CN105570863A - 一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统 - Google Patents
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Abstract
一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，在湿蒸汽注汽锅炉后部安装有汽水分离器，湿蒸汽注汽锅炉蒸汽出口与汽水分离器蒸汽入口相连通；在汽水分离器后部依次安装有混合平衡器及再热式过热锅炉；混合平衡器的数量为一个或多个；再热式过热锅炉内包括一个或多个过热段，为多个过热段时，其中一个过热段采用辐射式过热器，在辐射式过热器上安装有燃烧器，其余多个过热段均采用对流式过热器；在再热式过热锅炉的过热段后部加装有余热回收段。本发明首次实现了蒸汽的集中过热，且仅需一台全新设计的再热式过热锅炉就可满足注汽站内多台湿蒸汽注汽锅炉的蒸汽集中过热，不但有效降低了设备和建设费用投入，而且可高效生产过热蒸汽以满足生产需要。
Description
技术领域
本发明属于油田稠油热采技术领域，特别是涉及一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统。
背景技术
对于油田稠油热采技术来说，利用湿蒸汽注汽锅炉生产出干度为75±5％的蒸汽，并将蒸汽注入油田注汽干网内，然后根据需要将蒸汽分配后注井用于生产。目前，根据油田开发需要，通常会建立一些注汽站，每个注汽站内包括2～10台湿蒸汽注汽锅炉。
近年来，随着易开采原油资源的逐年消耗，常规的稠油热采设备和工艺有时已经无法满足实际生产需要了。在开采深层稠油时，由于地面管输和井筒散热损失大幅度增加，当湿蒸汽注汽锅炉产生的蒸汽到达油层时，蒸汽干度往往已经很低，蒸汽的热焓值也会明显变小，进而导致加热效果变差。
为了解决上述问题，技术人员会在湿蒸汽注汽锅炉后部加装汽水分离器，在蒸汽注井前，先通过汽水分离器将蒸汽进行汽水分离，以获得干度＞95％的饱和蒸汽，以提高蒸汽的品质，但是，随着井深的不断加大，上述方法也越来越难以满足生产需要了。
为此，技术人员又决定引入蒸汽过热技术，即在汽水分离器后部加装过热锅炉，经过汽水分离器后的蒸汽先进入过热锅炉进行过热，再输出过热蒸汽，最后将过热蒸汽注井用于生产。但是，引入大量的过热锅炉将不可避免增加设备和建设费用的投入，成本因素就会成为制约因素。
如果不想采购过热锅炉，也可以利用原有的湿蒸汽注汽锅炉进行结构改造，即拆除原有湿蒸汽注汽锅炉内的对流段，并加装上过热段，使其能够产生过热蒸汽用于生产。但是，上述改造方案并不能适应所有型号的湿蒸汽注汽锅炉，即使湿蒸汽注汽锅炉满足改造条件，由于改造周期长，改造周期内又无法维持生产，油田停产将带来不可估量的的经济损失。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，能够有效降低设备和建设费用投入，高效生产过热蒸汽以满足生产需要。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，包括若干台湿蒸汽注汽锅炉，在每台所述湿蒸汽注汽锅炉后部均安装有汽水分离器，湿蒸汽注汽锅炉的蒸汽出口与汽水分离器的蒸汽入口相连通；其特点是：在所述汽水分离器后部依次安装有混合平衡器及再热式过热锅炉，汽水分离器的蒸汽出口与混合平衡器的蒸汽入口相连通，混合平衡器的蒸汽出口与再热式过热锅炉的蒸汽入口相连通，再热式过热锅炉的蒸汽出口输出过热蒸汽。
所述混合平衡器的数量为一个或多个，汽水分离器输出的蒸汽通过混合平衡器进行温度及压力的单级平衡或多级平衡。
所述再热式过热锅炉内包括一个或多个过热段。
所述再热式过热锅炉内包括一个过热段时，该过热段采用辐射式过热器，在辐射式过热器上安装有燃烧器。
所述再热式过热锅炉内包括多个过热段时，其中一个过热段采用辐射式过热器，在辐射式过热器上安装有燃烧器，其余多个过热段均采用对流式过热器。
所述辐射式过热器与对流式过热器之间串联连接或并联连接。
所述燃烧器采用比例可调式燃烧器。
在所述再热式过热锅炉的过热段后部加装有余热回收段，该余热回收段采用烟气余热回收器。
所述烟气余热回收器的水介质管路入口与上游锅炉给水罐相连通，烟气余热回收器的水介质管路出口与湿蒸汽注汽锅炉的入水口相连通。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，首次实现了蒸汽的集中过热，并通过全新设计了一种再热式过热锅炉，且仅需一台再热式过热锅炉就可满足注汽站内多台湿蒸汽注汽锅炉的蒸汽集中过热，不但有效降低了设备和建设费用的投入，而且可高效生产过热蒸汽以满足生产需要。
附图说明
图1为本发明的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统原理图；
图2为实施例中的油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统原理图；
图中，1—湿蒸汽注汽锅炉，2—汽水分离器，3—混合平衡器，4—再热式过热锅炉，5—辐射式过热器，6—燃烧器，7—对流式过热器，8—烟气余热回收器，9—上游锅炉给水罐，10—过热蒸汽输出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，包括若干台湿蒸汽注汽锅炉1，在每台所述湿蒸汽注汽锅炉1后部均安装有汽水分离器2，湿蒸汽注汽锅炉1的蒸汽出口与汽水分离器2的蒸汽入口相连通；在所述汽水分离器2后部依次安装有混合平衡器3及再热式过热锅炉4，汽水分离器2的蒸汽出口与混合平衡器3的蒸汽入口相连通，混合平衡器3的蒸汽出口与再热式过热锅炉4的蒸汽入口相连通，再热式过热锅炉4的蒸汽出口输出过热蒸汽。
