CN103216932B - 火筒式燃气热水锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火筒式燃气热水锅炉，锅炉本体与热交换器为上下分体式结构；锅炉本体为一封闭水箱，水箱内放入水为传热介质；波形炉胆、大烟管、小烟管水平地设置在锅炉本体内的下半部，并在水面以下；天然气接至燃烧器进行燃烧，燃烧产生的热烟气依次进入波形炉胆、大烟管、前烟箱、小烟管、后烟箱、烟囱，将锅炉本体内的水加热产生饱和蒸汽；锅炉本体上面设有热交换器，在热交换器的底部与锅炉本体顶部之间用多个连通接管接通。它利用锅炉本体内饱和蒸汽凝结后放出的汽化潜热来加热热交换器管束内的给水，从而避免炉管内析盐结垢及低温腐蚀，提高受热面传热效率、减少能源浪费、降低开采成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油行业热力开采的专用设备，具体是一种油田专用火筒式燃气热水锅炉。
背景技术
随着油田开采时间的增长，油层本身能量不断被消耗，致使油层压力不断下降，地下原油大量脱气，黏度增加，造成地下残留大量死油不出来。通过注水井将热水注入油层是保持底层压力，保证油田高产稳产的重要途径，可以大幅度提高低渗透油田的采收率。
但是在油田生产过程中，注水设备由于高温受热区析盐而导致的炉管结垢和低温受热面的露点腐蚀问题给生产带来了很多麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种火筒式燃气热水锅炉，利用锅炉本体内饱和蒸汽凝结后放出的汽化潜热来加热热交换器管束内的给水，从而避免炉管内析盐结垢及低温腐蚀，提高受热面传热效率、减少能源浪费、降低开采成本。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种火筒式燃气热水锅炉，它包括：锅炉本体、热交换器，锅炉本体与热交换器为上下分体式结构；锅炉本体为一封闭水箱，水箱内放入水为传热介质；它还包括：燃烧器、前烟箱、波形炉胆、大烟管、小烟管、后烟箱、防爆门、烟囱，其中：波形炉胆、大烟管、小烟管水平地设置在锅炉本体内的下半部，并在水面以下，波形炉胆的筒体后部开孔由弯头连接大烟管，大烟管的出口接至前烟箱内，小烟管的进口接至前烟箱内，小烟管的出口接至后烟箱内，大烟管与小烟管由锅炉本体外的前烟箱相连通，小烟管由锅炉本体外的后烟箱连通烟囱，波形炉胆的后端部出口连接防爆门；天然气接至燃烧器进行燃烧，燃烧产生的热烟气依次进入波形炉胆、大烟管、前烟箱、小烟管、后烟箱、烟囱，将锅炉本体内的水加热产生饱和蒸汽；锅炉本体上面设有热交换器，在热交换器的底部与锅炉本体顶部之间用多个连通接管接通，锅炉本体内的饱和蒸汽经连通接管进入热交换器；热交换器为管壳式换热器，包括有封闭壳体，壳体内设有管束，管束为热交换盘管；需加热的冷水经冷水进口进入管束，吸收饱和蒸汽冷凝后释放的汽化潜热，被加热为热水，再经热水出口流出，冷却的饱和蒸汽凝结成水下落并流回锅炉本体。
它还包括：板房、橇座、膨胀节、梯子平台，采用橇装承载方式，所述的锅炉本体、板房组焊在橇座上，板房位于锅炉本体的前部；前烟箱、后烟箱分别位于锅炉本体的前、后端；烟囱坐在后烟箱的顶部；连通接管间设有膨胀节；锅炉本体和热交换器侧面还设有梯子平台。
它还包括：拉杆、进水口、炉水取样口、液位计接口、排放口、前管板、后管板，锅炉本体为卧式圆筒形结构，其两侧面分别由前管板和后管板封口，锅炉本体内设拉杆连接固定前管板和后管板；锅炉本体侧面设置带有阀门的进水口、炉水取样口及液位计接口，锅炉本体底面设置带有阀门的排放口。
它还包括：水管线，热交换器内的管束的两端分别通过水管线连通冷水进口和热水出口，热交换器壳体的顶部设置带有阀门的放空口和安全阀接口。
