CN111219701A - 锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锅炉系统，包括：第一锅炉，具有第一进口以及第一出口；第二锅炉，具有第二进口以及第二出口；换热装置，包括相互隔离的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道包括第一通道进口和第一通道出口，第一出口和第二出口均与第一通道进口连通，第一通道出口与外界连通；鼓风装置，第二换热通道包括第二通道进口和第二通道出口，鼓风装置的鼓风口与第二通道进口连通，第二通道出口与第一进口和第二进口连通；第一阀门，设置于第二通道出口与第一进口之间；第二阀门，设置于第二通道出口与第二进口之间。应用本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的换热装置使用率低的问题。

Description

锅炉系统

技术领域

本发明涉及石油生产领域，具体而言，涉及一种锅炉系统。

背景技术

油田注汽锅炉作为生产高温、高压蒸汽的特种设备，在油田稠油热采中起重要作用，同时也是稠油开采最大的耗能设备。提高油田注汽锅炉的热效率，是降低采油能耗的重要一环。

2010年8月，国家质量监督检验检疫总局颁布了《锅炉节能技术监督管理规程》(TSGG0002-2010)，对锅炉设计、制造、安装、改造、维修和使用等环节的节能工作提出了明确要求，其中第二十三条明确提出了以天然气为燃料的锅炉，宜采用半冷凝或者全冷凝方式来回收烟气中的热量。

在注汽锅炉加装换热装置是提高锅炉效率的有效节能措施。在目前调产的背景下，各注汽站的点炉率在下降，即锅炉的运行时率下降。如一个供汽站安装有四台注汽锅炉，调产前有三台左右在运行，调产后一般只有两台运行，如果每一台都加装换热装置，换热装置使用率会降低、投资回收期会延长。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锅炉系统，以解决现有技术中的换热装置使用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锅炉系统，包括：第一锅炉，具有第一进口以及第一出口；第二锅炉，具有第二进口以及第二出口；换热装置，包括相互隔离的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道包括第一通道进口和第一通道出口，第一出口和第二出口均与第一通道进口连通，第一通道出口与外界连通；鼓风装置，第二换热通道包括第二通道进口和第二通道出口，鼓风装置的鼓风口与第二通道进口连通，第二通道出口与第一进口和第二进口连通；第一阀门，设置于第二通道出口与第一进口之间；第二阀门，设置于第二通道出口与第二进口之间。

进一步地，鼓风装置包括第一鼓风机和第二鼓风机，第一鼓风机的鼓风口与第二鼓风机的鼓风口均与第二通道进口连通，锅炉系统还包括：第三阀门，设置于第一鼓风机的鼓风口与第二通道进口之间；第四阀门，设置于第二鼓风机的鼓风口与第二通道进口之间。

进一步地，锅炉系统还包括：第五阀门，第五阀门的入口端设置于第一鼓风机的鼓风口与第三阀门之间，第五阀门的出口端与第一进口连通；第六阀门，第六阀门的入口端设置于第二鼓风机的鼓风口与第四阀门之间，第六阀门的出口端与第二进口连通。

进一步地，第一锅炉包括第一锅炉本体以及与第一锅炉本体内部连通的第一烟囱，第一烟囱包括位于其端部的第一排烟口以及设置于第一烟囱侧壁的第二排烟口，第二排烟口形成第一出口，锅炉系统还包括：第七阀门，设置于第一排烟口与第一出口之间；第八阀门，设置于第一出口与第一通道进口之间；和/或，第二锅炉包括第二锅炉本体以及与第二锅炉本体内部连通的第二烟囱，第二烟囱包括位于其端部的第三排烟口以及设置于第二烟囱侧壁的第四排烟口，第四排烟口形成第二出口，锅炉系统还包括：第九阀门，设置于第三排烟口与第二出口之间；第十阀门，设置于第二出口与第一通道进口之间。

进一步地，第七阀门、第八阀门、第九阀门与第十阀门为电动阀。

进一步地，锅炉系统还包括：第十一阀门，第十一阀门的入口端设置于第一鼓风机的鼓风口与第三阀门之间，第十一阀门的出口端设置于第一阀门与第一进口之间；第十二阀门，第十二阀门的入口端设置于第二鼓风机的鼓风口与第四阀门之间，第十二阀门的出口端设置于第二阀门与第二进口之间。

