CN102563837A - 燃气热水锅炉 - Google Patents

Abstract

一种燃气热水锅炉，包括：燃气管线、燃烧器、辐射段、对流段、烟囱、加药装置及控制盘，其特征在于：所述的燃烧器、辐射段、对流段、烟囱、加药装置均以模块形式组装在橇座上，所述的辐射段是圆筒形墙体，内壁衬为耐火纤维，尾端设有方型烟气通道，所述的辐射段管束为单回路直管蛇形往复排列成圆筒形结构；所述的对流段全部由翅片管组成的梯形结构，管束由单回路直管蛇形往复排列而成；所述的对流段设在辐射段的后部。它热效率高、自动化程度高，炉体一体化以模块形式组装在橇座上，结构紧凑、体积小、重量轻、移动方便。

Description

燃气热水锅炉

技术领域

本发明涉及一种是石油行业热力开采的专用设备。它是利用所产生的高压热水注入油井，加热油层中的原油以降低稠油的粘度，增加稠油的流动性，从而能够极大地提高稠油的采收率。具体是一种燃气热水锅炉。

背景技术

目前，国内外生产的蒸汽发生器，在油田稠油的采收中得到了广泛的应用，而对于原油粘稠度稍低的油田，也在使用这种蒸汽发生器势必会造成不必要的浪费。为了保证一定采收率的同时，能够最大限度的降低生产成本，这就需要用一种温度稍低热质注入到油井，进行原油的采收。

发明内容

本发明目的在于：为了克服上述的能源浪费、采收成本高的问题，提供一种燃气热水锅炉，它具有模块橇装承载方式，使锅炉结构更加紧凑合理，也更有利于用户的运输搬迁，并能大大降低原油的采收成本。

本发明目的是通过这样的技术方案实现的：一种燃气热水锅炉，包括：燃气管线、燃烧器、辐射段、对流段、烟囱、加药装置及控制盘，所述的燃烧器、辐射段、对流段、烟囱、加药装置均以模块形式组装在橇座上，所述的辐射段是圆筒形墙体，内壁衬为耐火纤维，尾端设有方型烟气通道，所述的辐射段管束为单回路直管蛇形往复排列成圆筒形结构；所述的对流段全部由翅片管组成的梯形结构，管束由单回路直管蛇形往复排列而成；所述的对流段设在辐射段的后部。

所述的燃烧器直接依次连通辐射段、对流段、烟囱，燃烧器通过燃气管线连通设置安全阀门的燃气入口，燃气入口通过天然气分离器连通燃气管线，天然气分离器设置天然气分离器排水口与天然气分离器安全阀排放口；燃烧器与鼓风机结合为一体式结构。

所述的加药装置由药箱通过加药计量泵至混合器，混合器设置在给水入口与辐射段入口的给水管线之间。

所述的控制盘为可编程的自控化控制器加上触摸屏组成控制系统。

所述的对流段连通设置阀门的热水出口和放空口，对流段后部设置烟囱。

所述的燃烧器与加药装置及控制盘设置在橇座上的板房内。

本发明燃气热水锅炉是卧式直流锅炉，辐射段与对流段为单回程直管水平蛇形排布，辐射段燃烧室为圆形，炉膛压力为微正压，对流段为梯形，紧挨辐射段后端布置，自动化程度大大提高，热效率高。又缩小了炉体长度及高度，本锅炉采用模块橇装承载方式，使锅炉结构更加紧凑合理，体积小、重量轻、方便整体运输。同时，也大大降低原油的采收成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1俯视示意图；

图3是本发明图1左视示意图；

图4是本发明图1后视示意图；

图5是图示的A-A横向剖面示意图；

图6是本发明工作流程示意图；

图7是本发明辐射段管束示意图；

图8是图7辐射段管束左视图；

图9是对流段翅片管组成的梯形结构示意图；

图10是图9俯视对流段管束示意图。

编号说明：

1.辐射段  2.对流段  3.橇座  4.烟囱  5.燃烧器6.板房； 7.加药装置  8.给水管线 9.燃气管线10.控制盘  701.混合器  702.药箱  703.加药计量泵801.给水入口；802.热水出口； 803.放空口；901.天然气入口；902.天然气分离器排水口；903.天然气分离器安全阀排放口。