所述混合平衡器3的数量为一个或多个，汽水分离器2输出的蒸汽通过混合平衡器3进行温度及压力的单级平衡或多级平衡。
所述再热式过热锅炉4内包括一个或多个过热段。
所述再热式过热锅炉4内包括一个过热段时，该过热段采用辐射式过热器5，在辐射式过热器5上安装有燃烧器6。
所述再热式过热锅炉4内包括多个过热段时，其中一个过热段采用辐射式过热器5，在辐射式过热器5上安装有燃烧器6，其余多个过热段均采用对流式过热器7。
所述辐射式过热器5与对流式过热器7之间串联连接或并联连接。
所述燃烧器6采用比例可调式燃烧器。
在所述再热式过热锅炉4的过热段后部加装有余热回收段，该余热回收段采用烟气余热回收器8。
所述烟气余热回收器8的水介质管路入口与上游锅炉给水罐9相连通，烟气余热回收器8的水介质管路出口与湿蒸汽注汽锅炉1的入水口相连通。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
如图2所示，本实施例中，以两台湿蒸汽注汽锅炉1为例，其蒸发量均为22.5t/h，蒸汽出口的压力为17.2MPa，蒸汽干度为75％，混合平衡器3的数量为一个用于单级平衡，再热式过热锅炉4内包括多个过热段，具体为一个辐射式过热器5和两个对流式过热器7，且两个对流式过热器7与辐射式过热器5之间串联连接。
首先，通过两台湿蒸汽注汽锅炉1输出压力为17.2MPa、蒸汽干度为75％的蒸汽，蒸汽首先进入汽水分离器2中进行汽水分离，再从汽水分离器2输出饱和蒸汽，饱和蒸汽的蒸汽干度提高到95％以上；两个汽水分离器2输出饱和蒸汽一同进入混合平衡器3中，饱和蒸汽在混合平衡器3中进行温度及压力的平衡，经过温度及压力平衡后的饱和蒸汽便可进入再热式过热锅炉4中进行集中过热。
饱和蒸汽首先进入再热式过热锅炉4中的第一个对流式过热器7中，同时进行第一次过热，并使饱和蒸汽的蒸汽干度达到100％；完成第一次过热的饱和蒸汽随之进入辐射式过热器5内进行第二次过热，完成第二次过热的饱和蒸汽最后进入第二对流式过热器7中进行第三次过热，完成三次过热的饱和蒸汽成为过热蒸汽，该过热蒸汽便可注井用于生产。本实施例中，再热式过热锅炉4的过热蒸汽流量可达33.75t/h，过热度范围可达0～60°，再热式过热锅炉4的蒸汽出口压力为15.3MPa。
经过三次过热过程后，再热式过热锅炉4排出烟气仍具有较高温度，当烟气进入到烟气余热回收器8中后，上游锅炉给水9作为冷源可以进一步吸收烟气中的余热，完成余热吸收的水介质会进入湿蒸汽注汽锅炉1中进行利用，同时可保证排烟温度低于170℃，从而使排烟温度达到烟气排放的国家标准。
当两台湿蒸汽注汽锅炉1中只有一台能够正常工作时，输入再热式过热锅炉4的饱和蒸汽的温度及压力不可避免的发生变化，为了保证再热式过热锅炉4能够适应这些变化，保证其能够稳定工作，再热式过热锅炉4的负荷率应为50％～100％，混合平衡器3仍可以起到平衡饱和蒸汽温度及压力的能力，直到饱和蒸汽的温度及压力趋于一致时，才会输入到再热式过热锅炉4中。
为了保证再热式过热锅炉4输出的过热蒸汽的参数稳定，通过适时调整燃烧器6的火量，以满足再热式过热锅炉4的过热蒸汽流量及过热度要求。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (9)
1.一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，包括若干台湿蒸汽注汽锅炉，在每台所述湿蒸汽注汽锅炉后部均安装有汽水分离器，湿蒸汽注汽锅炉的蒸汽出口与汽水分离器的蒸汽入口相连通；其特征在于：在所述汽水分离器后部依次安装有混合平衡器及再热式过热锅炉，汽水分离器的蒸汽出口与混合平衡器的蒸汽入口相连通，混合平衡器的蒸汽出口与再热式过热锅炉的蒸汽入口相连通，再热式过热锅炉的蒸汽出口输出过热蒸汽。
2.根据权利要求1所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述混合平衡器的数量为一个或多个，汽水分离器输出的蒸汽通过混合平衡器进行温度及压力的单级平衡或多级平衡。
3.根据权利要求1所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述再热式过热锅炉内包括一个或多个过热段。
4.根据权利要求3所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述再热式过热锅炉内包括一个过热段时，该过热段采用辐射式过热器，在辐射式过热器上安装有燃烧器。
5.根据权利要求3所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述再热式过热锅炉内包括多个过热段时，其中一个过热段采用辐射式过热器，在辐射式过热器上安装有燃烧器，其余多个过热段均采用对流式过热器。
6.根据权利要求5所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述辐射式过热器与对流式过热器之间串联连接或并联连接。
7.根据权利要求4或5所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述燃烧器采用比例可调式燃烧器。
8.根据权利要求3所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：在所述再热式过热锅炉的过热段后部加装有余热回收段，该余热回收段采用烟气余热回收器。
9.根据权利要求8所述的一种油田湿蒸汽注汽锅炉集中过热系统，其特征在于：所述烟气余热回收器的水介质管路入口与上游锅炉给水罐相连通，烟气余热回收器的水介质管路出口与湿蒸汽注汽锅炉的入水口相连通。
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