CN202216231U - 高干度注汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高干度注汽锅炉。其技术方案是：包括燃烧器、水—水换热器、对流段管束、过渡段、辐射段管束、分离器和雾化管线，对流段管束和辐射段管束设在密闭空间内，水—水换热器的一端与对流段管束连通，另一端与辐射段管束连通，对流段管束的进水管线经过水—水换热器，出水管线经过水—水换热器、辐射段管束和分离器注入油井中，所述的辐射段管束的出水端连接省煤器，省煤器安装在对流段管束所在的对流段，加热辐射段出口的蒸汽，省煤器的另一端连接分离器。有益效果是：增设的省煤器可吸收烟气热量，降低排烟温度，提高整体热效率；将辐射段出来的70%干度蒸汽再进入对流段加热，使得注汽干度可高达85%。

Description

高干度注汽锅炉

技术领域：

本实用新型涉及一种注汽锅炉，特别涉及一种高干度注汽锅炉。

背景技术：

    注汽锅炉作为稠油开采的主要设备，是直流式湿蒸汽发生器，由于其产生的蒸汽为湿蒸汽，设计干度小于等于80%。随着稠油开采难度的不断增加，压力等级得到了不断提升，从17.2MPa发展到21MPa和26MPa。随着技术的不断进步，控制部分由继电器发展到PLC计算机控制。但在注汽质量主要指标--干度这一指标上，一直沿用小于80%，没有突破性发展。

传统的注汽锅炉在结构上主要有水水换热器、辐射段、对流段、过渡段组成（见图1）。生水经过水处理软化、经除氧器除氧，由柱塞泵供至注汽锅炉本体，经水—水换热器换热使水温超出露点，进入对流段吸取热量后再通过水—水换热器进入辐射段加热后，注入油井中。在实际运行中，由于参数调整、清灰不及时、辐射段吸热强度大出口干度难控制、保证安全运行等因素，实际干度在70%左右、排烟温度在220—260℃运行热效率在80%以下，造成了不必要的能源浪费，也影响了稠油开采的整体效果。

其主要原因是：由于辐射段内主要传热方式为辐射，辐射强度大，同时在注汽锅炉出口端蒸汽干度达70%，传递热强度大易造成炉管内的流态发生变化，从而造成传热恶化，易造成局部盐的析出形成垢，阻碍传热，造成局部过热，形成鼓包，给注汽锅炉带来安全隐患。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高干度注汽锅炉，提高了热效率，将吸收的热量来加热蒸汽，使蒸汽干度大幅度提高。

其技术方案是：包括燃烧器、水—水换热器、对流段管束、过渡段、辐射段管束、分离器和雾化管线，对流段管束和辐射段管束设在密闭空间内，水—水换热器的一端与对流段管束连通，另一端与辐射段管束连通，对流段管束的进水管线经过水—水换热器，出水管线经过水—水换热器、辐射段管束和分离器注入油井中，所述的辐射段管束的出水端连接省煤器，省煤器安装在对流段管束所在的对流段，加热辐射段出口的蒸汽，省煤器的另一端连接分离器。

上述的省煤器采用光管错列排列制成。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、增设的省煤器可吸收烟气热量，降低排烟温度，提高整体热效率；

2、将辐射段出来的70%干度蒸汽再进入对流段加热，使得注汽干度可高达85%；

3、由于高干度的蒸汽吸热是在对流段内进行，不形成结垢，传热效果好，运行更加安全；

4、整体结构没做大的改动，使得操作与原注汽锅炉的统一；

5、由于排烟温度下降，使得排烟温度达到国家要求。

附图说明：

附图1是现有技术的结构示意图；

附图2是本实用新型的结构示意图；

附图3是本实用新型的省煤器的侧视图；

上图中：水处理系统1、除氧器2、柱塞泵3、燃烧器4、水—水换热器5、对流段管束6、过渡段7、辐射段管束8、分离器9、雾化管线10、省煤器11。

具体实施方式：

    结合附图2-3，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型包括燃烧器4、水—水换热器5、对流段管束6、过渡段7、辐射段管束8、分离器9和雾化管线10，对流段管束6和辐射段管束8设在密闭空间内，水—水换热器5的一端与对流段管束6连通，另一端与辐射段管束8连通，对流段管束6的进水管线经过水—水换热器5，出水管线经过水—水换热器5、辐射段管束8和分离器9注入油井中，所述的辐射段管束8的出水端连接省煤器11，省煤器11安装在对流段管束6所在的对流段，加热辐射段出口的蒸汽，省煤器11的另一端连接分离器9，省煤器11采用光管错列排列制成。

由于辐射段出口蒸汽温度高达350℃，无局部腐蚀的问题。同时此处烟温在1000℃左右，传热效果好，且为对流换热，不易造成炉管内蒸汽传热恶化，形成积盐。70%干度的蒸汽吸热后可提高到90%，且易于操作。

其中，省煤器的结构如下：

①换热面积的确定

换热面积的确定主要考虑两项指标，一是热量吸收数，二是增加省煤器后的烟气阻力。

热量吸收数的确定：以压力为17.2MPa为设计压力，此时的汽化潜热为841.16kj/kg，按实际运行干度由70%提高到85%增加15%计，需要多吸收热量126.12kj/kg。此时70%干度的蒸汽热焓值为2287.21kj/kg。

省煤器全部应用光管，排列方法为错列，管距水平为102mm、层间间距为88mm。进口烟温1825℃，传热系数为232.59kj/mh℃，根据所设计的额定蒸发量按每小时计算所需换热面积，从而确定省煤器光管的数量。

按以上方案设计的平均烟速为13.76m/s，烟气流通截面积为0.825m²，烟气阻力可控制在54.39Pa，原设计烟气阻力位367.93Pa，这两项相加为422.32Pa。这样可控制在燃烧器要求烟阻小于500Pa以内运行。

②水阻力校核

省煤器管线长度控制在60米以内，加上60只弯头部位的阻力，管内阻力控制在4.18×10⁴Pa以内。与整体水汽阻力2.5MPa相比，微不足道，不影响整体水汽系统的流动。

本实用新型的工作流程是：生水现经过水处理系统1软化后，再进入除氧器2除氧，由柱塞泵3进入水—水换热器5进行升温至110-121℃后，经过对流段管束6加热，再进入水—水换热器5换热后进入辐射段管束8汽化，70%干度的蒸汽由辐射段管束8出来后进入省煤器11加热至90%干度的蒸汽，注入油井。

Claims (2)

1.一种高干度注汽锅炉，包括燃烧器（4）、水—水换热器（5）、对流段管束（6）、过渡段（7）、辐射段管束（8）、分离器（9）和雾化管线（10），对流段管束（6）和辐射段管束（8）设在密闭空间内，水—水换热器（5）的一端与对流段管束（6）连通，另一端与辐射段管束（8）连通，对流段管束（6）的进水管线经过水—水换热器（5），出水管线经过水—水换热器（5）、辐射段管束（8）和分离器（9）注入油井中，其特征是：所述的辐射段管束（8）的出水端连接省煤器（11），省煤器（11）安装在对流段管束（6）所在的对流段，加热辐射段出口的蒸汽，省煤器（11）的另一端连接分离器（9）。

2.根据权利要求1所述的高干度注汽锅炉，其特征是：所述的省煤器（11）采用光管错列排列制成。

Images