RU112264U1

RU112264U1 - STEAM GENERATION PLANT

Info

Publication number: RU112264U1
Application number: RU2011134425/03U
Authority: RU
Inventors: Валерий Андреевич Моисеев; Владимир Георгиевич Андриенко; Валерий Анатольевич Донченко; Андрей Валерьевич Моисеев; Юрий Николаевич Клокотов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК"
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2012-01-10

Abstract

Установка для генерирования пара, содержащая паровой котел, оснащенный горелочным устройством для сжигания топлива и подачи продуктов сгорания в котел для образования пара из циркулирующей по трубам котла воды, емкость для сырой воды, модуль водоподготовки, теплообменник, причем вход емкости для сырой воды связан с выходом теплообменника, предназначенного для подогрева подаваемой в емкость для сырой воды, выход которой связан с входом модуля водоподготовки, выход которого связан с водяным входом парового котла, паровой выход которого имеет возможность соединения с нагнетательной скважиной и/или с входом теплообменника, отличающаяся тем, что установка оснащена баком-расширителем, в полости которого установлен змеевик, имеющий возможность соединения своим входом с паровым выходом котла, а выходом - с полостью бака-расширителя, при этом бак-расширитель в верхней части имеет отвод для вывода пара, а в нижней - для отвода воды, полученной в результате конденсации пара. An installation for generating steam, containing a steam boiler equipped with a burner device for burning fuel and supplying combustion products to the boiler for generating steam from the water circulating through the boiler pipes, a tank for raw water, a water treatment module, a heat exchanger, and the inlet of the tank for raw water is connected to the outlet a heat exchanger designed to heat the raw water supplied to the tank, the outlet of which is connected to the inlet of the water treatment module, the outlet of which is connected to the water inlet of the steam boiler, the steam outlet of which can be connected to the injection well and / or to the inlet of the heat exchanger, characterized in that the installation equipped with an expansion tank, in the cavity of which a coil is installed, which can be connected with its input to the steam outlet of the boiler, and the output to the cavity of the expansion tank, while the expansion tank in the upper part has a branch for steam outlet, and in the lower part for the outlet water resulting from steam condensation.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для производства водяного пара, предназначенного для паротеплового воздействия на нефтяные пласты с целью увеличения добычи нефти.The utility model relates to equipment for the production of water vapor, designed for steam and thermal exposure of oil reservoirs in order to increase oil production.

Известен забойный парогазогенератор, содержащий переходный отсек, коммутирующий систему жизнеобеспечения с соответствующими каналами парогазогенератора, форкамеру, снабженную запальным узлом, камеру сгорания с рубашкой охлаждения, образованной между внутренней и наружной оболочками камеры. Внутренняя и наружная оболочки камеры сгорания выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга и образования камеры охлаждения. На наружной поверхности внутренней оболочки выполнен многозаходный шнек ввода воды в камеру испарения, а по ее длине на внутренней поверхности стенки установлены сужающие устройства с секторами сброса. В нижней части парогазогенератора установлено выходное сопло.Known downhole steam and gas generator containing a transition compartment, a switching life support system with the corresponding channels of the steam and gas generator, a prechamber equipped with an ignition unit, a combustion chamber with a cooling jacket formed between the inner and outer shells of the chamber. The inner and outer shells of the combustion chamber are arranged to move relative to each other and form a cooling chamber. On the outer surface of the inner shell there is a multi-auger screw for introducing water into the evaporation chamber, and along its length narrowing devices with discharge sectors are installed on the inner surface of the wall. An outlet nozzle is installed in the lower part of the steam and gas generator.

Наземное оборудование, обеспечивающее функционирование парогазогенератора, включает в себя компрессорный и технологический блоки, расходные емкости по воде и топливу, скважинную арматуру, трубопроводы, связывающие все наземные блоки, компрессорный блок. Технологический блок включает в себя системы подачи топлива и воды в парогазогенератор, приборы контроля и автоматического управления процессом выработки парогазовой смеси, запорно-регулирующую арматуру и трубопроводы воды, топлива, воздуха, кабели подачи напряжения к запальному устройству форкамеры и термометрии парогазогенератора, термостойкого пакера.Ground-based equipment that ensures the operation of a steam and gas generator includes compressor and process units, water and fuel consumables, well fittings, pipelines connecting all ground units, and a compressor unit. The technological unit includes systems for supplying fuel and water to the steam and gas generator, instruments for monitoring and automatically controlling the process of generating the gas mixture, shut-off and control valves and pipelines for water, fuel, air, voltage supply cables to the ignition device of the pre-chamber and thermometry of the steam and gas generator, heat-resistant packer.

