[发明专利]一种用于海上稠油热采平台的热力除氧方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于海上稠油热采平台的热力除氧系统，该系统包括海水换热器、海水淡化系统、软化水换热器和热力除氧器，所述的热力除氧器的蒸汽入口还连接有用于高温高压蒸汽减温减压的减温减压器。本发明的热力除氧方法包括：海水进入海水换热器与高温除氧水进行换热，升高温度进行海水淡化系统进行软化，再经换热升温后进入热力除氧器；锅炉产生的高温高压蒸汽通过减温减压装置变为低温低压蒸汽进入热力除氧器对软化水进行加热完成除氧。本发明系统及方法占地面积小，重量轻，在海水低温或高温的条件下，具有良好的除氧效果，适合海上稠油热采平台应用。

技术领域

本发明属于水处理的技术领域，具体涉及一种用于海上稠油热采的热力除氧系统及热力除氧方法。

背景技术

渤海常规油田可采储量和产量逐年减少，但其储量巨大的稠油及超稠油从未进行开采。为了弥补原油产量的衰减，稠油热采已成为海上油气田开发的主要措施和发展方向。注汽系统是稠油热采的核心，包括锅炉水处理系统和热采锅炉两个部分。热采锅炉是油田专用采油设备，它的主要作用生产高温高压(17.8MPa，355℃)并高速注入千米深的油层加热稠油。可以看出，热采锅炉是一种较特殊的工业锅炉，在工作方式上不同于电站锅炉和其他普通工业锅炉，这决定了它对补给水水质尤其是溶解氧(Dissolved Oxygen，简称DO)含量上有严格的要求。热采锅炉补给水DO值过高，会造成锅炉管和输汽管道氧腐蚀速度极快，锅炉爆管事故频繁发生。

目前，锅炉供水除氧方式主要有以下几种方法：化学除氧法、解析除氧法、热力除氧法、真空除氧法、膜除氧法。化学除氧法主要使用亚硫酸钠、铁粉、水合肼、二乙基羟胺等，该方法的缺点是药剂用量大，对人员、环境伤害严重；真空除氧法缺点是需要大功率真空机组，并且真空塔过高，在海上平台出现穿层，存在很大的安全隐患，所以该方法的经济性和安全性不符合海上平台的建造要求；解析除氧法的缺点是除氧效果不稳定，对于二氧化碳等其他气体不能有效去除，并且由于使用木炭或焦炭作为反应剂，会使水中的碳酸根含量增加，产生结垢的风险；膜除氧法运行规模较小，在海上平台应用缺乏实际的应用案例。热力除氧是通过升温的方式，将补给水加热升温至沸点，液面上水蒸气分压增大、氧气分压减小，进而使补给水中的溶解氧含量降低，氧气逸出水面，此时将液面上的氧气排出，只留有水蒸气，以此达到除氧的目的。

渤海海上稠油热采平台水源为海水，通过锅炉水处理系统除杂、脱盐、除氧达到锅炉补给水进水标准后进入热采锅炉。渤海区域海水温度为-2.5～30.2℃，锅炉水处理系统进水温度要求为25～35℃，所以在冬季工况下，除氧水需要对海水进行升温；在夏季工况下，除氧水温度过高，如果直接进入锅炉供水泵，会产生严重的汽蚀现象，需要对除氧水进行降温。并且，考虑到热力除氧系统的安全性和设备投资的经济性，热力除氧不能直接使用热采锅炉产生的高温高压蒸汽，需要对锅炉蒸汽进行减温减压。因此，如何在海上平台有限空间内，满足工艺要求，产水达到锅炉进水标准，同时降低占地面积是目前海上稠油热采除氧亟待解决的重要难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在海上稠油热采平台有限空间内，渤海油田冬夏季极端工况下的除氧方法及系统，以满足热采锅炉补给水的水质要求。

为达到上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种用于海上稠油热采平台的热力除氧系统，包括海水换热器、海水淡化系统、软化水换热器和热力除氧器，其中所述的海水换热器的海水出口与海水淡化系统的进口相连，海水淡化系统的出口与软化水换热器的软化水进口相连，所述的软化水换热器的软化水出口与所述的热力除氧器的软化水进口连接，所述的热力除氧器的除氧水出口与所述的软化水换热器的除氧水进口连接，所述的软化水换热器的除氧水出口通过管道与所述的海水换热器的除氧水出口的管道相连，所述的热力除氧器的除氧水出口通过管道与所述的海水换热器的除氧水进口相连；所述的热力除氧器的蒸汽入口还连接有用于高温高压蒸汽减温减压的减温减压器。

所述的海水换热器和软化水换热器优选为板式换热器。

所述热力除氧器优选为大气式旋膜除氧器。