具体实施方式

实施例

一种燃气热水锅炉，包括：燃气管线9、燃烧器5、辐射段1、对流段2、烟囱4、加药装置7及控制盘10等，所述的燃烧器5、辐射段1、对流段2、烟囱4、加药装置7等均以模块形式组装在橇座3上，所述的辐射段1是圆筒形墙体，内壁衬为硅酸铝耐火纤维，尾端设有方型烟气通道，所述的辐射段管束101为单回路直管蛇形往复排列成圆筒形结构，如图7、8所示；所述的对流段2全部由翅片管组成的梯形结构，如图9所示。管束201由单回路直管蛇形往复排列而成，如图10所示；所述的对流段2布置在辐射段1的后部。

所述的燃烧器5直接依次连通辐射段1、对流段2、烟囱4，燃烧器5通过燃气管线9连通设置安全阀门的天然气入口901，天然气入口901通过天然气分离器连通燃气管线9，天然气分离器设置天然气分离器排水口902与天然气分离器安全阀排放口903；燃烧器5与鼓风机结合为一体式结构。

所述的加药装置7由药箱702通过加药计量泵703至混合器701，混合器701设置在给水入口801与辐射段1入口的给水管线8之间。

所述的控制盘10为可编程自控化控制器+触摸屏组成控制系统。

所述的对流段2连通设置阀门的热水出口802和放空口803，对流段2后部设置烟囱4。

所述的燃烧器5与加药装置7及控制盘10设置在橇座3上的板房6内。

本锅炉结构部分概括为：二大段：即辐射段1、对流段2；四大系统：即给水系统(给水管线8)、燃烧系统(燃烧器5)、自控系统(控制盘10)、加药系统(加药装置7)。

所述的辐射段正常运行时壳体外表面平均温度小于60℃。辐射段管束为单回路直管蛇形往复排列成圆筒形结构，设计时考虑了受热面的传热以及安全运行，考虑了燃烧器最大火焰调节尺寸，使火焰与管束不产生贴边现象等情况。管子与炉墙间的最佳值的距离，这是根据直接吸收辐射热及反射辐射热来确定的。炉管沿辐射段墙体内壁纵向蛇形排布，形成一套水循环。其热效率高、热传导效果好。

所述的对流段是全部由翅片管组成的梯形结构，管束由单回路直管蛇形往复排列而成。对流段布置在辐射段的后部，无过渡段，具有结构紧凑、体积小、热效率高、烟气阻力小等优点。

所述的自控系统是采用PLC(可编程自控化的控制器)+触摸屏组成控制系统。

主要功能特点：

(1)热水出口温度报警值动态跟踪、实时计算，无须人工设定；

(2)人机界面直观、友好，维护方便，操作便捷；

(3)系统具有自诊断功能，故障率低；

(4)系统具有丰富的数据管理功能，历史数据可以永久存储；

(5)趋于人性化设计，其性能可靠、安全、稳定；

(6)具有通用数据远传接口，可实现数据网上浏览与存储，符合当今油田数据化管理的需要。

所述的给水系统：

给水系统是指从给水入口801至热水出口802之间的水流通道，是由辐射受热面、对流段中受热面以及其范围内管道组成的流程系统，如流程图所示，是锅炉的主要受压组件，为了安全高效的运行，它安装了如下器件：

1.给水截止阀及电动流量调节阀以调节锅炉给水的流量；

2.电磁流量计量系统，使给水在进入辐射段流程之前得到流量控制和计量；

3.热水出口安全阀是为了保护设备和人身安全而设置的重要安全件；

4.热水出口单向阀、截止阀以防止注井热水倒流、控制注井热水流量；

5.流程上设的管座用于安装近程的和远传压力、温度仪表及排放空气；

6.热水出口旁通截止阀及管路用于启炉初始时期排放。

所述的燃烧系统由燃烧器5(自带鼓风机)、炉膛、烟气通道等组成。烟气通道上设有烟温热电偶。

所述的燃气管线9由气液分离器、燃气过滤器、旋进漩涡流量计、压力调节阀和电磁阀等组成。燃气流程简单、便于操作且安全可靠性强.如流程图所示。上述的零部件市场有售。

所述的加药装置7由药箱702、加药计量泵703、球阀、单向阀及其连接管道组成。如流程图所示。药品溶液首先在药箱702内配制完成，然后经加药计量泵703按一定的流量注入混合器701给水管线。单向阀则会有效地防止药液与本锅炉内水的倒流。