Для работы парогазогенератора у обрабатываемой скважины монтируется наземное оборудование. Парогазогенератор спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах и устанавливают в зоне перфорации пласта при помощи пакера. В камеру сгорания подают воздух, а по трубопроводам - топливо и воду. Воспламенение рабочих расходов топлива и воздуха, подаваемых в камеру сгорания через форсуночную головку, происходит при помощи форкамеры, где предварительно воспламеняются пусковые расходы топлива и воздуха.For operation of a steam and gas generator, surface equipment is mounted at the well being processed. The steam and gas generator is lowered into the well on tubing and installed in the formation perforation zone using a packer. Air is supplied to the combustion chamber, and fuel and water are supplied through pipelines. Ignition of the working flow rates of fuel and air supplied to the combustion chamber through the nozzle head occurs using a pre-chamber, where the starting flow rates of fuel and air are preliminarily ignited.

Воду по трубопроводу с поверхности земли (из межтрубного пространства) подают в рубашку охлаждения между внутренней и наружной оболочками камеры сгорания, и затем через многозаходный шнек в камеру испарения. При этом происходит нагрев воды и частичное ее испарение. При попадании воды на сужающее устройство с сектором сброса происходит ввод воды в высокотемпературный поток продуктов сгорания, что способствует более полному испарению воды и повышению паросодержания в парогазовой смеси. Полученная таким образом парогазовая смесь поступает через сопло в продуктивный пласт, прогревая его и способствуя более полному извлечению нефти из пласта. Наличие выходного сопла обеспечивает надежный запуск и устойчивый режим работы парогазогенератора в условиях повышенного противодавления.Water is piped from the surface of the earth (from the annular space) into the cooling jacket between the inner and outer shells of the combustion chamber, and then through the multi-auger into the evaporation chamber. In this case, water is heated and its partial evaporation. When water enters the narrowing device with a discharge sector, water is introduced into the high-temperature flow of combustion products, which contributes to a more complete evaporation of water and an increase in the vapor content in the vapor-gas mixture. The vapor-gas mixture obtained in this way enters through the nozzle into the reservoir, warming it and contributing to a more complete extraction of oil from the reservoir. The presence of the output nozzle ensures reliable start-up and a stable mode of operation of the steam and gas generator in conditions of increased backpressure.

(см. патент РФ №2316648, кл. E21B 43/24, 2008 г.).(see RF patent No. 2316648, CL E21B 43/24, 2008).

В результате анализа известного парогазогенератора необходимо отметить, что размещение оборудования для получения парогазовой смеси непосредственно в зоне перфорации пласта скважины требует использования магистралей подачи воды большой длины, затруднено управление процессом парообразования, для проведения ремонта и обслуживания оборудования необходимо извлекать его из скважины.As a result of the analysis of the well-known steam and gas generator, it should be noted that the placement of equipment for producing the gas-vapor mixture directly in the perforation zone of the wellbore requires the use of long water supply lines, it is difficult to control the process of steam formation, for repair and maintenance of the equipment it is necessary to remove it from the well.

Известно устройство для получения пара, включающее паровой котел, куда вода из емкости насосом через трубное пространство экономайзера по трубопроводу через коллектор ввода воды поступает для нагревания по одному трубопроводу в первый конвективный змеевик а по второму трубопроводу во второй конвективный змеевик. При похождении через паровой котел, в который подаются продукты сгорания топлива из форсуночного блока, вода нагревается, испаряется и через собирающий и раздаточный коллекторы, через пароводяной трубопровод поступает в сепаратор, где происходит отделение воды от пара, который через коллектор пара выдается потребителю.A device for producing steam is known, including a steam boiler, where water from a tank is pumped through an economizer’s pipe space through a pipeline through a water inlet manifold to be heated by one pipe into the first convective coil and through the second pipe into the second convective coil. When traveling through a steam boiler, into which the products of fuel combustion from the nozzle block are supplied, the water heats up, evaporates, and through the collecting and distributing collectors, enters the separator through the steam-water pipeline, where water is separated from the steam, which is supplied to the consumer through the steam collector.

Дымовые газы с низа котла через дымоходную трубу направляются в межтрубное пространство экономайзера, в котором отдают свое тепло воде, подаваемой на питание котла. Далее газы идут на сброс в дымовую трубу. (см. патент РФ №2163324, кл. F22B 33/18, 2001 г.).Flue gases from the bottom of the boiler through the chimney are directed into the annulus of the economizer, in which they give their heat to the water supplied to the boiler. Further, the gases go to the discharge into the chimney. (see RF patent No. 2163324, CL F22B 33/18, 2001).

