CN105864743A - 一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置及方法，涉及锅炉设备技术领域。该装置含有排污罐、射水器、射水泵、旋转出料机和锅炉补水池。由锅炉排污管来的高温、高压、高盐浓度的炉水切向进入排污罐，在罐内扩容、降压，“闪蒸”产生大量蒸汽；由于射水泵的作用，射水器内处于负压状态‑50kPa～‑100kPa；排污罐内产生的蒸汽被射水器吸入并溶于射水泵来的冷水中，蒸汽加热冷水并存储在锅炉补水池中循环利用；高盐浓度的水由于“闪蒸”及旋转作用从蒸汽中被分离，存储在排污罐底部，由旋转出料机排出罐外，以避免结晶后的钾、钠等盐类或碱类附在排污罐壁面上。本发明可与油田注汽锅炉配套使用，注汽锅炉可以是流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉、燃气锅炉或燃油锅炉。

Description

一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置及方法

技术领域

本发明是一种污水回收节能装置，涉及锅炉设备技术领域。

背景技术

油田注汽锅炉以稠油污水净化软化水为主，其水质以氯离子和钠、钾离子含量极高为主要特征。锅炉给水进入锅筒后，由于饱和蒸汽的不断的蒸发，炉水不断被浓缩，锅水中氯离子和钠、钾离子浓度也随之增高，当氯离子和钠、钾离子浓度增高到一定程度后就会在锅筒和水冷壁的管壁上结垢并产生腐蚀，当腐蚀达到一定程度时就产生爆管而使锅炉设备失效。为了确保锅筒和水冷壁管在运行中的安全，除了对给水中的离子浓度加以控制外，还必须对锅炉炉水中的离子浓度加以适当的控制。为此，要求这种油田注汽锅炉的排污率高达10％(正常锅炉的排污率为3％)。尽管如此，实际运行中通过对炉水水质的检测，10％的排污率还不能满足锅炉正常运行的需要，经过事实证明，排污率必须达到18％才能满足正常运行的需要，这样就造成了大量高温高压的排污水外排，造成大量的热量和水资源的损失，特别是在沙漠等严重干旱地区，大量的水白白流失非常可惜。为此，需要开发一种既能够回收污水中水资源及其热量又能分离污水中钠、钾盐的装置。

发明内容

为了减少排污过程中造成大量的热量和水资源的损失，实现热能回收、水资源循环利用并从污水中分离出钠、钾盐，本发明提出一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置，其特征在于：该装置包括排污罐、射水器、射水泵和锅炉补水池；所述排污罐设有切向入口、底部排污口和顶部排汽口；所述切向入口与注汽锅炉排污管通过法兰连接；所述顶部排汽口通过管道与射水器连接；所述射水器底部通过扩压管与锅炉补水池连接；所述锅炉补水池通过管道与射水泵入口连接；所述射水泵出口通过管道与射水器连接；在排污罐下部安装有旋转出料机，该出料机由设在排污罐内下部的搅拌叶片和设在排污罐外部的电机组成。

优选地，所述顶部排汽口与射水器之间的连接管道沿流动方向具有向下的倾斜度，该倾斜角优选为4°～6°。

本发明所述的注汽锅炉采用流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉、燃气锅炉或燃油锅炉。

本发明提供的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)启动时排污罐处于真空状态，由注汽锅炉排污管出来的温度为212℃～347℃、压力为2.0MPa～16MPa的含盐炉水经排污罐切向入口进入排污罐，在罐内扩容、降压且高速旋转，使炉水处于“闪蒸”状态，产生大量蒸汽；

2)射水器在射水泵的作用下处于负压状态，负压范围是-50kPa～-100kPa；排污罐内产生的蒸汽被射水器吸入并与射水泵中的冷水混合，然后通过扩压管进入锅炉补水池中，再经射水泵进入射水器，实现循环利用；

3)含盐炉水由于炉水在罐内的“闪蒸”和高速旋转作用而从蒸汽中分离出来，在旋转

出料机的作用下经底部排污口排出。

本发明与常规的锅炉连续排污相比具有以下优点及突出性的技术效果：①普通连排只能将生成的蒸汽排空，而本发明能将蒸汽回收并加热锅炉给水，节水、节能效果明显；②能够回收钾、钠盐等盐类，为从钾、钠盐中进一步分离提取稀有、贵重金属提供了可靠的保障，经济效益可观；③本发明结构简单、易于实施，可以与新建的或者旧的油田注汽锅炉配套使用，注汽锅炉可以是流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉、燃气锅炉或燃油锅炉；④能够完全实现电动控制，工人劳动强度低。

附图说明

图1为本发明的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置结构原理示意图。

图中：1-排污罐切向入口；2-排污罐；3-排污罐底部排污口；4-搅拌叶片；5-电机；6-排污罐顶部排汽口；7-射水器；8-锅炉补水池；9-射水泵；10-排污管；11-扩压管；12-连接管道。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构及最佳实施方式。