它还包括鼓风机、天然气管线、天然气入口；燃烧器与鼓风机为一体式结构；燃烧器通过天然气管线连通天然气入口，天然气管线上设有天然气分离器，天然气分离器设置排水口和安全阀排放口。
各部件间连接方式为：锅炉本体与前烟箱、后烟箱、板房之间以及本体与橇座之间采用焊接的连接方式；燃烧器与前烟箱、锅炉本体与热交换器以及烟囱与后烟箱之间采用螺栓连接。
它还包括自控系统，包括有如下器件：
a.给水进口安装截止阀及电动流量调节阀，
b.电磁流量计量系统，
c.热水出口安装止回阀、截止阀，
d.流程上设管座用于安装近程的和远传压力、温度仪表；
e.天然气管线上设置旋进漩涡流量计、压力调节阀和电磁阀；
f.烟囱上设有烟温热电偶；
g.控制盘及控制线路，控制盘由可编程的控制器加上触摸屏组成，具有通用数据远传接口，控制盘设置在橇座上的板房内。
本发明有以下优点和积极效果：
（1）利用蒸汽凝结放出的汽化潜热直接加热炉管内给水，散热损失小，热效率高；
（2）橇装式承载，结构紧凑、体积小、重量轻、移动方便；
（3）先进的控制技术能实现热水出口流量及出口温度保持恒定，智能化水平高。
火筒式燃气热水锅炉为分体式直流锅炉，方便清洗及拆卸，防止低温腐蚀。采用橇装承载方式，使锅炉结构更加紧凑合理，体积小、重量轻、方便运输。
它直接采用地层水作为锅炉给水，无需水处理，利用饱和蒸汽冷凝释放出的汽化潜热直接加热热交换器管束内给水，避免了管内结垢和低温腐蚀，运行成本大大降低。
本发明锅炉主要技术参数：
型号： YZG0.82-6.4/140/40-G
额定流量： 7t/h
额定工作压力： 6.4MPa
额定出水温度： 140℃
给水温度： 40℃
额定热功率： 0.82MW
热效率： 86%
燃料： 天然气
控制方式： PLC+触摸屏
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明图1左视图；
图3是本发明图1俯视图；
图4是本发明图1右视图；
图5是本发明工作流程示意图；
图6是本发明锅炉本体结构剖面图；
图7是本发明图6锅炉本体左视剖面图；
图8是本发明热交换器结构剖面图；
图9是本发明图8热交换器左视剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图标号说明：板房1、橇座2、燃烧器3、前烟箱4、锅炉本体5、后烟箱6、防爆门7、烟囱8、梯子平台9、热交换器10、膨胀节11、水管线12、天然气管线13、控制盘14、连通接管16、本体进水口501、本体排放口502、炉水取样口503、炉胆504、大烟管508、小烟管505、液位计接口506、拉杆507、前管板509、后管板510、放空口1001、热交换器管束1002、安全阀接口1003、冷水进口1201、热水出口1202、天然气进口1301。
如图所示，一种火筒式燃气热水锅炉，它包括：锅炉本体5、热交换器10，锅炉本体5与热交换器10为上下分体式结构；锅炉本体5为一封闭水箱，水箱内放入水为传热介质；它还包括：燃烧器3、前烟箱4、波形炉胆504、大烟管508、小烟管505、后烟箱6、防爆门7、烟囱8，其中：波形炉胆504、大烟管508、小烟管505水平地设置在锅炉本体5内的下半部，并在水面以下，波形炉胆504的筒体后部开孔由弯头连接大烟管508，大烟管508的出口接至前烟箱4内，小烟管505的进口接至前烟箱4内，小烟管505的出口接至后烟箱6内，大烟管508与小烟管505由锅炉本体5外的前烟箱4相连通，小烟管505由锅炉本体5外的后烟箱6连通烟囱8，波形炉胆504的后端部出口连接防爆门7；天然气接至燃烧器3进行燃烧，燃烧产生的热烟气