В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что, за счет использования сепаратора обеспечивается отделение воды от пара, что повышает его качество, а использование тепла отходящих дымовых газов для подогрева воды уменьшает потери тепла и повышает производительность парогенератора. Однако отсутствие в известном устройстве возможности подготовки воды и топлива перед подачей их соответственно в паровой котел и на сжигание, снижает производительность работы по пару, требует довольно частого ее обслуживания для удаления накапливающихся в котле отложений. В известном устройстве не предусмотрена возможность регулирования расхода подаваемого на сжигание топлива, что снижает эффективность его работы.As a result of the analysis of the known device, it should be noted that, through the use of a separator, water is separated from the steam, which increases its quality, and the use of the heat of the exhaust flue gases to heat the water reduces heat loss and increases the productivity of the steam generator. However, the absence in the known device of the possibility of preparing water and fuel before supplying them respectively to the steam boiler and for burning, reduces the steam productivity, requires fairly frequent maintenance to remove deposits accumulating in the boiler. The known device does not provide for the possibility of regulating the flow rate supplied to the combustion of fuel, which reduces its efficiency.

Известна установка для генерирования пара, содержащая паровой котел, имеющий теплоизолированный корпус, в котором размещен конвективный пучок труб, соединенный на входе с линией подготовки воды, а на выходе - с линией отвода (отбора) полученного из воды пара.A known installation for generating steam, comprising a steam boiler having a thermally insulated body in which there is a convective bundle of pipes connected at the inlet to the water treatment line, and at the exit to the drainage (extraction) line of the steam obtained from the water.

На верхней части корпуса котла установлено горелочное устройство.A burner is installed on the upper part of the boiler body.

Установка содержит линию подготовки топлива (газа), подаваемого на горелочное устройство. Линия подготовки топлива включает фильтр, для очистки подаваемого газа, выход которого связан с регулятором давления газа, а выход регулятора через компенсатор связан с входом горелочного устройства.The installation contains a line for the preparation of fuel (gas) supplied to the burner device. The fuel preparation line includes a filter for cleaning the feed gas, the output of which is connected to the gas pressure regulator, and the regulator output through the compensator is connected to the input of the burner device.

Линия подготовки воды включает емкость для сырой воды, связанную с модулем водоподготовки. В линии связи емкости для сырой воды и модуля водоподготовки включен насос для перекачки воды из емкости в модуль. Выход модуля водоподготовки связан с емкостью питательной воды, которая связана с водяным входом конвективных труб парового котла.The water treatment line includes a raw water tank associated with a water treatment module. In the communication line of the raw water tank and the water treatment module, a pump is switched on for pumping water from the tank to the module. The output of the water treatment module is connected to the feed water tank, which is connected to the water inlet of the convection pipes of the steam boiler.

Паровой выход котла имеет возможность связи с нагнетательной скважиной и/или с теплообменником подогрева сырой воды, которая прокачивается через него перед подачей в емкость. Для обеспечения распределения пара по магистралям его подачи на скважину и/или теплообменник предусмотрены регулируемые задвижки, а на линии отвода пара предусмотрен клапан аварийного сброса пара.The steam outlet of the boiler has the ability to communicate with the injection well and / or with the heat exchanger for heating raw water, which is pumped through it before being fed into the tank. To ensure the distribution of steam along the supply lines to the well and / or heat exchanger, adjustable valves are provided, and an emergency steam relief valve is provided on the steam exhaust line.

Работа установки начинается с подготовки воды, предназначенной для получения пара и обеспечения работы установки, и подготовки топлива, которые могут осуществляться параллельно.The operation of the installation begins with the preparation of water intended for receiving steam and ensuring the operation of the installation, and the preparation of fuel that can be carried out in parallel.

Подготовка воды к парообразованию осуществляется в несколько этапов.Water preparation for vaporization is carried out in several stages.

На первом этапе исходную воду осветляют, пропуская через фильтры, загруженные кварцевым или дробленным антрацитом. Это позволяет очистить воду от нефти и механических примесей.At the first stage, the initial water is clarified by passing through filters loaded with quartz or crushed anthracite. This allows you to clean the water from oil and solids.

На втором этапе воду пропускают через ионообменный фильтр, в котором осуществляется ее Na-катионирование.At the second stage, water is passed through an ion-exchange filter, in which its Na-cation is carried out.

