CN202647701U

CN202647701U - 一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉

Info

Publication number: CN202647701U
Application number: CN2012201854405U
Authority: CN
Inventors: 武建飞; 武占
Original assignee: SHANGHAI CHENGYU SCIENCE AND TRADE CO Ltd
Current assignee: Shanghai Shengyu Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-04-27

Abstract

本实用新型公开一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中包括对流段、过热段和辐射段的锅炉，在对流段后面分别安装潜热复合换热段和显热复合换热段；锅炉还包括给水泵、汽水分离装置和喷水减温器，给水泵的一端分别依次流程连接对流段、辐射段、汽水分离装置和喷水减温器，给水泵的另一端流程连接显热复合换热段或潜热复合换热段。使用本实用新型省去现有锅炉高压部件给水预热器的使用，有效地降低锅炉排烟温度，同时，使得烟气中的水蒸气冷凝。由于潜热复合换热段和显热复合换热段采用复合铝翅片管，不仅使得烟气换热面积增加，而且有效地避免呈弱酸性的冷凝水对换热段的腐蚀，提高换热段的寿命。

Description

一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝式锅炉的技术领域，尤其涉及一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉的技术领域。

背景技术

冷凝式锅炉发轫于欧洲。德国、荷兰、英国、奥地利等国家于上世纪70年代，开发家用冷凝式锅炉，到80年代末期90年代初期，韩国率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上，冷凝式锅炉除了具有传统锅炉的共性之外，更是制热机理的大胆革命与突破。

国内油田稠油开采已有20余年，现趋向于特、超稠油的开采，而蒸汽辅助采油是较成熟的手段，因此油田用热力采油的油田专用过热注汽锅炉作为生产高温、高压蒸汽的特种设备，在油田稠油注采设备中起重要作用，同时也是稠油开采的耗能设备，其能耗占开采总成本的60%以上。目前，针对提高油田专用过热注汽锅炉的热效率采取了一些措施，主要包括控制空气过剩量来减少排烟热损失、改善辐射段的传热效果和通过SGR型热管换热器来回收烟气部分显热达到提高热效率的目的，但油田专用过热注汽锅炉的实际热效率最多也就85%左右。其主要原因是因为排烟的显热损失较大，潜热未得到利用。

油田专用过热注汽锅炉是为注蒸汽热采而开发的专门设计的一种新型工业锅炉，油田专用过热注汽锅炉是在传统油田注汽锅炉基础上发展起来的。油田专用过热注汽锅炉由控制系统、燃烧系统、给水系统、辐射段、对流段、给水预热器、汽水分离装置和喷水减温器等组成。图1是现有油田专用过热注汽锅炉的示意图，请参见图1所示。现有油田专用过热注汽锅炉的水流程为从水处理来的带压软化除氧水经过给水泵2把压力提高（通常都在≥8MPa），然后依次通过锅炉 1的给水预热器3外侧、对流段4，再进入预热段内侧，辐射段6、汽水分离装置7，最后经过喷水减温器8，将合格的蒸汽注入地下。烟气流程为首先通过锅炉1的辐射段6，再经过过热段5和对流段4，通过烟囱排向大气。温度一般都≥170℃。

作为高压部件的给水预热器3作用是提高带压软化除氧水进入锅炉1对流段4的温度，一般带压软化除氧水的温度都很低，有的可能处出现低于10℃的情况，如果带压软化除氧水温度太低进入锅炉1对流段4，就会造成锅炉1对流段4的表面温度太低，对流段4翅片管表面冷凝，容易出现集灰现象，同时，冷凝水呈弱酸性，长时间会造成碳钢炉管的腐蚀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，以解决现有油田专用过热注汽锅炉排烟温度高、天然气燃料能源利用率低，以及需要使用给水预热器高压部件的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，包括有对流段、过热段和辐射段的锅炉，所述锅炉包括潜热复合换热器和显热复合换热器，所述对流段后面分别安装潜热复合换热段和显热复合换热段；所述锅炉还包括给水泵、汽水分离装置和喷水减温器，所述给水泵的一端分别依次流程连接所述对流段、所述辐射段、所述汽水分离装置和所述喷水减温器，所述给水泵的另一端流程连接所述显热复合换热段或所述潜热复合换热段。一般情况下通过所述显热复合换热段加热所述锅炉助燃空气，通过所述潜热复合换热段加热所述锅炉的给水。

上述的一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，所述汽水分离装置和所述喷水减温器分别与所述过热段流程连接并形成回路。

上述的一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，锅炉的水流程为：首先带压软化除氧水经过所述潜热复合换热段，然后带压软化除氧水通过所述给水泵将压力提高，并依次进入所述锅炉的所述对流段、所述辐射段和所述汽水分离装置，最后经过所述喷水减温器将带压软化除氧水转化为湿饱和蒸汽注入地下；锅炉的烟气流程为：烟气依次通过所述锅炉的所述辐射段、所述过热段、所述对流段、所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段，最后通过所述锅炉的烟囱向大气排出。

上述一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段均采用复合翅片管，以提高烟气侧换热面积，同时，避免呈弱酸性的冷凝水对所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段进行腐蚀。

上述一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段采用重力热管的形式或分离热管的形式或其他的形式。

上述一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，通过所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段将经过的所述锅炉中的烟气的排烟温度降低至55℃左右。

上述一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，通过所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段将经过所述对流段的带压软化除氧水的温度提高至60℃以上，以省去现有锅炉高压部件给水预热器的使用。

