钻井队柴油机余热回收利用技术

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1、1前言个钻井队每年大概会消耗大约200t煤，同时产生大量的一氧化碳、二氧化碳等空气污染物和废渣。在钻塔里木盆地是我国最大的含油气盆地，总面积井队柴油机是必不可缺的设备，柴油机在工作时会产56~10km，盆地周边被天山、昆仑山和阿尔金山所环生炯气，炯气出口的温度最高可达400~C以上，如果充绕，中部是号称“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠，面积分利用这部分高温烟气可以将水变成蒸汽为井队提供33．7×10km，是世界第二大流动性沙漠。据最新一轮保温热源，从而取代燃煤锅炉，以达到节能减排的目的。资源评价，塔里木盆地可探明油气资源总量为160x10t，是

2、中国石油资源量大于150x10t的四个盆地之2各勘探公司柴油机组主要类型一，勘探前景十分广阔。随着塔里木石油工业的不断通过对塔里木探区钻井队的钻机调查，目前在塔深入，在塔里木油田进行勘探作业的钻井队越来越里木服务的钻机有60余部，这些钻机配备的柴油机多。塔里木油田冬季气温最低达一30℃以下，钻井作业一年四季都在进行，冬季井队设备的保温是钻井lT多为12V190系列，配备的柴油发电机为8V190系列、程的重要环节，保温工作直接影响钻井的安全及成CAT3512系列、VOLVO系列等，见图1、图2。通过测本。钻井队冬季都需要用大量的蒸汽进行诸如吹

3、扫试分析，当柴油机的出力大于80％时，有90％以上的钻台、清洗套管、紧急解冻、特殊部位保温等T作。现柴油机排烟管温度大于35O℃，由烟气带走的热量占阶段的钻井队基本上都使用燃煤锅炉来产生蒸汽，一总热量的40％以上，余热同收的价值很大，见表1。表1柴油机(发电机)组各项参数图1发电机实物图图2柴油机实物图3钻井队冬季保温现状4．1余热回收装置原理井队柴油发电机余热回收是将制作好的余热回根据收集的资料，目前钻井队有以下几种冬季生收装置直接安装在柴油机的排气管上，形成简单的管产供暖保温方式：壳式换热器，见图3。外部供通过管层，烟气通过壳层1)燃煤

4、锅炉供暖系统；传导。由泵给出的工质水经给水阀，预热盘管、给水2)燃油锅炉供暖系统；调节阀，给水分配管分别进入换热器的浮式螺旋盘管3)电热锅炉供暖系统。组，柴油机废气在浮式螺旋盘管组的作用下，以近似对供暖保温方式调查分析认为：螺旋轨迹横向冲刷盘管外壁，使废气的热能不断传给1)燃煤锅炉供暖系统——环境污染严重，运行管内工质。管内工质吸热升温，体积迅速膨胀，流速成本高，维护费用大；提高，汽水开始在管内分离。经集气管膨胀器粗分2)燃油锅炉供暖系统一环境污染严重，运行成本高；离，由膨胀器喷射进入Ⅲ级换热器，继续加热汽化，饱3)电热锅炉供暖系统——耗电

5、量大，运行成本高。和蒸汽进入管汇，分离后未汽化的饱和水经底流管进4余热回收利用装置系统入再热器继续加热汽化，直至全部成为饱和蒸汽由蒸汽管输出。2010~5期7D月出版图3余热回收利用装置图4．2余热回收利用装置的主要设备余热回收利用装置主要设备见表2。表2余热回收利用装置主要设备4．3余热回收利用装置工艺流程盘管里，经过加热形成水蒸汽，水蒸汽通过蒸汽管线原水经水处理设备处理后进入软化水箱，软化水排向井队的各个需要保温的位置，具体流程见图4。通过气动隔膜泵向换热器供水，软化水流入换热器的图4余热回收利用装置工艺流程图4．4系统蒸汽效果以上的饱

6、和蒸汽，蒸汽压力0．6MPa、温度最高可达经测试，ZP12V190柴油机(功率810kW)在出力180~C，完全可以满足井队冬季保温需求，余热回收利75％H1,"，采用余热回收装置，每小时可以产生500kg用装置蒸汽效果见图5。2010510，1l1出扳图5余热回收利用装置蒸汽效果图5余热回收装置的效益分析优化，其节能效果和经济效益明显，在实际生产使用过程中应注意以下几个方面：5．1社会效益分析1)由于余热换热器是采用盘管结构，所以在使煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，用中应注意水质的要求，应尽量使用软化水；经过计算燃烧1t优质煤会

7、产生3．3t的二氧化碳，同2)当在柴油机上安装余热回收利用装置时应时还产生一氧化碳1．36kg，碳氢化合物0．45kg，氮氧注意采用防爆装置(柴油机离钻井架比较近)；化物9．08kg，二氧化硫24kg，烟尘42．5kg。同时还会3)为防止余热换热器盘管结构堵塞，应定期对产生大量废渣，这些都是对大气和环境有害的物质。换热器进行除垢处理，保证盘管通畅；井队在整个取暖期消耗大约200t煤，所造成的污染4)施工过程中应严格遵守井场的各项规定，穿极大，浪费能源。余热回收装置能有效地节约能源，戴好劳保品，确保施工安全；对大气环境无污染。同时余热回收装置

8、还具有很好5)每天应进行3～4次例行检查，由于换热器工的消音灭火功能，烟气经过余热回收装置时压力始终作时温度较高，例行检查时应佩戴好劳保用品；是均衡的，消除了压力波动，加之余热回