CN203517737U - 安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉 - Google Patents
安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提出一种安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉。包括：柱塞泵；与柱塞泵连接的注汽管路；与注汽管路连接的辐射段，辐射段将所述注汽管路中的高压水转化为湿饱和蒸汽；水-水换热器，低温耐腐蚀换热器，位于所述对流段中并位于所述第一部分换热管路的上方，低温耐腐蚀换热器包括：耐腐蚀的换热管，所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区通过所述低温耐腐蚀换热器串联连接，所述低温耐腐蚀换热器的换热温度为80到100℃。本实用新型减少了热排放，节约了能源，在提高了热效率的情况下保证了注汽锅炉的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及稠油热采领域，具体涉及一种注汽锅炉，尤其是一种安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉。
背景技术
现在油田应用最广泛的注蒸汽设备为湿蒸器发生器，将水转化为干度为75的湿饱和蒸汽，注入井下，对油层进行加热，降低原油粘度，从而提高采收率。目前燃料主要包括原油、天然气、水煤浆等。
如图1所示，现有的注汽锅炉一般包括：鼓风机7、柱塞泵1、水-水换热器2、辐射段6、过渡段5和对流段4，柱塞泵将水加压打入到注汽管路10中，在锅炉的辐射段中，经过升温，从辐射段的出汽管60中出来后变为干度为75的湿饱和蒸汽，注入井下。
为了提高注汽锅炉的热效率，常常在柱塞泵与辐射段之间，使柱塞泵中的水经过水-水换热器在对流段进行换热后，再进入辐射段中升温。水-水换热器2包括位于对流段中并位于所述第一部分换热管路21以及位于所述对流段和所述辐射段之外的第二部分换热区22，第一部分换热管路21包括内外喷涂隔热耐腐蚀材料的光管和安装在光管上的翅片，翅片可以增加换热效率，但翅片本身是由不耐腐蚀的材料制成，为了保持水-水换热器在对流段换热时，不被腐蚀，必须使水-水换热器在对流段换热的温度在露点以上，即对流段上方烟气温度维持121℃以上，这样，水-水换热器在对流段换热时，就不会出现烟气液化形成酸腐蚀的现象。但是对流段上方烟气温度维持121℃以上，就使得注汽锅炉排烟温度约180℃～220℃之间，排烟温度过高造成锅炉热效率降低。排烟温度每增加10℃～15℃，热效率降低1%。因此，受对流段烟气易腐蚀水-水换热器的限制，水-水换热器的在对流段的换热温度在121℃以上，温度较高，使得注汽锅炉的换热效率低，排烟口8温度高，热排放较大。
实用新型内容
本实用新型提供一种安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，在保证注汽锅炉耐腐蚀的条件下，提高注汽锅炉的换热效率，降低排烟温度，减少热排放。
为此，本实用新型提出一种安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，所述安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉包括：
柱塞泵；
与所述柱塞泵连接的注汽管路，所述柱塞泵将水高压泵入所述注汽管路中形成高压水；
与所述注汽管路连接的所述辐射段，所述辐射段将所述注汽管路中的高压水转化为湿饱和蒸汽；
对流段，与所述辐射段连接；
水-水换热器，所述水-水换热器包括：位于所述对流段内的第一部分换热管路、以及位于所述对流段和所述辐射段之外的第二部分换热区，所述注汽管路与所述第二部分换热区换热后进入所述辐射段；
低温耐腐蚀换热器，位于所述对流段中并位于所述第一部分换热管路的上方，所述低温耐腐蚀换热器包括：耐腐蚀的换热管，所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区通过所述低温耐腐蚀换热器串联连接。
进一步地，所述耐腐蚀的换热管由内外喷涂隔热耐腐蚀材料的光管制成。
进一步地，所述耐腐蚀材料为耐高温防腐漆。
进一步地，所述低温耐腐蚀换热器还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的温度检测仪表和流量检测仪表。
进一步地，所述低温耐腐蚀换热器还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的电磁阀组。
进一步地，所述电磁阀组包括：第一电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀位于所述耐腐蚀的换热管的入口，所述第三电磁阀位于所述耐腐蚀的换热管的出口，所述耐腐蚀的换热管的入口和出口分别位于所述第二部分换热区上。
进一步地，所述安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉还包括：连接在所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区之间的备用管路、以及设置在所述备用管路上的第二电磁阀，其中，所述备用管路连接在所述耐腐蚀的换热管的入口和出口之间。