На третьем этапе воду подвергают электромагнитной, ультразвуковой и силикатной обработке для обеспечения снижения кислородной и углекислотной коррозии. Данная обработка может быть осуществлена использованием аппаратов типа «Экофор».In the third stage, the water is subjected to electromagnetic, ultrasonic and silicate treatment to ensure reduction of oxygen and carbon dioxide corrosion. This processing can be carried out using devices of the Ecofor type.

Таким образом модуль водоподготовки включает последовательно соединенные засыпные фильтры, ионообменные фильтры и аппараты типа «Экофор». Количество фильтров может быть различным и зависит от их производительности. Для каждого этапа подготовки воды может быть использовано несколько установленных параллельно фильтров. В модуль подогретая в теплообменнике вода подается насосом из емкости для сырой воды.Thus, the water treatment module includes series-connected filling filters, ion-exchange filters and Ecofor-type apparatuses. The number of filters can be different and depends on their performance. For each stage of water treatment, several filters installed in parallel can be used. The water heated in the heat exchanger is supplied to the module by a pump from a raw water tank.

Очищенная вода подается в емкость для хранения питательной воды и подачи ее на водяной вход котла для получения пара.The purified water is fed into a container for storing feed water and supplying it to the water inlet of the boiler to produce steam.

Для подготовки топлива, подаваемого от газонасосной станции, первоначально в фильтре осуществляется его очистка от механических примесей и излишков влаги, после чего очищенный газ через регулятор давления и компенсатор поступает на горелочное устройство, где поджигается и продукты его сгорания, перемещаясь в рабочем объеме котла, обтекают конвективные пучки труб, отдавая тепло прокачиваемой через них воде, результате чего вода нагревается, превращаясь в пар, а дымовые газы отводятся из полости котла в атмосферу.To prepare the fuel supplied from the gas pump station, it is initially cleaned of mechanical impurities and excess moisture in the filter, after which the purified gas enters the burner through the pressure regulator and compensator, where it is ignited and its combustion products flow around the boiler’s working volume and flow around convective bundles of pipes, giving off heat to the water pumped through them, as a result of which the water heats up, turning into steam, and flue gases are removed from the boiler cavity to the atmosphere.

В процессе работы установки, в зависимости от положения регулируемых задвижек, полученный в котле пар подается либо на нагнетательную скважину, либо в теплообменник для подогрева подаваемой в емкость сырой воды, либо одновременно на нагнетательную скважину и в теплообменник. При повышения давления пара выше расчетного, срабатывает клапан аварийного сброса давления пара в атмосферу.During the operation of the installation, depending on the position of the adjustable valves, the steam received in the boiler is supplied either to the injection well, or to the heat exchanger to heat the raw water supplied to the tank, or simultaneously to the injection well and the heat exchanger. When the steam pressure rises above the calculated one, the valve for emergency release of steam pressure into the atmosphere is activated.

(см. патент РФ на полезную модель №104965 кл. E21B 43/24, 2010 г.) - наиболее близкий аналог.(see RF patent for utility model No. 104965 class E21B 43/24, 2010) is the closest analogue.

В результате анализа известной установки необходимо отметить, что для ее функционирования используются достаточно качественно подготовленные топливо (газ) и вода, что повышает срок службы агрегатов установки и уменьшает выбросы продуктов сгорания топлива а атмосферу. Полученный пар может быть использован по нескольким назначениям - для подачи в скважину и/или для подогрева сырой воды. Однако в случае перекрывания подачи пара в скважину необходимо либо останавливать установку, либо сбрасывать полученный пар в атмосферу, что значительно снижает эффективность ее работы, так как запуск установки занимает довольно много времени, что весьма часто делает невозможным его оперативную подачу в скважину, а сброс пара в атмосферу резко снижает эффективность работы установки.As a result of the analysis of the known installation, it should be noted that for its functioning sufficiently high-quality prepared fuel (gas) and water are used, which increases the service life of the unit's units and reduces emissions of fuel combustion products into the atmosphere. The resulting steam can be used for several purposes - for feeding into the well and / or for heating raw water. However, in case of blocking the steam supply to the well, it is necessary either to stop the installation or to dump the resulting steam into the atmosphere, which significantly reduces the efficiency of its operation, since the start-up of the installation takes quite a lot of time, which very often makes it impossible to quickly supply it to the well, and steam discharge into the atmosphere dramatically reduces the efficiency of the installation.

Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка конструкции установки для генерирования пара, обеспечивающей подачу пара в скважину и прерывание его подачи строго в соответствии с технологическим регламентом и повышение эффективности ее работы за счет исключения непроизводительных потерь пара.The technical result of this utility model is to develop the design of a steam generating unit that provides steam supply to the well and interrupts its supply strictly in accordance with the technological regulations and increases its efficiency by eliminating unproductive steam losses.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в установке для генерирования пара, содержащей паровой котел, оснащенный горелочным устройством для сжигания топлива и подачи продуктов сгорания в котел для образования пара из циркулирующей по трубам котла воды, емкость для сырой воды, модуль водоподготовки, теплообменник, причем вход емкости для сырой воды связан с выходом теплообменника, предназначенного для подогрева подаваемой в емкость для сырой воды, выход которой связан с входом модуля водоподготовки, выход которого связан с водяным входом парового котла, паровой выход которого имеет возможность соединения с нагнетательной скважиной и/или с входом теплообменника, новым является то, что установка оснащена баком-расширителем, в полости которого установлен змеевик, имеющий возможность своим входом соединения с паровым выходом котла, а выходом - с полостью бака-расширителя, при этом, бак-расширитель в верхней части имеет отвод для вывода пара, а в нижней - для отвода воды, полученной в результате конденсации пара.The specified technical result is ensured by the fact that in the installation for generating steam containing a steam boiler equipped with a burner for burning fuel and supplying combustion products to the boiler for generating steam from the water circulating through the boiler pipes, a raw water tank, a water treatment module, a heat exchanger, the input of the raw water tank is connected to the output of a heat exchanger designed to heat the feed to the raw water tank, the output of which is connected to the input of the water treatment module, the output of which is connected n with the water inlet of the steam boiler, the steam output of which can be connected to the injection well and / or the heat exchanger inlet, it is new that the installation is equipped with an expansion tank, in the cavity of which a coil is installed, which has the possibility of its input connecting to the steam outlet of the boiler, and the outlet - with the cavity of the expander tank, while the expander tank in the upper part has a tap for steam output, and in the bottom for the drainage of water resulting from steam condensation.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки для генерирования пара.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials on which the installation diagram for generating steam is presented.

Установка содержит паровой котел 1 с теплоизолированным корпусом, в котором размещен конвективный пучок труб, соединенный на входе с линией подготовки воды, а на выходе - с линией отвода полученного из воды пара.The installation comprises a steam boiler 1 with a thermally insulated body, in which there is a convective bundle of pipes connected at the inlet to the water preparation line, and at the outlet, to the drain line of the steam obtained from the water.

На верхней части корпуса котла установлено горелочное устройство 2, топливные форсунки (не показаны) которого направлены в полость котла. Топливо (газ) в горелочное устройство поступает от газораспределительной станции (не показана). Перед поступлением в горелочное устройство на сжигание топливо очищается фильтром 3, выход которого связан с регулятором 4 давления газа, а выход регулятора 4 через компенсатор 5 связан с входом горелочного устройства. Выходом горелочного устройства являются упомянутые выше форсунки.A burner 2 is installed on the upper part of the boiler body, the fuel nozzles (not shown) of which are directed into the cavity of the boiler. Fuel (gas) is supplied to the burner from a gas distribution station (not shown). Before entering the burner for combustion, the fuel is cleaned by a filter 3, the output of which is connected to the gas pressure regulator 4, and the output of the regulator 4 through the compensator 5 is connected to the input of the burner. The burner output is the nozzles mentioned above.

Линия подготовки воды включает емкость 6 для сырой воды, закачиваемой насосом. Емкость 6 связана с модулем 7 водоподготовки. В линии связи емкости 6 с модулем 7 включен насос 8 для перекачки воды из емкости 6 в модуль 7. Выход модуля 7 связан с водяным входом конвективных труб парового котла 1. В линии связи модуля 7 с входом конвективных труб включен нагнетательный насос 9.The water treatment line includes a tank 6 for raw water pumped by a pump. Capacity 6 is connected to the module 7 water treatment. A pump 8 is connected in the communication line of the tank 6 to module 7 to transfer water from the tank 6 to the module 7. The output of the module 7 is connected to the water inlet of the convective pipes of the steam boiler 1. In the communication line of the module 7 with the input of the convection pipes, the pressure pump 9 is turned on.