依次进入波形炉胆504、大烟管508、前烟箱4、小烟管505、后烟箱6、烟囱8，将锅炉本体5内的水加热产生饱和蒸汽；锅炉本体5上面设有热交换器10，在热交换器10的底部与锅炉本体5顶部之间用多个连通接管16接通，锅炉本体5内的饱和蒸汽经连通接管16进入热交换器10；热交换器10为管壳式换热器，包括有封闭壳体，壳体内设有管束1002，管束1002为热交换盘管；需加热的冷水经冷水进口1201进入管束1002，吸收饱和蒸汽冷凝后释放的汽化潜热，被加热为热水，再经热水出口1202流出，冷却的饱和蒸汽凝结成水下落并流回锅炉本体5。
它还包括：板房1、橇座2、膨胀节11、梯子平台9，采用橇装承载方式，所述的锅炉本体5、板房1组焊在橇座2上，板房1位于锅炉本体5的前部；前烟箱4、后烟箱6分别位于锅炉本体5的前、后端；烟囱8坐在后烟箱6的顶部；连通接管16间设有膨胀节11；锅炉本体5和热交换器10侧面还设有梯子平台9。
它还包括：拉杆507、进水口501、炉水取样口503、液位计接口506、排放口502、前管板509、后管板510，锅炉本体5为卧式圆筒形结构，其两侧面分别由前管板509和后管板510封口，锅炉本体5内设拉杆507连接固定前管板509和后管板510；锅炉本体5侧面设置带有阀门的进水口501、炉水取样口503及液位计接口506，锅炉本体5底面设置带有阀门的排放口502。
它还包括：水管线12，热交换器10内的管束1002的两端分别通过水管线12连通冷水进口1201和热水出口1202，热交换器10壳体的顶部设置带有阀门的放空口1001和安全阀接口1003。
它还包括鼓风机、天然气管线13、天然气入口1301；燃烧器3与鼓风机为一体式结构；燃烧器3通过天然气管线13连通天然气入口1301，天然气管线13上设有天然气分离器，天然气分离器设置排水口和安全阀排放口。
各部件间连接方式为：锅炉本体5与前烟箱4、后烟箱6、板房1之间以及本体5与橇座2之间采用焊接的连接方式；这样既能使烟气得到可靠的密封，减少热量损失，又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，保证设备安全稳定运行。
燃烧器3与前烟箱4、锅炉本体5与热交换器10以及烟囱8与后烟箱6之间采用螺栓连接。这样便于设备的检修、清洗及运输。
它还包括自控系统，包括有如下器件：
a.给水进口安装截止阀及电动流量调节阀，以调节给水的流量；
b.电磁流量计量系统，在给水进入热交换器之前流量控制和计量给水；
c.热水出口安装止回阀、截止阀，以防止注井热水倒流、控制注井热水流量；
d.流程上设管座用于安装近程的和远传压力、温度仪表；
e.天然气管线13上设置旋进漩涡流量计、压力调节阀和电磁阀；
f.烟囱8上设有烟温热电偶；
g.控制盘14及控制线路，控制盘14由可编程的控制器加上触摸屏组成，具有通用数据远传接口，控制盘14设置在橇座2上的板房1内。
Claims (5)
1.一种火筒式燃气热水锅炉，它包括：锅炉本体(5)、热交换器(10)，其特征在于：锅炉本体(5)与热交换器(10)为上下分体式结构；锅炉本体(5)为一封闭水箱，水箱内放入水为传热介质；它还包括：燃烧器(3)、前烟箱(4)、波形炉胆(504)、大烟管(508)、小烟管(505)、后烟箱(6)、防爆门(7)、烟囱(8)，其中：波形炉胆(504)、大烟管(508)、小烟管(505)水平地设置在锅炉本体(5)内的下半部，并在水面以下，波形炉胆(504)的筒体后部开孔由弯头连接大烟管(508)，大烟管(508)的出口接至前烟箱(4)内，小烟管(505)的进口接至前烟箱(4)内，小烟管(505)的出口接至后烟箱(6)内，大烟管(508)与小烟管(505)由