阀采用RS251压力调节阀（300400mbar）。（4） 天然气计量一次表选用浙江天信生产的4TDS系列智能旋进流量计，流量要有就地和触摸屏显示，取消天然气旁通管路，增设一级自力式调节阀前天然气压力高报警，PLC具有检漏、稳压切断功能。2.1.3烟气系统燃气经燃气系统
8、进入燃烧器燃烧，在辐射段产生高温烟气，依次流经过渡段，过热段，对流段，空气预热器，最后经烟囱排放到大气。（图四：烟气流程图）2.1.4空气系统冷空气进入管壳式空气预热器，经烟气加热为热空气，依次流经风道，轴流风机，风道，调节风门，鼓风机，最后到燃烧器与燃气混合燃烧。如果热空气温度超过45，需开动调节风门开度，与冷空气掺混到1540，进入鼓风机。2.1.5蒸汽取样系统湿饱和蒸汽经辐射段汽水分离器后，分离出饱和水，饱和水经取样过滤器后，进入蒸汽取样冷却器，与冷却水逆流换热，将饱和水冷凝，温度小于等于60。2.1.6蒸汽流量测量系统过热蒸汽测量系统由长颈喷嘴流量计和流量演算器组成，过热器出口的过热蒸
9、汽，经过长径喷嘴流量计测量出过热蒸汽的流量。过热蒸汽测量系统测量的最大流量为22.5t/h。长径喷嘴流量计取压方式：径距取压。蒸汽流量测量系统参数表管道规格133*13测量介质过热蒸汽最大流量22.5T/h常用流量18.24T/h最小流量12T/h最高温度530工作温度10-150最大压力15MPa工作压力6-12MPa采样温度、压力信号补偿，信号输入类型4-20mA。2.1.7蒸汽分离及掺混系统辐射段出口饱和蒸汽四向切向进入汽水分离器，经旋风分离后，干饱和蒸汽经分离器顶部进入过热段加热，饱和水经分离器底部进入掺混管路，饱和水掺混管路上安装有电动流量调节阀门，控制分离器的液位及流经掺混管路的水
10、量。饱和水与过热段出口过热蒸汽在掺混器中掺混，掺混后的蒸汽为过热蒸汽，经注汽管线进入注汽管网。汽水分离器安装有三组远传液位计及现场显示磁浮液位计。（图八:汽水分离及掺混系统）2.2结构：该型油田过热注汽锅炉主要由给水泵及鼓风机底座设备橇（序号2、4、5）、燃烧器总成（序号6）、水水热交换器（序号22）、辐射段（序号18）、天圆地方（序号9）、空气预热器（序号10）、对流段（序号11）、过热段（序号12）、过渡烟道（序号16）、汽水分离掺混系统管路操作间（序号14）、电气自动控制系统等组成。锅炉工艺系统：水汽系统、蒸汽取样系统、蒸汽流量测量系统、燃气及引燃系统、烟气系统、空气系统、蒸汽分离及掺混
11、系统、电气自动控制系统、干度在线检测系统等。锅炉辐射段、过渡烟道、对流段、过热段内侧均安装有保温层，保温层外表面涂刷HTEE-E耐火远红外辐射涂料，厚度要求在3mm以上。锅炉控制系统有自动点火、运行自动控制和自动停炉控制系统。配套安装烟气余热回收装置，满足燃烧器对空气量及温度的要求。（图九: YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉结构简图（a、b）1、泵进口管路 2、给水泵 3、风冷型冷水机4、电气控制柜 5、鼓风机 6、燃烧器7、风道 8、高温轴流风机 9、天圆地方10、空气预热器 11、对流段 12、过热段 13、注汽阀门 14、蒸汽分离器 15、爬梯16、过渡段 17、辐射段
12、出口管路 18、辐射段19、天然气管路 20、泵出口管路 21、孔板流量计22、水-水热交换器2.2.1辐射段（1）辐射段为圆筒形结构，辐射段炉管是单路、直管，沿炉衬内壁水平往复排列。（2）辐射段炉管采用8912/20G钢管。（3）辐射段炉管悬吊螺栓及卡子采用“M” 、“W”式，材料为Cr25Ni20耐热不锈钢。（4）过渡烟道、过热段、对流段及辐射段的前后端面均采用耐高温1400的高纯陶瓷纤维毡。（5）辐射段外表面平均温度70，前墙外边面平均温度60。（图十:辐射段结构图）2.2.2对流段及过热段（1）对流段及过热段分别为梯形和矩形结构，对流段炉管为单路、直管，过热段炉管为双路，直管。在炉壳内