图1为本发明提供的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置的结构原理示意图，该装置包括排污罐2、射水器7、锅炉补水池8和射水泵9；在排污罐2上设有切向入口1、底部排污口3、和顶部排汽口6、减温器和安全阀；所述切向入口1与注汽锅炉排污管通过法兰连接；所述顶部排汽口6通过连接管道12与射水器7连接，射水器7底部通过扩压管11与锅炉补水池8连接，锅炉补水池通过管道与射水泵9入口连接，射水泵出口通过管道与射水器7连接；在排污罐2下部安装有旋转出料机，该出料机由设在排污罐内下部的搅拌叶片4和设在排污罐外部的电机5组成。注汽锅炉可以采用流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉、燃气锅炉或燃油锅炉。

本发明的工作过程如下：

启动时排污罐处于真空状态，由排污管来的温度为212℃～347℃、压力为2.0MPa～16MPa、总固溶量为2500mg/L～25000mg/L的炉水经排污罐切向入口高速切向进入排污罐，在罐内扩容、降压且高速旋转，炉水“闪蒸”产生大量蒸汽；随着炉水的进入及蒸汽的产生，排污罐内压力由真空逐渐增大，可达到的极限压力为1.1MPa，极限温度为310℃，若排污罐内压力高于1.1MPa，则安全阀就开启泄压，若排污罐内温度超过310℃，则减温器就喷水降温；运行过程中，压力为2.0MPa～16MPa的炉水在压力相对较低的排污罐内为“闪蒸”状态，产生大量蒸汽；射水器在射水泵的作用下处于负压状态，负压范围是-50kPa～-100kPa；射水泵运行电流为33A～40A，射水器入口的设计性能参数为负压-55kPa，对应饱和温度为68℃；排污罐内产生的蒸汽被射水器吸入并与射水泵来的冷水混合，蒸汽加热冷水并存储在锅炉补水池中循环利用，使得水资源和热量从污水中被回收，锅炉补水池温度为18℃～25℃；排污罐和射水器之间的连接管道沿蒸汽流动方向具有向下的倾斜度，一般倾斜角度为4°～6°，便于排污罐内的蒸汽被吸入射水器中；高盐浓度的水在排污罐内由于旋转作用，从蒸汽中分离出来，存储在排污罐底部；排污罐底部设有旋转出料机，在其搅拌作用下使结晶后的钾、钠等盐类或碱类不会附在排污罐壁上，而顺利的经排污罐底部排污口排出罐外；旋转出料机由一个电机带动具有搅拌功能的叶片构成，电机运行转速为10rad/min，运行电流为1.5A。需要说明的是，这些运行数据是随着锅炉及其系统的设计参数以及锅炉的运行工况的变化而变化的。

Claims (5)

1.一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置，其特征在于：该装置包括排污罐(2)、射水器(7)、锅炉补水池(8)和射水泵(9)；所述排污罐(2)设有切向入口(1)、底部排污口(3)和顶部排汽口(6)；所述切向入口(1)与注汽锅炉排污管通过法兰连接；所述顶部排汽口(6)通过连接管道(12)与射水器(7)连接；所述射水器(7)底部通过扩压管(11)与锅炉补水池(8)连接；所述锅炉补水池(8)通过管道与射水泵(9)入口连接；所述射水泵(9)出口通过管道与射水器(7)连接；在排污罐(2)下部安装有旋转出料机，该旋转出料机由设在排污罐内下部的搅拌叶片(4)和设在排污罐外部的电机(5)组成。

2.按照权利要求1所述的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置，其特征在于：所述顶部排汽口(6)与射水器(7)之间的连接管道(12)沿流动方向具有向下的倾斜度。

3.按照权利要求2所述的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置，其特征在于：所述向下倾斜度为倾斜角度为4°～6°。

4.按照权利要求1、2或3所述的一种油田注汽锅炉排污节水节能回收分离装置，其特征在于：所述注汽锅炉采用流化床锅炉、煤粉炉、炉排炉、燃气锅炉或燃油锅炉。

5.一种采用如权利要求1所述装置的油田注汽锅炉排污节水节能回收分离方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)启动时排污罐处于真空状态，由注汽锅炉排污管出来的温度为212℃～347℃、压力为2.0MPa～16MPa的含盐炉水经排污罐切向入口进入排污罐，在罐内扩容、降压且高速旋转，使炉水处于“闪蒸”状态，产生大量蒸汽；

2)射水器在射水泵的作用下处于负压状态，负压范围是-50kPa～-100kPa；排污罐内产生的蒸汽被射水器吸入并与射水泵中的冷水混合，然后通过扩压管进入锅炉补水池中，再经射水泵进入射水器，实现循环利用；

3)含盐炉水由于炉水在罐内的“闪蒸”和高速旋转作用而从蒸汽中分离出来，在旋转出料机的作用下经底部排污口排出。