Линия 10 отвода пара связана с паровым выходом котла 1. Данная линия имеет возможность связи с нагнетательной скважиной и/или с теплообменником 11 подогрева сырой воды, которая прокачивается через него перед подачей в емкость 6. Для обеспечения распределения пара по магистралям его подачи на скважину и/или теплообменник предусмотрены регулируемые задвижки 12 и 13. Параллельно линиям отвода пара на нагнетательную скважину и на теплообменник имеется линия отвода пара, на которой установлена регулируемая задвижка 14, - в бак-расширитель 15. Бак-расширитель 15 имеет в полости змеевик, связанный с линией отвода пара, выход которого сообщен с полостью расширительного бака в верхней его части. В верхней части бак-расширитель 15 имеет выход 16 для отвода пара, а в нижней - линию 17 для отвода воды из полости.The steam removal line 10 is connected to the steam output of the boiler 1. This line has the ability to communicate with the injection well and / or with the raw water heat exchanger 11, which is pumped through it before being fed into the tank 6. To ensure steam distribution along the supply lines to the well and / or the heat exchanger is provided with adjustable valves 12 and 13. In parallel with the steam removal lines to the injection well and the heat exchanger there is a steam removal line on which the adjustable valve 14 is installed - in the expansion tank 15. The expansion tank 15. the expander 15 has in the cavity a coil connected to the steam exhaust line, the output of which is communicated with the cavity of the expansion tank in its upper part. In the upper part of the tank expander 15 has an outlet 16 for venting steam, and in the lower part - line 17 for draining water from the cavity.

Естественно, что для обеспечения функционирования установка оснащена магистралями транспортирования топлива, воды, пара, запорно-регулирующей арматурой, датчиками измерения температуры и давления воды, пара, топлива. Под связями в данной заявке понимаются водяные, паровые, топливные трубопроводы.Naturally, to ensure the functioning of the installation, it is equipped with highways for transporting fuel, water, steam, shut-off and control valves, sensors for measuring the temperature and pressure of water, steam, and fuel. Relations in this application are understood as water, steam, fuel pipelines.

Конструкция агрегатов установки, не раскрытая в настоящей заявке, является известной и не составляет предмета патентной охраны настоящей полезной модели.The design of the units of the installation, not disclosed in this application, is known and does not constitute the subject of patent protection of this utility model.

Установка для генерирования пара работает следующим образом.Installation for generating steam works as follows.

Работа установки начинается с подготовки воды, предназначенной для получения пара и обеспечения работы установки и подготовки топлива, которые могут осуществляться параллельно. В бак-расширитель 15 заливают воду до уровня, чтобы она покрыла змеевик.The operation of the installation begins with the preparation of water intended for receiving steam and ensuring the operation of the installation and preparation of fuel, which can be carried out in parallel. Water is poured into the expansion tank 15 to a level so that it covers the coil.

Для обеспечения функционирования установки могут быть использованы различные источники воды (озера, реки, скважинная вода и оборотная вода, поступающая на нагнетательные скважины и пр.). Вода насосом закачивается в емкость 6. Проходя через теплообменник, она нагревается пропускаемым через него паром. Таким образом, в емкость 6 подается подогретая вода.To ensure the operation of the installation, various sources of water can be used (lakes, rivers, borehole water and circulating water supplied to injection wells, etc.). Water is pumped into the tank 6. By passing through the heat exchanger, it is heated by the steam passed through it. Thus, heated water is supplied to the container 6.

Необходимо отметить, что подаваемая на образование пара вода содержат разнообразные примеси. Кроме того, возможны ее загрязнения бытовыми, промышленными стоками. Оборотная вода может иметь в своем составе остатки нефти и солей, химических реагентов и пр.It should be noted that the water supplied to the formation of steam contains a variety of impurities. In addition, its contamination by household, industrial effluents is possible. Recycled water may contain residues of oil and salts, chemicals, etc.

Использование неподготовленной воды может привести к отложениям на трубных блоках котла (накипь и коррозия).Using untreated water can lead to deposits on the boiler tube blocks (scale and corrosion).

