CN203980246U - 一种油田注汽锅炉给水预热系统 - Google Patents

Abstract

一种油田注汽锅炉给水预热系统，给水管道连接对流段管道，对流段管道与辐射段管道连接，辐射段管道连接主蒸汽管道；给水管道与对流段管道之间设有汽—水喷射器，沿给水方向的汽—水喷射器前面装有截止阀；回热抽汽管路从主蒸汽管道引出，通过截止阀和单向阀与汽—水喷射器相连通；优点是：提高了传热系数，缩小了设备的体积，降低了设备的制造及安装难度，同时压力较低的热水被引射进入水喷射器，无需水泵的转动设备，无需外部能源，保证了设备运行的可靠性。

Description

一种油田注汽锅炉给水预热系统

技术领域

本实用新型涉及一种注汽锅炉给水预热系统，尤其是一种冷热流体直接接触的热交换设备。 

背景技术

经过150年的开发利用，轻质原油的储量还剩1300亿吨左右，年消耗量40亿吨左右，因此轻质原油已经成为越来越稀缺和昂贵的资源。在全球石油供应紧张时期，各国都加入了重油开发的大潮。重油的开采以热力开采为主，其中注蒸汽热采约占63%，而注汽锅炉是重油热力开采的关键设备。注汽锅炉是一种高压直流锅炉，其本体通常有辐射段、过渡段、对流段和给水预热器组成。给水预热器的作用主要是提高进入对流段炉水的温度，防止对流段外酸露的形成以防止低温腐蚀。现有的注汽锅炉给水预热器以间壁式换热器—套管换热器为主，给水在套管换热器外管流动，来自对流段的热水在套管换热器内管流动，两股流体在套管换热器内进行换热。套管换热器的传热系数较小，用作注汽锅炉给水预热器时其长度较长，往往采用蛇形管。蒸发量为9.2t/h的注汽锅炉其套管式给水预热器长度约20米，蒸发量为23t/h的注汽锅炉其套管式给水预热器长度约为40米。因此套管式给水预热器钢材消耗量大，蛇形套管制造难度大，而且外管大弯头与内管小弯头配合处焊缝探伤难度也较大。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种油田注汽锅炉给水预热系统，换热效率好、结构简单、体积小、且易于加工安装。 

本实用新型采用的技术方案是：一种油田注汽锅炉给水预热系统，包括汽—水喷射器、截止阀、单向阀、对流段管道、辐流段管道、蒸汽管道及给水管道，给水管道连接对流段管道，对流段管道与辐射段管道连接，辐射段管道连接主蒸汽管道；给水管道与对流段管道之间设有汽—水喷射器，沿给水方向的汽—水喷射器前面装有截止阀；回热抽汽管路从主蒸汽管道引出，通过截止阀和单向阀与汽—水喷射器相连通。 

所述的汽—水喷射器包括本体、水喷嘴、环形蒸汽喷嘴、混合室和扩散管，本体为圆柱形结构，中心部位开有两头大小中间的贯通孔，水喷嘴位于贯通孔的一侧，为渐缩形喷嘴，水喷嘴与本体间的空隙为环形蒸汽喷嘴，环形蒸汽喷嘴与回热抽汽管路连接，水喷嘴末端至贯通孔径最小处为混合室，贯通孔径最小处至另一端为扩散管。 

与现有技术相比，本实用新型的优点是：提高了传热系数，缩小了设备的体积，降低了设备的制造及安装难度，同时压力较低的热水被引射进入水喷射器，无需水泵的转动设备，无需外部能源，保证了设备运行的可靠性。 

