一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油田采油用注汽鍋爐領(lǐng)域，公開了一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，包括設(shè)置在鍋爐燃燒室內(nèi)的輻射段以及設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)的對流段和過熱段，且設(shè)有輻射段的鍋爐燃燒室內(nèi)的爐壁上設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)；其中，給水管的出口連接柱塞泵的入口，柱塞泵的出口連接對流段的入口，對流段的出口連接汽包的第一進(jìn)水口，汽包的出汽口連接過熱段的進(jìn)汽口，過熱段的出汽口連接注汽系統(tǒng)的入口，汽包的循環(huán)水出口通過循環(huán)水泵連接輻射段的進(jìn)水口，輻射段的汽水混合物出口連接汽包的第二進(jìn)水口。本發(fā)明汽包型注汽鍋爐既可以滿足油田稠油及超稠油熱采的需要，又減少了高品質(zhì)熱水的排放，提高了系統(tǒng)熱效率，節(jié)約了水資源。
【專利說明】一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐的設(shè)計制造領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，適用于稠油或超稠油注汽開發(fā)工藝。
【【背景技術(shù)】】
[0002]蒸汽輔助重力泄油技術(shù)(Steam-Assisted Gravity Drainage, SAGD)是開發(fā)超稠油的一項前沿技術(shù)，SAGD注汽技術(shù)的關(guān)鍵是需要高干度蒸汽。目前使用的直流鍋爐產(chǎn)生的蒸汽干度僅為75%至80%，也有通過添加汽水分離器及過熱段來產(chǎn)生過熱蒸汽的直流注汽鍋爐。但汽水分離器會排出20%至25%的高溫分離水。這不僅浪費(fèi)了大量的水資源，同時也浪費(fèi)了大量高品質(zhì)能量。同時，所添加的汽水分離器不具有蒸汽清洗功能，無法進(jìn)一步提高蒸汽品質(zhì)，對鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行不利。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其能夠滿足稠油及超稠油開采的工藝要求，同時大大降低高濃度鹽水的排放量，提高能源利用效率，從而節(jié)約水資源，降低能源消耗。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的 ，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，包括設(shè)置在鍋爐燃燒室內(nèi)的輻射段以及設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)的對流段和過熱段，且設(shè)有輻射段的鍋爐燃燒室內(nèi)的爐壁上設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)；其中，給水管的出口連接柱塞泵的入口，柱塞泵的出口連接對流段的入口，對流段的出口連接汽包的第一進(jìn)水口，汽包的出汽口連接過熱段的進(jìn)汽口，過熱段的出汽口連接注汽系統(tǒng)的入口，汽包的循環(huán)水出口通過循環(huán)水泵連接輻射段的進(jìn)水口，輻射段的汽水混合物出口連接汽包的第二進(jìn)水口。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，鍋爐燃燒室與鍋爐煙道呈L型，鍋爐燃燒室位于水平方向，鍋爐煙道位于豎直方向。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，對流段和過熱段從上至下依次設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，對流段的出口通過對流段出口管連接汽包的第一進(jìn)水□。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，汽包的出汽口通過過熱段進(jìn)口管連接過熱段的進(jìn)汽口。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，汽包的循環(huán)水出口通過汽包循環(huán)水出口管連接循環(huán)水泵的入口，循環(huán)水泵的出口通過循環(huán)水泵出口管連接輻射段的進(jìn)水口。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，輻射段的汽水混合物出口通過輻射段出口管連接汽包的第二進(jìn)水口。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，汽包上設(shè)置有排污管，排污管的出口連接排污管道的入□。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，該注汽鍋爐的水汽流程為給水經(jīng)過柱塞泵加壓后進(jìn)入對流段預(yù)熱，然后進(jìn)入汽包作為蒸汽的清洗用水，汽包的循環(huán)水通過循環(huán)水泵進(jìn)入輻射段受熱變?yōu)槠旌衔?，汽水混合物又返回汽包進(jìn)行汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入過熱段進(jìn)一步加熱為過熱蒸汽進(jìn)入注汽系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，汽包產(chǎn)生的高濃度鹽水通過排污管排出。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]本發(fā)明的鍋爐是汽包型注汽鍋爐，該汽包型注汽鍋爐的汽包能夠有效分離產(chǎn)生的飽和蒸汽和飽和水，飽和蒸汽進(jìn)入過熱段加熱為過熱蒸汽，滿足稠油及超稠油開采的工藝需求。同時，該汽包型注汽鍋爐的汽包上部引入的對流段出口水進(jìn)入蒸汽清洗裝置，與自下而上的分離蒸汽進(jìn)行直接接觸，可以對蒸汽進(jìn)行清洗，降低蒸汽中所含鹽分，提高蒸汽品質(zhì)。此外，分離出的高溫分離水通過循環(huán)水泵的作用進(jìn)入輻射段循環(huán)受熱，這與現(xiàn)有添加汽水分離器的直流注汽鍋爐相比，有效的利用了高溫分離水，減少了水資源浪費(fèi)及高品位能量的損失。