本实用新型通过在注汽锅炉具有水-水换热器的基础上，又增加了一个低温耐腐蚀换热器，该低温耐腐蚀换热器克服了水-水换热器受对流段温度的限制、换热温度不能太低的问题，使得注汽锅炉能够进行低温换热，即低于露点温度121℃换热而不会被烟气腐蚀，使得注汽锅炉内的烟气经过在对流段的两次换热后，以80到100℃的温度排出，相对于以前的180℃排烟温度，降低了100℃左右，能够提高锅炉热效率5%-8%左右，减少了热排放，节约了能源，在提高了热效率的情况下保证了注汽锅炉的耐腐蚀性能。
附图说明
图1为现有的注汽锅炉的结构；
图2为根据本实用新型实施例的注汽锅炉的结构示意图；
附图标号说明：
1、柱塞泵 10、注汽管路 2、水-水换热器 21、第一部分换热管路 22、第二部分换热区 3、低温耐腐蚀换热器 30、换热管 31、第一电磁阀32、第二电磁阀 33、第三电磁阀 35、备用管路 4、对流段 5、过渡段 6、辐射段 60、出汽管 7、鼓风机 8、排烟口
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图2所示，根据本实用新型实施例的注汽锅炉包括：鼓风机7、柱塞泵1、水-水换热器2、辐射段6、过渡段5和对流段4，其中，辐射段6、过渡段5和对流段4连接形成注汽锅炉本体，过渡段5连接在辐射段6与对流段4之间，上述结构与现有的注汽锅炉是相同的。本实用新型与现有的注汽锅炉的最大区别在于，本实用新型还具有低温耐腐蚀换热器3，并且低温耐腐蚀换热器3与水-水换热器2连接，使得注汽锅炉内的烟气经过在对流段的两次换热后才排出，第一次在对流段换热后，烟气温度为180℃～220℃，第二次在对流段换热后，烟气温度为80-100℃，即最终的排烟温度为80-100℃，而现有技术是在对流段的一次换热后就排出，排烟温度为180℃～220℃之间。
具体来说，本实用新型的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉包括：
柱塞泵1；
与所述柱塞泵连接的注汽管路10，所述柱塞泵1将水高压泵入所述注汽管路10中形成高压水；
与所述注汽管路10连接的辐射段6，所述辐射段6将所述注汽管路10中的高压水转化为湿饱和蒸汽，例如湿饱和蒸汽的干度为75；
对流段4，与所述辐射段6连接；
水-水换热器2，所述水-水换热器2包括：位于所述对流段4内的第一部分换热管路21、以及位于所述对流段和所述辐射段之外的第二部分换热区22（或第二部分换热管路），所述注汽管路10与所述第二部分换热区22换热后进入所述辐射段，第一部分换热管路21包括内外喷涂隔热耐腐蚀材料的光管和安装在光管上的翅片，翅片本身是由不耐腐蚀的材料制成，这样便于制作；
低温耐腐蚀换热器3，是指相对于现有的水-水换热器2在对流段中的换热温度较低（低于露点温度（121℃）），而且在低于露点温度（121℃）的条件下，不会被烟气造成低温腐蚀。低温耐腐蚀换热器3，位于所述对流段4中并位于所述第一部分换热管路21的上方，所述低温耐腐蚀换热器3包括：耐腐蚀的换热管30，换热管30例如为由耐腐蚀材料制成的光管，所述第一部分换热管路21与所述第二部分换热区22通过所述低温耐腐蚀换热器3串联连接，所述低温耐腐蚀换热器3的换热温度为80到100℃，注汽锅炉的烟气经过所述低温耐腐蚀换热器3后，以80到100℃的温度排出。
本实用新型通过在注汽锅炉具有水-水换热器的基础上，又增加了一个低温耐腐蚀换热器，该低温耐腐蚀换热器克服了水-水换热器受对流段温度的限制、换热温度不能太低的问题，使得注汽锅炉能够进行低温换热，即低于露点温度121℃换热而不会被烟气腐蚀，使得注汽锅炉内的烟气经过在对流段的两次换热后，以80到100℃的温度排出，相对于以前的180℃排烟温度，降低了100℃左右，能够提高锅炉热效率5%-8%左右，减少了热排放，节约了能源，在提高了热效率的情况下保证了注汽锅炉的耐腐蚀性能。
进一步地，所述耐腐蚀的换热管30由内外喷涂隔热耐腐蚀材料的光管制成，耐低温腐蚀。例如，耐腐蚀材料为耐高温防腐漆，便于制作，成本低。
进一步地，所述第一部分换热管路的换热温度为121℃以上，所述第一部分换热管路包括内外喷涂隔热耐腐蚀材料（例如，耐腐蚀材料为耐高温防腐漆）的光管以及安装在光管上的翅片，这样，能够节约成本。
进一步地，所述低温耐腐蚀换热器3还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的温度检测仪表和流量检测仪表。以检测温度和水流量，从而使得注汽锅炉对流段中，所述第一部分换热管路21处的烟气温度维持121℃以上，第一部分换热管路21不腐蚀，出口烟气温度从原来180℃降低到80℃。
进一步地，所述低温耐腐蚀换热器3还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的电磁阀组。以实现自动控制温度和水流量。
进一步地，如图2，所述电磁阀组包括：第一电磁阀31和第三电磁阀33，所述第一电磁31阀位于所述耐腐蚀的换热管的入口，所述第三电磁阀33位于所述耐腐蚀的换热管的出口，所述耐腐蚀的换热管的入口和出口分别位于所述第二部分换热区22上。这样，能够保证所述第一部分换热管路21处的烟气温度维持121℃以上，第一部分换热管路21不腐蚀，还能保证出口烟气温度从原来180℃降低到80℃。
