CN204084306U - 车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器 - Google Patents

车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器 Download PDF

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韩建荒
苏广文
樊海轩
孙新利
张晓明
杜庆吉
高峰
张革
刘世军
刘志刚
窦成秋
孙岩
韩玉秋
李玉福
李玉峰
李万旭
徐佳琦
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Abstract

本实用新型涉及一种拖车承载的过热蒸汽发生器，即车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器。其中燃烧器、辐射炉膛、过渡段、过热器、省煤器、烟囱沿热烟气运动方向依次连通；水-水换热器为套管形式的蛇形往复管的结构置于辐射炉膛外部的上方；辐射炉膛和过渡段被放置在拖车的中部；球形汽水分离器放置在拖车的尾部。经给水泵加压后给水从给水入口进入，依次经过水管线、水-水换热器、省煤器、水-水换热器、辐射炉膛管束、球形汽水分离器、过热器至蒸汽出口，逐步被加热升温，输出过热蒸汽或饱和湿蒸汽。它既是一种油田专用的可供多处不同区域的油井注汽的可移动式蒸汽发生器，也是一种产生过热蒸汽兼容亚临界压力运行条件下产生饱和湿蒸汽的蒸汽发生器。

Description

车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器
技术领域
本实用新型涉及一种石油行业热力开采地下稠油的专用设备，既是一种油田专用的可供多处不同区域的油井注汽的可移动式蒸汽发生器，也是一种产生过热蒸汽兼容亚临界压力运行条件下产生饱和湿蒸汽的蒸汽发生器。
背景技术
目前国内外生产的普通蒸汽发生器通常产生的都是湿蒸汽，其蒸汽干度控制在80％以内，以避免在锅炉炉管内壁上结垢，影响安全运行。随着稠油的高效开发以及后期的高轮次开采的不断深入，蒸汽中的水不仅对生产毫无帮助，反而会增加占据地层孔隙体积，使采出液含水率上升，稠油的产量降低。
为有效降低锅炉运行成本，贯彻执行国家节能降耗减排的政策，适应当今国内外新型采油工艺技术对热采设备灵活、机动性的更高要求，稠油开采急需一种可移动、多功能的蒸汽发生器。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种拖车式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，以解决即可供多处不同区域的油井注汽，又可产生过热蒸汽兼容亚临界压力运行条件下产生饱和湿蒸汽的可移动式蒸汽发生器的技术问题。
为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，它包括：拖车(1)、辐射炉膛(9)、省煤器(5)、过热器(4)、水-水换热器(8)、球形汽水分离器(2)、燃烧器(10)、烟囱(6)、过渡段(17)、管线(7)、辐射炉膛管束(901)、省煤器管束(501)、过热器管束(401)、锅炉给水入口(701)和蒸汽出口(702)；其特征在于：燃烧器(10)、辐射炉膛(9)、过渡段(17)、过热器(4)、省煤器(5)和烟囱(6)沿热烟气运动方向依次连通；过渡段(17)连接辐射炉膛(9)后端，过热器(4)设在过渡段(17)的上方；省煤器(5)设在过热器(4)的上方，水-水换热器(8)为套管形式的蛇形往复管的结构置于辐射炉膛(9)外部的上方，进行热交换；辐射炉膛(9)和过渡段(17)被放置在拖车(1)的中部；球形汽水分离器(2)放置在拖车(1)的尾部；经给水泵加压后给水从给水入口(701)进入，依次经过水管线(7)、水-水换热器(8)、省煤器管束(501)、水-水换热器(8)、辐射炉膛管束(901)、球形汽水分离器(2)、过热器管束(401)至蒸汽出口(702)，逐步被加热汽化，输出蒸汽。
它还包括鼓风机(11)、控制柜(14)；鼓风机(11)、控制柜(14)通过螺栓连接被放置在拖车(1)头部的板房(13)内，板房(13)与拖车(1)采用密封焊接连接。
它还包括天然气进口(703)、进油口(710)、电加热器(15)、油加热器(16)，燃烧器(10)连通天然气进口(703)和进油口(710)。
所述的辐射炉膛(9)为卧式直流结构，外壳体为钢制圆筒形，内壁衬有硅酸铝耐火纤维，后端连接过渡段(17)；炉膛管束(901)为单回路直管沿炉膛墙体内壁纵向蛇形排布成圆筒形结构；辐射炉膛(9)出口连通球形汽水分离器(2)。
所述的过热器(4)的过热器管束(401)是由单根光管水平往复组成的矩形结构，位于高温烟气区域。
所述的省煤器(5)的管束(501)是由单根翅片管水平往复组成的梯形结构，位于烟气低温区域。
所述的球形汽水分离器(2)是一球形容器，汽水混合物在此分离。
锅炉给水经给水入口(701)进入水-水换热器(8)的冷水入口(801)，由冷水出口(802)流出，进入省煤器管束(501)，由省煤器管束(501)加热后的热水由水-水换热器(8)的热水入口(803)进入，由热水出口(804)流出，进入辐射炉膛管束(901)，冷水在套管的外层管内流动，热水在套管的内层管内向相反方向流动，进行逆流传热。
它还包括控制柜(2)，控制柜(2)由可编程的控制器和触摸屏组成。
锅炉的给水压力不大于17.2MPa时，蒸汽发生器产生过热蒸汽；压力超过17.2MPa且不高于21MPa时，蒸汽发生器在饱和状态下运行产生饱和蒸汽。
本实用新型有以下优点和积极效果：
1.拖车式承载方式，移动注汽，野外适应性强，无须固定设备投资，灵活机动，节省大量设备采购成本；
2.饱和湿蒸汽经过分离将干蒸汽再过热，避开受热区析盐，用软化水生产过热蒸汽，降低了生产运行成本；