附图说明

图1是本实用新型的连接结构示意图。 

图2为本实用新型的汽—水喷射器结构示意图。 

图中，1、给水管道；2、截止阀；3、汽—水喷射器；4、截止阀；5、单向阀；6、对流段管道；7、辐射段管道；8、蒸汽管道；9、回热抽汽管路；10、水喷嘴；11、环形蒸汽喷嘴；12、混合室；13、扩散管；14、本体；15、贯通孔。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示：一种油田注汽锅炉给水预热系统，包括汽—水喷射器3、截止阀2和4、单向阀5、对流段管道6、辐流段管道7、蒸汽管道8及给水管道1，给水管道1连接对流段管道6，对流段管道6与辐射段管道7连接，辐射段管道7连接主蒸汽管道8；给水管道1与对流段管道6之间设有汽—水喷射器3，沿给水方向的汽—水喷射器3前面装有截止阀2；回热抽汽管路9从主蒸汽管道8引出，通过截止阀4和单向阀5与汽—水喷射器3相连通。 

如图2所示：汽—水喷射器3包括本体14、水喷嘴10、环形蒸汽喷嘴11、混合室12和扩散管13，本体14为圆柱形结构，中心部位开有两头大小中间的贯通孔15，水喷嘴10位于贯通孔15的一侧，为渐缩形喷嘴，水喷嘴10与本体14间的空隙为环形蒸汽喷嘴11，环形蒸汽喷嘴11与回热抽汽管路9连接，水喷嘴10末端至贯通孔14径最小处为混合室12，贯通孔14径最小处至另一端为扩散管13。 

给水经过给水管道1和截止阀2进入汽—水喷射器3的水喷嘴10。水喷嘴10为渐缩形喷嘴，使给水压力降低速度增加，在其出口处形成高速的水射流。由于水射流的卷吸及冷凝作用，在混合室12入口处形成一个低压区。在此压差的作用下回热抽汽管9中的蒸汽被引射进入混合室12。给水与被引射的蒸汽在混合室12内进行直接接触凝结换热，进行质量、动量和热量交换最终形成流速和温度均匀的热水。混合后的热水进入扩散管13，在扩散管13中流体流速降低，压力升高后流出汽—水喷射器3进入对流段6吸收烟气热量。 

工作流体在工作喷嘴中加速降压来引射被引射流体，经过混合室12和扩散管13后形成压力和温度介于工作流体和被引射流体压力和温度之间的中温中压流体。喷射器无运动部件，不需要外部提供能量，运行安全可靠。 

以蒸发量为23t/h、工作压力为21MPa的油田注汽锅炉为例，常规的套管换热器长度为40米，5个弯头，设备总重约2.3t；而采用本装置时，给水预热设备长度仅为0.5米，设备总重小于100kg。 

本专利将水喷射器用于加热油田注汽锅炉给水，可以有效的提高给水温度，从而提高了对流段出口烟气温度，避免了对流段出口处的低温腐蚀（酸露腐蚀），同时与蛇形套管式换热器相比，水喷射器换热效率高、结构简单、体积小、质量轻、加工方便、价格便宜等优点。

Claims (2)

1.一种油田注汽锅炉给水预热系统，包括汽—水喷射器、截止阀、单向阀、对流段管道、辐流段管道、蒸汽管道及给水管道，给水管道连接对流段管道，对流段管道与辐射段管道连接，辐射段管道连接主蒸汽管道；其特征在于：给水管道与对流段管道之间设有汽—水喷射器，沿给水方向的汽—水喷射器前面装有截止阀；回热抽汽管路从主蒸汽管道引出，通过截止阀和单向阀与汽—水喷射器相连通。

2.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉给水预热系统，其特征在于：所述的汽—水喷射器包括本体、水喷嘴、环形蒸汽喷嘴、混合室和扩散管，本体为圆柱形结构，中心部位开有两头大小中间的贯通孔，水喷嘴位于贯通孔的一侧，为渐缩形喷嘴，水喷嘴与本体间的空隙为环形蒸汽喷嘴，环形蒸汽喷嘴与回热抽汽管路连接，水喷嘴末端至贯通孔径最小处为混合室，贯通孔径最小处至另一端为扩散管。