进一步地，如图2，所述安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉还包括：连接在所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区之间的备用管路35，以及设置在所述备用管路上的第二电磁阀33，其中，所述备用管路35连接在所述耐腐蚀的换热管的入口和出口之间。设置备用管路35，是为了在所述低温耐腐蚀换热器出现故障的情况下，使水-水换热器继续工作，保证注汽锅炉的工作和安全。
本实用新型还提出一种注汽锅炉的防腐蚀方法，所述注汽锅炉的防腐蚀方法包括以下步骤：
步骤A：将水-水换热器的第一部分换热管路21在对流段4中进行第一次换热，所述第一部分换热管路的第一次换热温度为121℃以上；
步骤B：第一部分换热管路21在对流段中第一次换热后，离开所述对流段4，然后通过低温耐腐蚀换热器3再次进入所述对流段4，经过二次换热后，离开所述对流段，进入到水-水换热器的第二部分换热区，所述低温耐腐蚀换热器的换热温度为80到100℃；
其中，所述注汽锅炉的防腐蚀方法使用前面所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉。注汽锅炉内的烟气经过在对流段的两次换热后才排出，并且排烟温度为80-100℃，提高锅炉热效率5%-8%左右，而且保证了水-水换热器不被腐蚀。
进一步地，所述注汽锅炉的防腐蚀方法，还包括：步骤C：在所述低温耐腐蚀换热器出现故障的情况下，关闭所述低温耐腐蚀换热器，水-水换热器的第一部分换热管路在对流段中进行第一次换热后直接进入到水-水换热器的第二部分换热区。
本实用新型的实现方式如下：本实用新型可以在原有的注汽锅炉的基础上直接进行改造，对水-水换热器2基本不用做削减和大的改动，在对流段4中的水-水换热器的第一部分换热管路21的上方安装一个低温耐腐蚀换热器3，并将低温耐腐蚀换热器3与水-水换热器连接好，例如，将耐腐蚀的换热管30的入口和出口分别连接到所述第二部分换热区22上。这样，一方面能够充分利用现有的注汽锅炉，仍然使用普通材料制成的水-水换热器，减少更换注汽锅炉的成本和造价，另外也减少了更换注汽锅炉的时间。
本实用新型在正常工作时，开启第一电磁阀31和第三电磁阀33，使得注汽锅炉内的烟气先后与水-水换热器的第一部分换热管路21、以及低温耐腐蚀换热器3换热，从而使得出口烟气温度从原来180℃降低到80℃-100℃。当节能器有故障时，开启第二电磁阀32，关闭第一电磁阀31和第三电磁阀33，烟气只与水-水换热器的第一部分换热管路在对流段中进行一次换热后就排出。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (7)
1.一种安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉包括：
柱塞泵；
与所述柱塞泵连接的注汽管路，所述柱塞泵将水高压泵入所述注汽管路中形成高压水；
与所述注汽管路连接的辐射段，所述辐射段将所述注汽管路中的高压水转化为湿饱和蒸汽；
对流段，与所述辐射段连接；
水-水换热器，所述水-水换热器包括：位于所述对流段内的第一部分换热管路、以及位于所述对流段和所述辐射段之外的第二部分换热区，所述注汽管路与所述第二部分换热区换热后进入所述辐射段；
低温耐腐蚀换热器，位于所述对流段中并位于所述第一部分换热管路的上方，所述低温耐腐蚀换热器包括：耐腐蚀的换热管，所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区通过所述低温耐腐蚀换热器串联连接。
2.如权利要求1所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述耐腐蚀的换热管由内外喷涂隔热耐腐蚀材料的光管制成。
3.如权利要求2所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述耐腐蚀材料为耐高温防腐漆。
4.如权利要求1所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述低温耐腐蚀换热器还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的温度检测仪表和流量检测仪表。
5.如权利要求4所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述低温耐腐蚀换热器还包括：与所述耐腐蚀的换热管连接的电磁阀组。
6.如权利要求5所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述电磁阀组包括：第一电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀位于所述耐腐蚀的换热管的入口，所述第三电磁阀位于所述耐腐蚀的换热管的出口，所述耐腐蚀的换热管的入口和出口分别位于所述第二部分换热区上。
7.如权利要求6所述的安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉，其特征在于，所述安装有低温耐腐蚀换热器的注汽锅炉还包括：连接在所述第一部分换热管路与所述第二部分换热区之间的备用管路、以及设置在所述备用管路上的第二电磁阀，其中，所述备用管路连接在所述耐腐蚀的换热管的入口和出口之间。
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