各部件间连接方式

为保证安全稳定运行，锅炉的辐射段1与对流段2之间以及它们与橇座3和板房6之间采用了焊接的连接方式，这样既能使烟气得到可靠的密封，减少热量损失，并能保证操作人员的人身安全。同时，又避免了设备运行时造成连接处松动。燃烧器5与辐射段1的端盖以及烟囱4与对流段2用螺栓连接，这样便于设备的检修和清洗。

本发明为满足用户要求对以下系列产品进行了初步实验。

锅炉主要技术参数：

1.锅炉型号：YZG0.32-6.4/95/40-G、YZG0.45-6.4/95/40-G、YZG0.57-6.4/95/40-G

2.额定流量：       5t/h、7t/h  、9t/h

3.额定工作压力：   6.4MPa

4.额定出水温度：   95℃

5.额定进水温度：   40℃

6.额定热功率：     0.32MW、0.45MW、0.57MW

7.热效率：         86％

8.燃料：           天然气

9.控制方式：       PLC+触摸屏

实验证明：本发明取消水-水换热器的预热设备，锅炉给水首先进入辐射段加热，避免了给水先进入对流段造成管壁温度过低而形成露点腐蚀。炉体一体化，结构紧凑、体积小、重量轻、移动方便。同时，它具备如下优点：

(1)火焰直接加热炉管内地层水，散热损失小，热效率高；

(2)成本降低、结构紧凑，无需分拆运输；

(3)采用先进的控制技术，能实现锅炉流量及出口温度保持恒定，自动化程度大大提高；

(4)可靠的加药系统，定期为炉管除垢提高换热效率。

Claims (6)

1.一种燃气热水锅炉，包括：燃气管线(9)、燃烧器(5)、辐射段(1)、对流段(2)、烟囱(4)、加药装置(7)及控制盘(10)，其特征在于：所述的燃烧器(5)、辐射段(1)、对流段(2)、烟囱(4)、加药装置(7)均以模块形式组装在橇座(3)上，所述的辐射段(1)是圆筒形墙体，内壁衬为耐火纤维，尾端设有方型烟气通道，所述的辐射段管束(101)为单回路直管蛇形往复排列成圆筒形结构；所述的对流段(2)全部由翅片管组成的梯形结构，管束(201)由单回路直管蛇形往复排列而成；所述的对流段(2)设在辐射段(1)的后部。

2.根据权利要求1所述的燃气热水锅炉，其特征在于：所述的燃烧器(5)直接依次连通辐射段(1)、对流段(2)、烟囱(4)，燃烧器(5)通过燃气管线(9)连通设置安全阀门的燃气入口(901)，燃气入口(901)通过天然气分离器连通燃气管线(9)，天然气分离器设置天然气分离器排水口(902)与天然气分离器安全阀排放口(903)；燃烧器(5)与鼓风机结合为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的燃气热水锅炉，其特征在于：所述的加药装置(7)由药箱(702)通过加药计量泵(703)至混合器(701)，混合器(701)设置在给水入口(801)与辐射段(1)入口的给水管线(8)之间。

4.根据权利要求1所述的燃气热水锅炉，其特征在于：所述的控制盘(10)为可编程的自控化控制器加上触摸屏组成控制系统。

5.根据权利要求1所述的燃气热水锅炉，其特征在于：所述的对流段(2)连通设置阀门的热水出口1(802)和放空口(803)，对流段(2)后部设置烟囱(4)。

6.根据权利要求1所述的燃气热水锅炉，其特征在于：所述的燃烧器(5)与加药装置(7)及控制盘(10)设置在橇座(3)上的板房(6)内。

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