上述一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其中，所述潜热复合换热段的下方设置一呈弱酸性的冷凝水箱，以此将烟气中冷凝的水回收到所述冷凝水箱中做中和处理，达到排放标准再排放或再利用。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

（1）通过在锅炉对流段后加装潜热复合换热段和显热复合换热段，省去现有锅炉高压部件给水预热器的使用，有效地降低锅炉排烟温度，同时，使得烟气中的水蒸气冷凝。

（2）通过潜热复合换热段和显热复合换热段采用复合铝翅片管，使得烟气换热面积增加，同时，有效地避免呈弱酸性的冷凝水对换热段的腐蚀，提高换热段的寿命。

（3）提高天然气燃料能源的利用率。

附图说明

图1是现有油田专用过热注汽锅炉的示意图；

图2是本实用新型一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉的示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉的具体实施方式。

图2为本实用新型一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉的示意图，请参见图2所示。本实用新型的一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，包括有一锅炉1，该锅炉1具有对流段4、过热段5和辐射段6。同时，锅炉1包括有潜热复合换热器和显热复合换热器。在锅炉1上加装的潜热复合换热段9和显热复合换热段10分别加装在对流段4的后面。锅炉1还包括有给水泵2、汽水分离装置7和喷水减温器8，该给水泵2的一端分别依次流程连接对流段4、辐射段6、汽水分离装置7和喷水减温器8，同时，给水泵2的另一端分别依次流程连接显热复合换热段10和潜热复合换热段9。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

本实用新型的进一步实施例中，请继续参见图2所示。上述的汽水分离装置7和喷水减温器8还分别与过热段5流程连接，并且汽水分离装置7、喷水减温器8和过热段5形成回路。

本实用新型的进一步实施例中，通过上述的连接方式，由此锅炉1的水流程为：从水处理来的带压软化除氧水依次经过潜热复合换热段9，接着该带压软化除氧水通过给水泵2，给水泵2具体的可为一柱塞泵，给水泵2将带压软化除氧水的压力提高，通常都在≥8MPa，然后再依次进入锅炉1的对流段4，辐射段6和汽水分离装置7，最后经过喷水减温器8将带压软化除氧水转化为湿饱和蒸汽注入地下。与此同时，锅炉1的烟气的流程为：烟气依次通过锅炉1的辐射段6、过热段5、对流段4、潜热复合换热段9和显热复合换热段10，最后通过锅炉1的烟囱向大气排出。

本实用新型的进一步实施例中，加装于锅炉1对流段4后面的潜热复合换热段9和显热复合换热段10均采用复合铝翅片管，以此提高烟气的侧换热面积，而且还有效地防止呈弱酸性的冷凝水对潜热复合换热段9和显热复合换热段10的腐蚀，提高其使用寿命。

本实用新型的进一步实施例中，潜热复合换热段9和显热复合换热段10可以做成重力热管的形式，或者分离热管的形式，或者其他的形式。在一般的情况下，通过显热复合换热段10加热锅炉1助燃空气，通过潜热复合换热段9加热锅炉1的给水。

本实用新型的进一步实施例中，通过潜热复合换热段9和显热复合换热段10来吸收锅炉1尾部排烟中的显热和水蒸气凝结释放的潜热，能够有效地将排烟温度降低至55℃左右，同时，将经过锅炉1对流段4的带压软化除氧水的温度提高至60℃以上。使其比现有锅炉热效率提高11%左右，并省去现有锅炉高压部件给水预热器的使用。由此不仅充分回收了烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，而且降低了烟气中的CO₂和NOx等有害成分，有效地保护了环境。

本实用新型的进一步实施例中，在潜热复合换热段9的下方还设置有一冷凝水箱（图中未示出），该冷凝水箱中的冷凝水呈弱酸性，PH值在6左右，以此将烟气中冷凝的水回收到冷凝水箱中做中和处理，达到排放标准再排放或再利用。

通过计算目前国内燃气燃烧后的烟气露点温度小于等于60℃，一般在55℃左右。当带压软化除氧水温度提高至60℃以上进入对流段以后，对流段翅片管就不可能出现冷凝，所以取消了高压部件给水预热器的使用。

综上所述，使用本实用新型一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，通过在锅炉对流段后加装潜热复合换热段和显热复合换热段，省去现有锅炉高压部件给水预热器的使用，有效地降低锅炉排烟温度，同时，使得烟气中的水蒸气冷凝。由于潜热复合换热段和显热复合换热段采用复合铝翅片管，不仅使得烟气换热面积增加，而且有效地避免呈弱酸性的冷凝水对换热段的腐蚀，提高换热段的寿命。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其特征在于，包括对流段、过热段和辐射段的锅炉，所述锅炉包括潜热复合换热器和显热复合换热器，所述对流段后面分别安装潜热复合换热段和显热复合换热段；所述锅炉还包括给水泵、汽水分离装置和喷水减温器，所述给水泵的一端分别依次流程连接所述对流段、所述辐射段、所述汽水分离装置和所述喷水减温器，所述给水泵的另一端连接所述显热复合换热段或者所述潜热复合换热段。

2.根据权利要求1所述冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其特征在于，所述汽水分离装置和所述喷水减温器分别与所述过热段流程连接并形成回路。

3.根据权利要求1所述冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其特征在于，所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段采用防弱酸性冷凝水腐蚀的复合翅片管。

4.根据权利要求3所述冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其特征在于，所述潜热复合换热段和所述显热复合换热段采用重力热管或分离热管。

5.根据权利要求1所述冷凝式油田专用过热注汽锅炉，其特征在于，所述潜热复合换热段的下方设置一呈弱酸性的冷凝水箱。