3.高过热度的干蒸汽再与分离出的含盐水通过汽水混合器混合后，仍得到高焓值的过热蒸汽，极大地提高了热能利用率；
4.过热状态时零排污，节能环保；
5.先进的自控技术使设备流量与出口温度保持恒定，智能化水平高。
6、因不同油井的井内压力不同，可通过调节给水压力来实现本实用新型的多种工况下运行。使用本设备既可以生产过热蒸汽，也可以生产出亚临界压力下的干度不超过80％的饱和湿蒸汽，有效解决了过热蒸汽发生器与亚临界压力蒸汽发生器结合运行的难题，满足该设备的多功能需求。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型图1右视示意图；
图3是本实用新型图1俯视示意图；
图4是本实用新型图1后视示意图；
图5是本实用新型工作流程示意图；
图6是本实用新型辐射炉膛管束示意图；
图7是图6辐射炉膛管束左视示意图；
图8是本实用新型过热器管束示意图；
图9是图8过热器管束左视示意图；
图10是本实用新型省煤器管束示意图；
图11是图10省煤器管束左视示意图；
图12是本实用新型水-水换热器示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图中附图标号如下：拖车1、球形汽水分离器2、操作平台3、过热器4、省煤器5、烟囱6、管线7、水-水换热器8、辐射炉膛9、燃烧器10、鼓风机11、风道12、板房13、控制柜14、电加热器15、油加热器16、过渡段17、过热器管束401、省煤器管束501、辐射炉膛管束901、锅炉给水入口701、蒸汽出口702、天然气进口703、取样冷却水出口704、取样冷却水入口705、放空口706、分离器排污口707、反冲洗排放口708、分离器外部管线排污口709、进油口710、回油口711、冷水入口801、冷水出口802、热水入口803、热水出口804。
如图1至图4所示：一种车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，它包括：拖车1、辐射炉膛9、省煤器5、过热器4、水-水换热器8、球形汽水分离器2、燃烧器10、烟囱6、过渡段17、管线7、辐射炉膛管束901、省煤器管束501、过热器管束401、锅炉给水入口701、蒸汽出口702。
参见图5，其中，燃烧器10、辐射炉膛9、过渡段17、过热器4、省煤器5、烟囱6沿热烟气运动方向依次连通；过渡段17连接辐射炉膛9后端，过热器4设在过渡段17的上方；省煤器5设在过热器4的上方，水-水换热器8为套管形式的蛇形往复管的结构置于辐射炉膛9外部的上方，进行热交换；辐射炉膛9和过渡段17被放置在拖车1的中部；球形汽水分离器2放置在拖车1的尾部。经给水泵加压后给水从给水入口701进入，依次经过水管线7、水-水换热器8、省煤器管束501、水-水换热器8、辐射炉膛管束901、球形汽水分离器2、过热器管束401至蒸汽出口702，逐步被加热汽化，输出蒸汽。它既是一种油田专用的可供多处不同区域的油井注汽的可移动式蒸汽发生器，也是一种产生过热蒸汽兼容亚临界压力运行条件下产生饱和湿蒸汽的蒸汽发生器。
它还包括：鼓风机11、控制柜14。鼓风机11、控制柜14通过螺栓连接被放置在拖车1头部的板房13内，板房13与拖车1采用密封焊接连接。
它还包括：天然气进口703、进油口710、电加热器15、油加热器16，燃烧器10连通天然气进口703和进油口710。
参见图6、7，所述的辐射炉膛9为卧式直流结构，外壳体为钢制圆筒形，内壁衬有硅酸铝耐火纤维，后端连接过渡段17；炉膛管束901为单回路直管沿炉膛墙体内壁纵向蛇形排布成圆筒形结构；辐射炉膛9出口连通球形汽水分离器2。
参见图8、9，所述的过热器4的过热器管束401是由单根光管水平往复组成的矩形结构，位于高温烟气区域。
参见图10、11，所述的省煤器5的管束501是由单根翅片管水平往复组成的梯形结构，位于烟气低温区域。
所述的球形汽水分离器2是一球形容器，汽水混合物在此分离。
参见图12，锅炉给水经给水入口701进入水-水换热器8的冷水入口801，由冷水出口802流出，进入省煤器管束501，由省煤器管束501加热后的热水由水-水换热器8的热水入口803进入，由热水出口804流出，进入辐射炉膛管束901，冷水在套管的外层管内流动，热水在套管的内层管内向相反方向流动，进行逆流传热。
它还包括控制柜2。控制柜2由可编程的控制器和触摸屏组成。
通过调节锅炉的给水压力，压力不大于17.2MPa时，蒸汽发生器产生过热蒸汽；压力超过17.2MPa且不高于21MPa时，蒸汽发生器在饱和状态下运行产生饱和蒸汽。
采用了可移动的拖车1承载方式，可供多处不同区域的油井注汽。
本蒸汽发生器概括为：五个部分，即辐射炉膛9、水—水换热器8、过热器4、省煤器5、球形汽水分离器2；三个系统，即水汽系统；燃烧系统、自控系统；燃烧系统又包括：燃烧器10、燃油管线、燃气管线。
所述的水汽系统：是指从给水入口701至蒸汽出口702之间的水汽通道，是由水-水换热器8、辐射炉膛管束901、省煤器管束501、过热器管束401、球形汽水分离器2以及其范围内管线7组成的流程系统,如流程图图5所示，是本实用新型的主要受压组件。给水经给水入口701进入水-水换热器8的冷水入口801，由冷水出口802流出，进入省煤器管束501，由省煤器管束501加热后的热水由水-水换热器8的热水入口803进入，由热水出口804流出，进入炉膛管束901继续加热，然后从炉膛管束901流出，进入球形汽水分离器2进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽从球形汽水分离器2流出，进入过热器4的过热器管束401，由过热器管束401加热后产生过热蒸汽经由管线7到达蒸汽出口702最后注入井下。
所述的燃烧系统：由燃烧器10、燃油管线、燃气管线等组成。
所述的自控系统：包括控制柜2，由可编程的控制器和触摸屏组成。
本实用新型实现了在多种工况下的生产，这是普通过热蒸汽发生器所不具备的特点。
本实用新型主要技术参数：