13、水平多层平行往复排列。（2）对流段及过热段炉管分别采用89x12/20G、60x6/12Cr1MoVG合金钢锅炉钢管。（3）过热段管束由光管组成，对流段管束由翅片管组成，翅片管采用高频焊接。（4）对流段外边面平均温度80。（5）对流段安装吹灰平台和滑轮式导轨，可打开侧盖或平移。（6）对流段两侧门采用耐高温1260的陶瓷纤维甩丝毯，对流段弯头箱充满硅酸铝纤维。（图十一：对流段结构图；图十二：过热段结构图）2.2.3过渡烟道（1）过渡烟道是连接辐射段与对流段之间的半圆形通道。（2）过渡烟道的炉衬底部浇注耐火水泥，并设吹灰用排水沟、排水孔，过渡烟道外表面平均温度80。（3）后炉门采用回转轴压盖结构。
14、（4）观火孔安装圆形耐热玻璃，保温棉做成倾角，倾角满足观看视野范围，看窗长度为8cm。该型观火孔利于拆卸清洁，密封性能好。（图十三：过渡烟道结构图）2.2.4汽水分离器（1）汽水风离器进水管为切向式。（2）汽水分离器采用机械旋风结构。（3）汽水分离器内、外接管均为20G钢管，上、下封头材质为20锻件。 汽水分离器顶部设有放空口，底部设有蒸汽和饱和水取样口。（4）汽水分离器外表面平均温度60。（图十四：汽水分离器(a、b)）图十四：汽水分离器结构图b中序号标注序号名称单位数量材料规格或型号标准号1安全阀接管根1锻钢5110/202钢制对焊同心异径接头个1DN12550-sch160-20G R(
15、C)GB/T124593分离器入口接管1个4锻钢10812/12Cr1MoVG4分离器入口接管1根无缝钢管10812/20GGB5310590堵钢制对焊无缝弯头个10DN100-sch160-20G 90E（s）GB/T124596钢制对焊等径三通个2DN100-sch160-20G T(s)GB/T124597钢制对焊异径三通个1DN10010080-sch160-20G T（R）GB/T124592.2.5给水预热器（1）给水预热器为U形双层套管结构，双回程布置。（2）给水预热器采用悬挂式布置，外表面平均温度60。（3）给水预热器内、外管及弯头均为20G钢管。（4）给水预热器出口温度（冷水
16、出口水温）须高于烟气露点温。（图十五：给水预热器结构图）2.2.6烟气余热回收装置（1）气余热回收装置为方形结构的管式换热器，换热器选用453/20无缝钢管。（2）高温消防风机（7.5KW）的一侧安装检修平台及护栏，便于维护或更换风机电机。（3）热风蝶阀安装操作平台及护栏。（4）烟气余热回收装置采用耐高温1260的陶瓷纤维甩丝毯，与对流段、天圆地方结合处须用厚度不小于40mm硅酸铝纤维毡加以填充密封。2.2.6锅炉给水泵额定输入功率：217HP(162KW),柱塞直径64mm,最大出口压力19.31MPa,最大排量为25.5m/h,柱塞泵进水温度10且80，进水压力0.1 MPa且0.9MPa
17、。设置柱塞泵油位报警，油压报警并进行显示和报警。（1）润滑油：采用“极限压力”齿轮油。下图表列出在柱塞泵周围环境不同温度下推荐的润滑油等级：公制计量单位温度美国齿轮制造商协会（AGMA）工业超高压齿轮油+10至+60AGMA No.6EP或ASTM/ISO等级No.320（粘度228-352厘沱37.8）-7至+38AGMA No.5EP 或ASTM/ISO等级No.220（粘度198-242厘沱37.8）-29至+16AGMA No.2EP或ASTM/ISO等级No.68(粘度61-75厘沱37.8）（2）曲轴箱近似容积：26.5公升，确切的数量通过玻璃视窗观察。（3）润滑油必须在最低工作温