进一步地，第三阀门、第四阀门、第十一阀门以及第十二阀门为电动阀。

进一步地，锅炉系统还包括：第十三阀门，第十三阀门设置于鼓风装置的鼓风口与第二通道进口之间；第十四阀门和/或第十五阀门，第十四阀门的入口端设置于鼓风装置的鼓风口与第十三阀门之间，第十四阀门的出口端设置于第一阀门与第一进口之间，第十五阀门的入口端设置于鼓风装置的鼓风口与第十三阀门之间，第十五阀门的出口端设置于第二阀门与第二进口之间。

进一步地，第一阀门和第二阀门为电动阀。

进一步地，锅炉系统还包括：第三烟囱，第一通道出口通过第三烟囱与外界连通。

进一步地，第一通道出口与第三烟囱之间设置有引风机。

进一步地，换热装置设置有冷凝水排水口。

进一步地，锅炉系统还包括：控制系统。

应用本发明的技术方案，当根据实际情况，需要第一锅炉进行工作时，可以打开第一阀门，关闭第二阀门，此时换热装置能够吸收第一锅炉排出的烟气的热量。而当需要第二锅炉进行工作时，可以关闭第一阀门，打开第二阀门，此时换热装置能够吸收第二锅炉排出的烟气的热量。上述结构使得同一台换热装置能够处理两个锅炉的烟气，从而提高换热装置的运行时率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的锅炉系统的实施例的系统图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一锅炉；11、第一进口；12、第一出口；13、第一锅炉本体；14、第一烟囱；15、第一排烟口；20、第二锅炉；21、第二进口；22、第二出口；23、第二锅炉本体；24、第二烟囱；241、第三排烟口；30、换热装置；31、第一通道进口；32、第一通道出口；33、第二通道进口；34、第二通道出口；35、冷凝水排水口；40、鼓风装置；41、第一鼓风机；411、鼓风口；42、第二鼓风机；421、鼓风口；50、第一阀门；60、第二阀门；70、第三阀门；80、第四阀门；90、第五阀门；100、第六阀门；110、第七阀门；120、第八阀门；130、第九阀门；140、第十阀门；150、第十一阀门；160、第十二阀门；170、第三烟囱；180、引风机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，实施例一的锅炉系统包括：第一锅炉10、第二锅炉20、换热装置30、鼓风装置40、第一阀门50以及第二阀门60。其中，第一锅炉10具有第一进口11以及第一出口12。第二锅炉20具有第二进口21以及第二出口22。换热装置30包括相互隔离的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道包括第一通道进口31和第一通道出口32，第一出口12和第二出口22均与第一通道进口31连通，第一通道出口32与外界连通。第二换热通道包括第二通道进口33和第二通道出口34，鼓风装置40的鼓风口与第二通道进口33连通，第二通道出口34与第一进口11和第二进口21连通。第一阀门50设置于第二通道出口34与第一进口11之间。第二阀门60设置于第二通道出口34与第二进口21之间。

应用实施例一的技术方案，当根据实际情况，需要第一锅炉10进行工作时，可以打开第一阀门50，关闭第二阀门60，此时换热装置30能够吸收第一锅炉10排出的烟气的热量。而当需要第二锅炉20进行工作时，可以关闭第一阀门50，打开第二阀门60，此时换热装置30能够吸收第二锅炉20排出的烟气的热量。上述结构使得同一台换热装置30能够处理两个锅炉的烟气，从而提高换热装置的运行时率。

需要说明的是，在现有技术中的锅炉系统中，每一台锅炉都加装换热装置，以两台锅炉为例，如果只需要其中一台运行，另一台停止工作，那么与另一台锅炉连接的换热装置也将停止工作，导致换热装置的运行时率较低。而应用实施例一的技术方案，两台锅炉对应一台换热装置30，无论两台锅炉中的哪一台工作都需要通过该换热装置30进行换热，使得换热装置30的闲置时间降低，提高了运行时率。而且将两台换热装置30减少为一台，能够降低成本，缩短投资回收期。

由于不同的锅炉对应所需的进气量不同，为了使得每个锅炉效率尽量高，如图1所示，在实施例一中，鼓风装置40包括第一鼓风机41和第二鼓风机42，第一鼓风机41的鼓风口411与第二鼓风机42的鼓风口421均与第二通道进口33连通，锅炉系统还包括：第三阀门70和第四阀门80。其中，第三阀门70设置于第一鼓风机41的鼓风口411与第二通道进口33之间。第四阀门80设置于第二鼓风机42的鼓风口421与第二通道进口33之间。具体地，当需要第一锅炉10进行工作时，打开第三阀门70以及第一阀门50，关闭第四阀门80和第二阀门60，使得由第一鼓风机41鼓入的气体能够依次经过第三阀门70、换热装置30的第二换热通道、第一阀门50进入第一锅炉10内，由第一锅炉10内排出的气体经过换热装置30的第一换热通道后排出。需要说明的是，由第一鼓风机41鼓入第二换热通道内的气体温度较低，能够吸收第一换热通道内烟气的热量。吸收热量、温度升高的气体再进入第一锅炉10内，使得锅炉的燃烧能够更加充分，从而提高锅炉的工作效率(尤其是在冬天时，外部气体温度很低，锅炉效率提升的效果最为明显。)。