锅炉本体(5)外的前烟箱(4)相连通，小烟管(505)由锅炉本体(5)外的后烟箱(6)连通烟囱(8)，波形炉胆(504)的后端部出口连接防爆门(7)；天然气接至燃烧器(3)进行燃烧，燃烧产生的热烟气依次进入波形炉胆(504)、大烟管(508)、前烟箱(4)、小烟管(505)、后烟箱(6)、烟囱(8)，将锅炉本体(5)内的水加热产生饱和蒸汽；锅炉本体(5)上面设有热交换器(10)，在热交换器(10)的底部与锅炉本体(5)顶部之间用多个连通接管(16)接通，锅炉本体(5)内的饱和蒸汽经连通接管(16)进入热交换器(10)；热交换器(10)为管壳式换热器，包括有封闭壳体，壳体内设有管束(1002)，管束(1002)为热交换盘管；需加热的冷水经冷水进口(1201)进入管束(1002)，吸收饱和蒸汽冷凝后释放的汽化潜热，被加热为热水，再经热水出口(1202)流出，冷却的饱和蒸汽凝结成水下落并流回锅炉本体(5)；
它还包括：板房(1)、橇座(2)、膨胀节(11)、梯子平台(9)，采用橇装承载方式，所述的锅炉本体(5)、板房(1)组焊在橇座(2)上，板房(1)位于锅炉本体(5)的前部；前烟箱(4)、后烟箱(6)分别位于锅炉本体(5)的前、后端；烟囱(8)坐在后烟箱(6)的顶部；连通接管(16)间设有膨胀节(11)；锅炉本体(5)和热交换器(10)侧面还设有梯子平台(9)；
它还包括：拉杆(507)、进水口(501)、炉水取样口(503)、液位计接口(506)、排放口(502)、前管板(509)、后管板510)，锅炉本体(5)为卧式圆筒形结构，其两侧面分别由前管板(509)和后管板(510)封口，锅炉本体(5)内设拉杆(507)连接固定前管板(509)和后管板(510)；锅炉本体(5)侧面设置带有阀门的进水口(501)、炉水取样口(503)及液位计接口(506)，锅炉本体(5)底面设置带有阀门的排放口(502)。
2.根据权利要求1所述的火筒式燃气热水锅炉，其特征在于：它还包括：水管线(12)，热交换器(10)内的管束(1002)的两端分别通过水管线(12)连通冷水进口(1201)和热水出口(1202)，热交换器(10)壳体的顶部设置带有阀门的放空口(1001)和安全阀接口(1003)。
3.根据权利要求1所述的火筒式燃气热水锅炉，其特征在于：它还包括鼓风机、天然气管线(13)、天然气入口(1301)；燃烧器(3)与鼓风机为一体式结构；燃烧器(3)通过天然气管线(13)连通天然气入口(1301)，天然气管线(13)上设有天然气分离器，天然气分离器设置排水口和安全阀排放口。
4.根据权利要求1所述的火筒式燃气热水锅炉，其特征在于：各部件间连接方式为：锅炉本体(5)与前烟箱(4)、后烟箱(6)、板房1之间以及本体(5)与橇座(2)之间采用焊接的连接方式；燃烧器(3)与前烟箱(4)、锅炉本体(5)与热交换器(10)以及烟囱(8)与后烟箱(6)之间采用螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的火筒式燃气热水锅炉，其特征在于：它还包括自控系统，包括有如下器件：
a.给水进口安装截止阀及电动流量调节阀，
b.电磁流量计量系统，
c.热水出口安装止回阀、截止阀，
d.流程上设管座用于安装近程的和远传压力、温度仪表；
e.天然气管线(13)上设置旋进漩涡流量计、压力调节阀和电磁阀；
f.烟囱(8)上设有烟温热电偶；
g.控制盘(14)及控制线路，控制盘(14)由可编程的控制器加上触摸屏组成，具有通用数据远传接口，控制盘(14)设置在橇座(2)上的板房(1)内。
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