18、度时注入。每六个月更换一次润滑油，或者更频繁一些，确保在运行情况下油质维持清洁、无污垢，具有适当粘性。（4）润滑油压调节：拆除护盖，松开压紧螺母，将压力调节螺丝钉旋进或者旋出，直至达到理想的压力值。拧紧压紧螺母，安上护盖。在柱塞泵正常转速和正常温度下，润滑油压力数值应调节在30PSI至40PSI之间。然而，由于各种因素影响油压，润滑油泵设计安全运行压力从15PSI至更高数值。（5）LX-10K冷却水循环机使用说明 a 、工作原理：由制冷部分和循环部分两部分组成（如图所示） b 、使用方法管道连接：本机后部设有出水口、回水口各一个，其中出水口与需冷却的设备进水口连接，回水口与需冷却设备的出水口连
19、接。加水：本机不可无水运行，加水口设在机器上部，一般采用蒸馏水，轻质油等专用介质，本机可直接观察水位，一般加水淹没制冷盘管即可。当外循环水路管较长，占用较多循环介质，在首次运行时，请注意观察水位，及时补充循环液，确保本机正常工作。控制面板操作正面显示（由上而下）：控制面板，紧急停止按钮，电源指示灯，高压表，低压表，水位表，水位计。背面显示：加水口，出水口，回水口。本机的总电源开关在机器后部，面板按键功能如下POWER 仪表电源开关 按下该键控制仪表开始工作，温度显示窗口（PV）显示的水箱液体的实际测量温度，（SV）显示设定目标温度。COOL 制冷开关 按下该键启动制冷机组，制冷机开始工作，开关
20、关闭后三分钟内禁止重新启动压缩机。PUMP 循环开关 按下该键循环泵启动。O 功能键 按一下该键，（SV）数值闪烁，通过位移键、增加键、减少键调整其数值，再按一下该键进行确认，数值停止闪烁，完成目标温度设定。 位移键 按一下该键，光标移动一次，选择需要更改的数字位。 增加键 选择的数字位数值增加。 减少键 选择的数字位数值减少。PV 实际测量温度 SV 设定目标温度OUT 制冷指示灯 灯亮表示制冷剂制冷工作 AUTO 自整定指示灯 OVER 和 LEVEL 备用指示注意：当长时间按O 功能键，仪表进入内部参数修改状态，用户一般不要修改内部参数，以免引起控制混乱，再长时间按功能键，退出该状态。出
21、厂参数（仅供参考）；第一报警AL1=10.0 自整定AI=OFF温度偏差P-b=-4.0 设定温度上限P-SH=4.0设定温度下限P-SL=5.0自整定（智能控制）功能的应用在机器正常工作后进入参数层设定状态，将AT设置在ON后，按SET键即启动自整定功能，仪表显示赴安徽至正常PV/SV显示，面板上AUTO灯闪烁，SV显示器间断显示-AT-，自整定运行完毕后，仪表自动返回正常显示，而不能强行退出自整定状态。2.2.7燃烧器（1）燃烧器采用分体式燃气燃烧器，最大出力为17.5MW。执行机构为电驱动：名称型号备注燃烧器最大出力20.0MW炉膛背压5-8mbar燃料类型燃气耗气量2852200Nm/
22、h鼓风机电机功率75KW进入风机前的进风温度0-50风量26400m/h控制方式电子复合调节器，燃气和风门挡板驱动控制系统ETAMATIC带显示面板噪音水平104 d(B)A（2）安装在控制柜里的燃烧器控制和复合调节系统，型号ETAMATIC，具有如下功能：a.电子复合调节器，燃气和风门挡板驱动。b.清晰显示燃烧器运行状态和初始故障值，并与PLC实时转化。c.燃烧器程序控制系统。d.用于空气温度校正的连接4-20Ma。e.满足modbus通讯协议的需要。2.2.8仪表与自动控制系统（1）泵入口给水、柱塞泵出口、对流段入口、对流段出口、辐射段入口、辐射段出口、汽水分离器液位、汽水分离器出口（饱和
23、水出口与饱和蒸汽出口）、过热段段入口、过热段段出口、掺混器入口、主蒸汽出口、天然气来气、天然气一级调压阀后、天然气二级调压阀后、炉膛压力、站区暖气安装压力变送器，高压变送器采用HONEYWELL智能型系列产品，低压变送器采用HONEYWELL系列产品；在泵出口、蒸汽出口、天然气来气、天然气阀后同时安装直读式压力表。（2）烟气、辐射段出口管壁、过热段出口管壁、泵出口、对流段出入口、辐射段出入口、过热段出口、主蒸汽出口、燃烧器喉部等温度测点采用PT100型分体式热电阻，采用屏蔽导线并与之匹配；辐射段及过热段管温热电阻安装在辐射段和过热段内出口管线上，面向火焰，烟温热电阻安装位置在烟囱过渡管顶部。泵