还需要说明的是，上述结构设计两台鼓风机除了能够提高两台锅炉的工作效率，还能够互为备用。具体地，当第二鼓风机42损坏而无法使用时，可以将第三阀门70开启，第四阀门80关闭，仅通过第一鼓风机41实现鼓风。在上述情况下若想启用第二锅炉20，可以将第一阀门50关闭。由第一鼓风机41鼓入的气体能够依次经过第三阀门70、换热装置30的第二换热通道、第二阀门60进入第二锅炉20内，由第二锅炉20内排出的气体经过换热装置30的第一换热通道后排出。因此，上述结构使得只要两台鼓风机中还有一台能够正常使用，实施例一的锅炉系统就能够正常工作。

当在炎热的夏季，外部气温足够高时，如果外部温度较高的空气再进到换热装置30内吸热的话，进入锅炉内的气体温度将会过高，这也会影响锅炉的工作效率。为了解决上述问题，如图1所示，在实施例一中，锅炉系统还包括：第五阀门90和第六阀门100。其中，第五阀门90的入口端设置于第一鼓风机41的鼓风口411与第三阀门70之间，第五阀门90的出口端与第一进口11连通。第六阀门100的入口端设置于第二鼓风机42的鼓风口421与第四阀门80之间，第六阀门100的出口端与第二进口21连通。上述结构使得当外部气温足够高时，可以将由鼓风装置鼓入的外部空气直接引入锅炉中，不必经过换热装置30进行换热。从而保证锅炉的工作效率。具体地，如果选择第一锅炉10工作，可以将第五阀门90开启，第三阀门70关闭，此时被第一鼓风机41鼓入的风将直接经过第五阀门90进入至第一锅炉10内，而不进入换热装置30换热。同理，如果选择第二锅炉20工作，可以将第六阀门100开启，第四阀门80关闭，此时被第二鼓风机42鼓入的风将直接经过第六阀门100进入至第二锅炉20内，而不进入换热装置30换热。

需要说明的是，如果换热装置30损坏而无法进行换热时，可以通过关闭第三阀门70和第四阀门80，打开第五阀门90和第六阀门100，使得鼓风装置40鼓入的气体能够直接进入第一锅炉10和第二锅炉20内，以保证第一锅炉10和第二锅炉20仍能投入工作。

如图1所示，在实施例一中，第一锅炉10包括第一锅炉本体13以及与第一锅炉本体13内部连通的第一烟囱14，第一烟囱14包括位于其端部的第一排烟口15以及设置于第一烟囱14侧壁的第二排烟口，第二排烟口形成第一出口12，第二锅炉20包括第二锅炉本体23以及与第二锅炉本体23内部连通的第二烟囱24，第二烟囱24包括位于其端部的第三排烟口241以及设置于第二烟囱24侧壁的第四排烟口，第四排烟口形成第二出口22，锅炉系统还包括：第七阀门110、第八阀门120、第九阀门130和第十阀门140。其中，第七阀门110设置于第一排烟口15与第一出口12之间。第八阀门120设置于第一出口12与第一通道进口31之间。第九阀门130设置于第三排烟口241与第二出口22之间。第十阀门140设置于第二出口22与第一通道进口31之间。具体地，当外界温度较高或是在其他情况下，不需要使用换热装置30进行换热，且需要第一锅炉10进行工作时，需要关闭第三阀门70、第八阀门120，开启第五阀门90、第七阀门110，这样，被第一鼓风机41鼓入的风将经过第五阀门90进入第一锅炉10，第一锅炉10内的气体能够由第一烟囱14排出。

需要说明的是，实施例一的锅炉系统中的换热装置30不能对两台锅炉同时进行换热。如果需要同时使用两台锅炉的话，可以使第一锅炉10排出的烟气经过换热装置30换热，第二锅炉20排出的烟气直接由第二烟囱24排出。具体地，可以关闭第五阀门90、第二阀门60、第七阀门110、第四阀门80、第十阀门140，开启第三阀门70、第一阀门50、第八阀门120、第六阀门100、第九阀门130。同理也可以使第二锅炉20排出的烟气经过换热装置30换热，第一锅炉10排出的烟气直接由第一烟囱14排出。

