加拿大一家原地重油生产厂希望通过现有的贯通式蒸汽发生器 (OTSG) 增加蒸汽产量,在不增加水厂产量的情况下提高其石油产量。产量的增加将导致更高的蒸汽质量(蒸汽/锅炉水比率),这将使OTSG锅炉水中的总溶解固体 (TDS) 含量和pH值增加。
在较高的蒸汽质量下,OTSG的锅炉水会存在较高的TDS,这意味着OTSG会有更多结垢。
为了管理OTSG结垢的风险,Veolia启动了一项沉积监测计划,对锅炉中的离子沉积率进行检查。这些数据被用来监测用于锅炉的化学品处理方案的有效性,如图2所示。
Veolia发现,在较高的锅炉pH值和TDS负荷下,仅仅依靠螯合剂来控制结垢是无效的,因此建议转而采用新的以分散剂为主的方案。Veolia专门为OTSG设计的一种新的锅炉聚合物得到了评估。Solus CL35是一种螯合剂和专利三元共聚物的混合物,与行业标准相比,它在控制结垢方面已被证明非常有效。
图1 - 仅用螯合剂(上)、传统均聚物和螯合剂(中)以及Solus三元共聚物和螯合剂(下)处理的锅炉探头。
结果
通过监测整个蒸汽发生器的离子沉积率,该方案的性能得到了验证。图2和3显示了使用化学品前后的离子沉积率,以及蒸汽质量的提高。从图表中可以看出,随着蒸汽质量和产量的增加,沉积率保持稳定或下降,这表明该方案在高度紧张的条件下缓解了结垢形成。这些分析结果与以下计划停工期间的检查数据一致。
这一工艺改变使客户能够安全地操作蒸汽发生器,使蒸汽质量从之前的平均74%提高到85%,生产力提高超过10%。这使得蒸汽产量得到增加,而没有增加其水处理厂的吞吐量,每年可节省超过14,000,000 USG的补水。
图2 - 内部处理化学品评估期间,贯通式蒸汽发生器的平均蒸汽质量。可以看出蒸汽质量得到了安全提高,从而实现了利用现有设备提高石油产量。
图3 - 钝化化学品处理评估期间,贯通式蒸汽发生器的硬度沉积率。改变化学品使沉积率得到了改善,并且随着蒸汽质量的提高而保持低水平,从而实现了利用现有设备提高石油产量。