Первичная накипь в котле возникает в результате растворения соединений кальция, магния, железа, кремния с ростом температуры воды. Самая высокая температура воды - на внутренней поверхности котла, поэтому здесь, на стенке, и образуется твердый слой отложений. На внутренней поверхности откладывается также вторичная накипь - твердые частицы, образовавшиеся в объеме воды и "прикипевшие" к стенке. Теплопроводность накипи намного (в 20 и более раз) меньше теплопроводности металла. Из-за этого с ростом толщины отложений накипи неизбежно возрастает температура металла стенки. При этом металл теряет прочность, образуются трещины, свищи и т.д. Кроме того, повышение температуры стенки ведет к ухудшению теплопередачи и снижению КПД котла. Ориентировочно считается, что каждый миллиметр накипи вызывает потерю 1% КПД котла. Обычно накипь не образуется в системах, где применяется деминерализованная вода.Primary scale in the boiler results from the dissolution of calcium, magnesium, iron, silicon compounds with increasing water temperature. The highest water temperature is on the inner surface of the boiler, therefore, here, on the wall, a solid layer of deposits forms. Secondary scale is also deposited on the inner surface - solid particles formed in the volume of water and “stuck” to the wall. The thermal conductivity of scale is much (20 times or more) less than the thermal conductivity of the metal. Because of this, as the thickness of the scale deposits increases, the temperature of the wall metal inevitably increases. In this case, the metal loses its strength, cracks, fistulas, etc. are formed. In addition, an increase in wall temperature leads to a deterioration in heat transfer and a decrease in boiler efficiency. It is tentatively considered that every millimeter of scale causes a loss of 1% of the boiler efficiency. Typically, scale does not form in systems where demineralized water is used.

Растворенный в воде кислород вызывает точечную коррозию узлов и деталей магистралей и котла, образуя мелкие кратеры на поверхности металла. Некоторые из этих кратеров продолжают увеличиваться до возникновения свищей и выхода агрегатов установки из строя. С повышением температуры воды растворимость кислорода уменьшается и увеличивается его агрессивность.Oxygen dissolved in water causes pitting corrosion of nodes and parts of the mains and the boiler, forming small craters on the metal surface. Some of these craters continue to increase until fistulas occur and the plant aggregates fail. With increasing water temperature, the solubility of oxygen decreases and its aggressiveness increases.

В настоящее время существует целый ряд устройств, позволяющих решать практически любые проблемы с очисткой питательной воды. Наиболее распространены механические, химические, адсорбционные и мембранные фильтры.Currently, there are a number of devices that can solve almost any problems with the purification of feed water. The most common mechanical, chemical, adsorption and membrane filters.

Подготовка воды в модуле 7 может быть осуществлена в несколько этапов.Water treatment in module 7 can be carried out in several stages.

На первом этапе исходную воду осветляют независимо от источников ее поступления, пропуская через фильтры, загруженные кварцевым или дробленным антрацитом. Это позволяет очистить воду от нефти и механических примесей.At the first stage, the source water is clarified regardless of its source, passing through filters loaded with quartz or crushed anthracite. This allows you to clean the water from oil and solids.

Таким образом модуль водоподготовки 7 может включать последовательно соединенные засыпные фильтры, ионообменные фильтры и аппараты типа «Экофор». Количество фильтров может быть различным и зависит от их производительности. Для каждого этапа подготовки воды может быть использовано несколько установленных параллельно фильтров. В модуль 7 подогретая в теплообменнике 11 вода подается насосом 8 из емкости 6. В принципе, модуль водоподготовки может иметь и иное исполнение. В любом случае, исполнение данного модуля зависит от состава подаваемой на парообразование воды, количества и видов примесей в ней, а также производительности парового котла. Конкретное исполнение модуля водоподготовки без труда определяется специалистами.Thus, the water treatment module 7 may include series-connected filling filters, ion-exchange filters and Ecofor-type apparatuses. The number of filters can be different and depends on their performance. For each stage of water treatment, several filters installed in parallel can be used. The water heated in the heat exchanger 11 is supplied to the module 7 by the pump 8 from the tank 6. In principle, the water treatment module can also have a different design. In any case, the performance of this module depends on the composition of the water supplied to the vaporization, the amount and types of impurities in it, as well as the performance of the steam boiler. The specific implementation of the water treatment module is easily determined by specialists.

Из модуля 7 подготовленная к парообразованию вода подается насосом 9 на водяной вход котла 1 для получения пара.From module 7, water prepared for vaporization is pumped by pump 9 to the water inlet of boiler 1 to produce steam.

Подготовку топлива (газа) осуществляют следующим образом.The preparation of fuel (gas) is as follows.

В качестве топлива для горелочного устройства 2 установки используют газ.As fuel for the burner device 2 installation use gas.

При подаче газа от газораспределительной станции (не показана) первоначально в фильтре 3 осуществляется его очистка от механических примесей и излишков влаги. Далее очищенный газ через регулятор давления 4 и компенсатор 5 поступает на горелочное устройство 2, где поджигается и продукты его сгорания, перемещаясь в рабочем объеме котла, обтекают конвективные пучки труб, отдавая тепло прокачиваемой через них воде, результате чего вода нагревается, превращаясь в пар, а дымовые газы отводятся из полости котла в атмосферу.When gas is supplied from a gas distribution station (not shown), it is initially cleaned from mechanical impurities and excess moisture in the filter 3. Next, the purified gas through the pressure regulator 4 and the compensator 5 enters the burner device 2, where it is ignited and its combustion products, moving in the working volume of the boiler, flow around the convective bundles of pipes, giving off heat to the water pumped through them, as a result of which the water heats up, turning into steam, and flue gases are removed from the cavity of the boiler to the atmosphere.