如图1所示，在实施例一中，第七阀门110、第八阀门120、第九阀门130与第十阀门140为电动阀。上述结构可通过控制系统开启或关闭，提高了设备的自动化运行水平，减少了操作强度的同时提高了运行可靠性。

为了能够精准调节进入锅炉内空气的温度，如图1所示，在实施例一中，锅炉系统还包括：第十一阀门150和第十二阀门160。其中，第十一阀门150的入口端设置于第一鼓风机41的鼓风口411与第三阀门70之间，第十一阀门150的出口端设置于第一阀门50与第一进口11之间。第十二阀门160的入口端设置于第二鼓风机42的鼓风口421与第四阀门80之间，第十二阀门160的出口端设置于第二阀门60与第二进口21之间。上述结构使得由第一鼓风机41鼓入的一部分气体进入换热装置30内进行换热升温，另一部分气体流入第十一阀门150所在的支路，由换热装置30排出的较热的气体再与上述支路内的气体进行混合，混合后的气体再进入第一锅炉10内。混合气体的温度可以通过调整第三阀门70和第十一阀门150的开度实现。上述结构能够进一步提高锅炉生产效率，且使得锅炉生产效率可控。

此外，设置第十一阀门150和第十二阀门160还能够方便两台锅炉交换使用换热装置30，运行方式灵活。

如图1所示，在实施例一中，第三阀门70、第四阀门80、第十一阀门150、第十二阀门160、第一阀门50和第二阀门60为电动阀。锅炉系统还包括控制系统。上述结构可通过控制系统开启或关闭，提高了设备的自动化运行水平，减少了操作强度的同时提高了运行可靠性。此外，控制系统可集中对实施例一中的锅炉系统进行控制。当然，在其他实施例中，上述阀门即可以手动控制也可以电动控制。

如图1所示，在实施例一中，锅炉系统还包括：第三烟囱170，第一通道出口32通过第三烟囱170与外界连通。上述结构可将换热后的烟气和其中携带的极少量冷凝水滴排向高空，避免在装置周围形成下雨现象。

如图1所示，在实施例一中，第一通道出口32与第三烟囱170之间设置有引风机180。上述结构使得由锅炉排出的烟气能够经引风机180加压后由第三烟囱170顺利地排出。

如图1所示，在实施例一中，换热装置30设置有冷凝水排水口35。上述结构可将冷凝水集中排放。优选地，在实施例一中，换热装置30包括换热装置本体以及设置于换热装置本体底部的冷凝水箱，冷凝水箱在第一通道出口32下方，利于冷凝水汇集。冷凝水排水口35设置于冷凝水箱。

如图1所示，在实施例一中，由鼓风装置40鼓入的气体可以为普通空气，也可以为锅炉助燃空气。若冷源采用锅炉助燃空气，可以减少燃料消耗量，提高锅炉热效率。

实施例二的锅炉系统与实施例一的锅炉系统的区别在于鼓风装置仅包括一台鼓风机(图中未示出)。在实施例二中，锅炉系统还包括：第十三阀门、第十四阀门和/或第十五阀门。其中，第十三阀门设置于鼓风装置的鼓风口与第二通道进口之间。第十四阀门和/或第十五阀门，第十四阀门的入口端设置于鼓风装置的鼓风口与第十三阀门之间，第十四阀门的出口端设置于第一阀门与第一进口之间，第十五阀门的入口端设置于鼓风装置的鼓风口与第十三阀门之间，第十五阀门的出口端设置于第二阀门与第二进口之间。上述结构能够调节进入第一锅炉和/或第二锅炉内的空气的温度，从而进一步提高第一锅炉和/或第二锅炉的热效率。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

(1)在锅炉运行时率低的站场，两台锅炉配置一台换热装置，提高了换热装置的利用率，节约了设备投资；

(2)所有的烟风阀可电动控制，在控制系统中可一键控制阀门开启或关闭，提高了设备的自动化运行水平，减少了操作强度；同时也可手动控制，提高了运行可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种锅炉系统，其特征在于，包括：

第一锅炉(10)，具有第一进口(11)以及第一出口(12)；

第二锅炉(20)，具有第二进口(21)以及第二出口(22)；

换热装置(30)，包括相互隔离的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道包括第一通道进口(31)和第一通道出口(32)，所述第一出口(12)和所述第二出口(22)均与所述第一通道进口(31)连通，所述第一通道出口(32)与外界连通；