24、出口给水、蒸汽出口同时安装双金属温度计。（3）给水流量采用EJA130A系列智能差压变送器，配四阀组（平衡阀）。（4）所有接线盒须密封（燃烧器下方不能有接线盒）。控制线采用耐温线，要求排列整齐，成品线号清楚，安装牢固。（5）停炉报警采用高声蜂鸣器，并有远传报警触点。（6）控制系统选用中文界面触摸控制柜，所有传输数据及报警要在触摸屏上中文显示，PLC具有通讯模块和功能。1）可编程控制器可以随时接受来自触摸屏的控制指令和设置参数；并预留8个模拟量，5个开关量的采集点；2）触摸屏可以显示系统流程各部位的参数、各种报表，实现对系统的集中监视和管理；同时包括鼓风机电机和柱塞泵电机的电流、电压，水泵变频频
25、率，润滑油位、润滑油油温、鼓风机压力、可燃气体、干度预报警显示和报警；3）采用全中文菜单显示方式，显示系统流程和重要变量实时检测值、累计值和相应的状态、报警；4）显示水量和火量值；5）检测注汽锅炉报警系统的报警情况，同时具有压差异常报警功能，提醒用户炉管结垢后定期清洗；6）自动在线显示注汽锅炉辐射段出口蒸汽干度，在LOT（本地操作界面）和HMI(上位机)上实时显示；7）燃烧工况自动调节；通过计算的主蒸汽出口干度，来自动调整燃烧器的过程出力，以保证锅炉运行的最佳工况；8）安全报警：为保证锅炉的安全运行，设计有多项安全报警，当锅炉的运行参数出现异常，可自动快速安全停炉，同时HMI和LOT自动记录报
26、警的时间和内容，用户可随时查询，不能删除，高级用户可进行报警设置及其他操作；9）提供通用标准数据传输接口；10）生产数据实时显示，实现锅炉数据采集，同时对锅炉的启动、运行全过程及安全报警进行监控；11）控制系统中预留烟囱闭合装置与启、停炉的连锁控制程序【选配】。12）锅炉控制系统保留一个月的运行故障历史记录，设有巡检程序。13）锅炉触摸屏实时显示锅炉运行参数，燃烧器的调火、调水及故障信息等以中文方式在触摸屏上显示。2.3设计计算2.3.1遵循的规程、规范及选用的主要技术标准2.3.1.1设计标准： 1） 蒸汽锅炉安全技术监察规程 2）SY/0440-2010 注油注汽锅炉制造安装技术规范 3）
27、GB/T 9222 水管锅炉受压元件强度计算 4）GB2588设备热效率计算通则 5）GB2587-81热设备能量平衡通则 6）GB3841锅炉烟尘排放标准 7）GB/T 1214火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准 8）GB/T 11943锅炉制图 9）GB/T 699优质碳素结构钢 10）GB/T 700碳素结构钢 11）GB/T 5310高压锅炉用无缝钢管 12）GB/T 8163 输送流体用无缝钢管 13）GB/T 713锅炉用碳素钢和低合金钢钢板 14）GB/T 14957熔化焊用钢丝 15）GB/T 14958气体保护焊用钢丝2.3.1.2制造标准： 1) JB/T 1611锅炉
28、管子制造技术条件 2）JB/T 1613锅炉受压元件焊接技术条件 3）JB/T 1615锅炉油漆包装技术条件 4）JB/T 1619锅壳锅炉本体制造技术条件 5）JB/T 1621工业锅炉烟箱钢制烟囱制造技术条件 6）JB2932水处理设备技术条件 7）JB3375锅炉用材料入场验收规则 8）GB/T 4370承压设备无损检测2.3.1.3电气控制标准： 1）GB50093自动化仪表工程施工及验收规范 2）GB50254、GB50258、GB50259电气装置安装工程施工及验收规范 3）GB50171电气装置安装（含柜及二次回路）接线施工及验收规范 4）DL409-91电业安全工作规程 5）GB/T 15969.1-1995GB/T 15969.4-1995可编程序控制器