Claims (10)

1.一种车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：它包括：拖车(1)、辐射炉膛(9)、省煤器(5)、过热器(4)、水-水换热器(8)、球形汽水分离器(2)、燃烧器(10)、烟囱(6)、过渡段(17)、管线(7)、辐射炉膛管束(901)、省煤器管束(501)、过热器管束(401)、锅炉给水入口(701)和蒸汽出口(702)；其特征在于：燃烧器(10)、辐射炉膛(9)、过渡段(17)、过热器(4)、省煤器(5)和烟囱(6)沿热烟气运动方向依次连通；过渡段(17)连接辐射炉膛(9)后端，过热器(4)设在过渡段(17)的上方；省煤器(5)设在过热器(4)的上方，水-水换热器(8)为套管形式的蛇形往复管的结构置于辐射炉膛(9)外部的上方，进行热交换；辐射炉膛(9)和过渡段(17)被放置在拖车(1)的中部；球形汽水分离器(2)放置在拖车(1)的尾部；经给水泵加压后给水从给水入口(701)进入，依次经过水管线(7)、水-水换热器(8)、省煤器管束(501)、水-水换热器(8)、辐射炉膛管束(901)、球形汽水分离器(2)、过热器管束(401)至蒸汽出口(702)，逐步被加热汽化，输出蒸汽。
2.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：它还包括鼓风机(11)、控制柜(14)；鼓风机(11)、控制柜(14)通过螺栓连接被放置在拖车(1)头部的板房(13)内，板房(13)与拖车(1)采用密封焊接连接。
3.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：它还包括天然气进口(703)、进油口(710)、电加热器(15)、油加热器(16)，燃烧器(10)连通天然气进口(703)和进油口(710)。
4.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：所述的辐射炉膛(9)为卧式直流结构，外壳体为钢制圆筒形，内壁衬有硅酸铝耐火纤维，后端连接过渡段(17)；炉膛管束(901)为单回路直管沿炉膛墙体内壁纵向蛇形排布成圆筒形结构；辐射炉膛(9)出口连通球形汽水分离器(2)。
5.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：所述的过热器(4)的过热器管束(401)是由单根光管水平往复组成的矩形结构，位于高温烟气区域。
6.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：所述的省煤器(5)的管束(501)是由单根翅片管水平往复组成的梯形结构，位于烟气低温区域。
7.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：所述的球形汽水分离器(2)是一球形容器，汽水混合物在此分离。
8.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：锅炉给水经给水入口(701)进入水-水换热器(8)的冷水入口(801)，由冷水出口(802)流出，进入省煤器管束(501)，由省煤器管束(501)加热后的热水由水-水换热器(8)的热水入口(803)进入，由热水出口(804)流出，进入辐射炉膛管束(901)，冷水在套管的外层管内流动，热水在套管的内层管内向相反方向流动，进行逆流传热。
9.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：它还包括控制柜(2)，控制柜(2)由可编程的控制器和触摸屏组成。
10.根据权利要求1所述的车载式过热蒸汽兼容亚临界压力蒸汽发生器，其特征在于：锅炉的给水压力不大于17.2MPa时，蒸汽发生器产生过热蒸汽；压力超过17.2MPa且不高于21MPa时，蒸汽发生器在饱和状态下运行产生饱和蒸汽。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106524104A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 中国石油天然气第八建设有限公司 一种炉膛分体式大吨位固定式过热蒸汽发生器

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