鼓风装置(40)，所述第二换热通道包括第二通道进口(33)和第二通道出口(34)，所述鼓风装置(40)的鼓风口与所述第二通道进口(33)连通，所述第二通道出口(34)与所述第一进口(11)和所述第二进口(21)连通；

第一阀门(50)，设置于所述第二通道出口(34)与所述第一进口(11)之间；

第二阀门(60)，设置于所述第二通道出口(34)与所述第二进口(21)之间。

2.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述鼓风装置(40)包括第一鼓风机(41)和第二鼓风机(42)，所述第一鼓风机(41)的鼓风口(411)与所述第二鼓风机(42)的鼓风口(421)均与所述第二通道进口(33)连通，所述锅炉系统还包括：

第三阀门(70)，设置于所述第一鼓风机(41)的鼓风口(411)与所述第二通道进口(33)之间；

第四阀门(80)，设置于所述第二鼓风机(42)的鼓风口(421)与所述第二通道进口(33)之间。

3.根据权利要求2所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括：

第五阀门(90)，所述第五阀门(90)的入口端设置于所述第一鼓风机(41)的鼓风口(411)与所述第三阀门(70)之间，所述第五阀门(90)的出口端与所述第一进口(11)连通；

第六阀门(100)，所述第六阀门(100)的入口端设置于所述第二鼓风机(42)的鼓风口(421)与所述第四阀门(80)之间，所述第六阀门(100)的出口端与所述第二进口(21)连通。

4.根据权利要求3所述的锅炉系统，其特征在于，所述第一锅炉(10)包括第一锅炉本体(13)以及与所述第一锅炉本体(13)内部连通的第一烟囱(14)，所述第一烟囱(14)包括位于其端部的第一排烟口(15)以及设置于所述第一烟囱(14)侧壁的第二排烟口，所述第二排烟口形成所述第一出口(12)，所述锅炉系统还包括：

第七阀门(110)，设置于所述第一排烟口(15)与所述第一出口(12)之间；

第八阀门(120)，设置于所述第一出口(12)与所述第一通道进口(31)之间；和/或，

所述第二锅炉(20)包括第二锅炉本体(23)以及与所述第二锅炉本体(23)内部连通的第二烟囱(24)，所述第二烟囱(24)包括位于其端部的第三排烟口(241)以及设置于所述第二烟囱(24)侧壁的第四排烟口，所述第四排烟口形成所述第二出口(22)，所述锅炉系统还包括：

第九阀门(130)，设置于所述第三排烟口(241)与所述第二出口(22)之间；

第十阀门(140)，设置于所述第二出口(22)与所述第一通道进口(31)之间。

5.根据权利要求4所述的锅炉系统，其特征在于，所述第七阀门(110)、所述第八阀门(120)、所述第九阀门(130)与所述第十阀门(140)为电动阀。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括：

第十一阀门(150)，所述第十一阀门(150)的入口端设置于所述第一鼓风机(41)的鼓风口(411)与所述第三阀门(70)之间，所述第十一阀门(150)的出口端设置于所述第一阀门(50)与所述第一进口(11)之间；

第十二阀门(160)，所述第十二阀门(160)的入口端设置于所述第二鼓风机(42)的鼓风口(421)与所述第四阀门(80)之间，所述第十二阀门(160)的出口端设置于所述第二阀门(60)与所述第二进口(21)之间。

7.根据权利要求6所述的锅炉系统，其特征在于，所述第三阀门(70)、所述第四阀门(80)、所述第十一阀门(150)以及所述第十二阀门(160)为电动阀。

8.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括：

第十三阀门，所述第十三阀门设置于所述鼓风装置(40)的鼓风口与所述第二通道进口(33)之间；

第十四阀门和/或第十五阀门，所述第十四阀门的入口端设置于所述鼓风装置(40)的鼓风口与所述第十三阀门之间，所述第十四阀门的出口端设置于所述第一阀门(50)与所述第一进口(11)之间，所述第十五阀门的入口端设置于所述鼓风装置(40)的鼓风口与所述第十三阀门之间，所述第十五阀门的出口端设置于所述第二阀门(60)与所述第二进口(21)之间。

9.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述第一阀门(50)和所述第二阀门(60)为电动阀。

10.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括：

第三烟囱(170)，所述第一通道出口(32)通过所述第三烟囱(170)与外界连通。

11.根据权利要求10所述的锅炉系统，其特征在于，所述第一通道出口(32)与所述第三烟囱(170)之间设置有引风机(180)。

12.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述换热装置(30)设置有冷凝水排水口(35)。

13.根据权利要求1所述的锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统还包括：控制系统。

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