Применение регулятора 4 давления газа обеспечивает его постоянный расход на горелочном устройстве 2, независимо от колебаний давления в системе подачи газа, а также регулирования подачи топлива в широких пределах.The use of the gas pressure regulator 4 ensures its constant flow rate on the burner 2, regardless of pressure fluctuations in the gas supply system, as well as the regulation of fuel supply over a wide range.

Компенсатор 5 выполняют в виде изогнутых колен труб. Применение компенсатора позволяет исключить повреждения магистрали подачи газа от термодеформаций.The compensator 5 is performed in the form of bent pipe elbows. The use of a compensator eliminates damage to the gas supply line from thermal deformations.

Полученный в котле пар, в зависимости от положения регулируемых задвижек 12, 13, 14 подается либо на нагнетательную скважину, либо в теплообменник для подогрева подаваемой в емкость 6 воды, либо одновременно на нагнетательную скважину и в теплообменник 11, либо в бак-расширитель 15. Пар в бак-расширитель направляют в случае, когда необходимо на определенное время прекратить подачу пара в скважину. Использование в данной ситуации бака-расширителя позволяет не прерывать работу установки, не выпускать полученный пар а атмосферу, так как его количество многократно превышает потребность для отвода на теплообменник, а частично охлаждать пар, пропуская его через змеевик бака-расширителя и через выход 16 подавать потребителям, а конденсированный в баке-расширителе пар через отвод 17 подавать, например, в емкость 6, что значительно упрощает процесс последующей водоподготовки, так как данная вода уже очищена от примесей и полностью подготовлена в парообразованию.The steam received in the boiler, depending on the position of the adjustable gate valves 12, 13, 14, is supplied either to the injection well, or to the heat exchanger to heat the water supplied to the tank 6, or simultaneously to the injection well and to the heat exchanger 11, or to the expansion tank 15. Steam is sent to the expansion tank when it is necessary to stop the flow of steam into the well for a certain time. The use of a tank expander in this situation allows you to not interrupt the operation of the installation, not to release the resulting steam into the atmosphere, since its amount is many times higher than the need for removal to the heat exchanger, and partially cool the steam by passing it through the coil of the tank expander and to supply it to consumers through outlet 16 and the steam condensed in the expansion tank through the outlet 17 is fed, for example, to the tank 6, which greatly simplifies the process of subsequent water treatment, since this water has already been cleaned of impurities and completely prepared ena in vaporization.

Применение в конструкции установки бака-расширителя при временном прекращении подачи пара в скважину позволяет использовать полученный пар для производственных нужд или конденсировать его, направляя полученнуюThe use in the design of the installation of the tank expander during a temporary cessation of steam supply into the well allows you to use the received steam for production needs or condense it, directing the

воду на повторный цикл парообразования, что позволяет не прерывать работу установки и в случае необходимости быстро обеспечить подачу пара на скважину.water for a repeated steam generation cycle, which allows not to interrupt the operation of the installation and, if necessary, to quickly provide steam to the well.

Управление установкой может быть осуществлено в ручном или автоматическом режиме.Installation control can be carried out in manual or automatic mode.

Установка может быть выполнена в стационарном исполнении или размещена на транспортабельной платформе, перемещаемой автотракторными средствами.The installation can be performed in a stationary version or placed on a transportable platform, moved by tractor means.

Claims

A steam generating installation comprising a steam boiler equipped with a burner for burning fuel and supplying combustion products to the boiler for generating steam from the water circulating through the boiler pipes, a raw water tank, a water treatment module, a heat exchanger, and the raw water tank inlet is connected to the outlet a heat exchanger designed to heat the feed to the raw water tank, the output of which is connected to the inlet of the water treatment module, the output of which is connected to the water inlet of the steam boiler, the steam output of which has the ability to connect to the injection well and / or to the inlet of the heat exchanger, characterized in that the installation is equipped with an expansion tank, in the cavity of which a coil is installed, which has the ability to connect its input to the steam outlet of the boiler, and the output to the cavity of the expansion tank, the expansion tank in the upper part has a branch for the output of steam, and in the lower part for the drainage of water resulting from the condensation of steam.