[0018]進(jìn)一步地，該汽包型注汽鍋爐的汽包設(shè)置有排污管，可以按照鍋爐運(yùn)行情況進(jìn)行定期排污及/或連續(xù)排污，通過排污降低汽包中工質(zhì)的含鹽量，提高鍋爐所產(chǎn)生蒸汽的品質(zhì)，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0019]因此，本發(fā)明汽包型注汽鍋爐既可以滿足油田稠油及超稠油熱采的需要，又減少了聞品質(zhì)熱水的排放，提聞了系統(tǒng)熱效率，節(jié)約了水資源。
【【專利附圖】

【附圖說明】】 [0020]圖1為本發(fā)明一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為鍋爐煙氣流程示意圖；
[0022]圖3為鍋爐水汽流程示意圖。
[0023]圖中:1、對流段；2、過熱段；3、輻射段；4、汽包；5、柱塞泵；6、循環(huán)水泵；7、鼓風(fēng)機(jī)；8、給水管；9、對流段出口管；10、汽包循環(huán)水出口管；11、循環(huán)水泵出口管；12、輻射段出口管；13、過熱段進(jìn)口管；14、注汽管；15、排污管；16、爐壁。
【【具體實(shí)施方式】】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]參照圖1，為本發(fā)明一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，包括設(shè)置在鍋爐燃燒室內(nèi)的輻射段3以及設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)的對流段I和過熱段2，且設(shè)有輻射段3的鍋爐燃燒室內(nèi)的爐壁16上設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)7 ;其中，給水管8的出口連接柱塞泵5的入口，柱塞泵5的出口連接對流段I的入口，對流段I的出口通過對流段出口管9連接汽包4的第一進(jìn)水口，汽包4的出汽口通過過熱段進(jìn)口管13連接過熱段2的進(jìn)汽口，過熱段2的出汽口連接注汽系統(tǒng)的入口，汽包4的循環(huán)水出口通過汽包循環(huán)水出口管10連接循環(huán)水泵6的入口，循環(huán)水泵6的出口通過循環(huán)水泵出口管11連接輻射段3的進(jìn)水口，輻射段3的汽水混合物出口通過輻射段出口管12連接汽包4的第二進(jìn)水口。
[0026]進(jìn)一步地，鍋爐燃燒室與鍋爐煙道呈L型，鍋爐燃燒室位于水平方向，鍋爐煙道位于豎直方向。對流段I和過熱段2從上至下依次設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)。
[0027]參照圖1，本發(fā)明通過對流段2的水從汽包的上部進(jìn)入到汽包中，與上升的蒸汽接觸具有清洗蒸汽的功能，降低了汽包產(chǎn)生蒸汽的含鹽量。[0028]參照圖1、圖3，本發(fā)明通過循環(huán)水泵6將汽包4的循環(huán)水打入到輻射段3中，這一段管路可看作該鍋爐的下降管。循環(huán)水在輻射段3中受熱蒸發(fā)為汽水混合物，通過管道12又返回進(jìn)入汽包，這一段管路可看作該鍋爐的上升管。采用這樣的管路設(shè)置使得水能夠循環(huán)利用。
[0029]參照圖2，本發(fā)明的煙氣流程為:空氣一鼓風(fēng)機(jī)7 —輻射段3 —過熱段2 —對流段I，最后排向大氣。
[0030]參照圖3，本發(fā)明注汽鍋爐的水汽流程為:給水經(jīng)過柱塞泵5加壓后進(jìn)入對流段I預(yù)熱，然后進(jìn)入汽包4作為蒸汽的清洗用水，汽包4的循環(huán)水通過循環(huán)水泵6進(jìn)入輻射段3受熱變?yōu)槠旌衔?，汽水混合物又返回汽?進(jìn)行汽水分離，產(chǎn)生的干蒸汽進(jìn)入過熱段2進(jìn)一步加熱為過熱蒸汽，產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入注汽管14。同時，汽包4產(chǎn)生的高濃度鹽水通過排污管15排出，保證水路的安全。
[0031]綜上所述，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
[0032]I)對流段I布置在豎直煙道最上方，具有省煤器的功能，一方面預(yù)熱了給水，另一方面吸收熱量降低了煙氣排煙溫度；
[0033]2)輻射段3布置在臥式爐膛內(nèi)，具有吸收爐膛熱量，并將循環(huán)水加熱為汽水混合物的作用；
[0034]3)過熱段2管束設(shè)置在豎直煙道的下部，過熱段2管束的入口端與汽包4的出汽口連接，過熱段2將飽和蒸汽加熱為過熱蒸汽。過熱2段管束的出口端與注汽系統(tǒng)連接；
[0035]4)輻射段3出口具有一定干度的汽水混合物通過入口管接頭進(jìn)入到汽包4內(nèi)部，經(jīng)過汽包4中的分離元件分離出高干度的飽和蒸汽，飽和蒸汽進(jìn)入到過熱段中，被進(jìn)一步加熱為過熱蒸汽。分離后的飽和水通過汽包下部的循環(huán)管路進(jìn)行循環(huán)；
[0036]5)對流段I出口的水進(jìn)入汽包的上部，同上升的蒸汽進(jìn)行直接接觸，去除蒸汽中的鹽分，達(dá)到蒸汽清洗功能，降低蒸汽中含鹽量，提高蒸汽品質(zhì)；
[0037]6)汽包4的下部設(shè)置排污管15，排污管15可以排出高濃度的鹽水，通過排污降低循環(huán)水中鹽濃度，保持鍋內(nèi)工質(zhì)的品質(zhì)，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行；
[0038]7)循環(huán)水泵6安裝在汽包循環(huán)水出口與輻射段3入口之間，通過水泵將循環(huán)水泵入輻射段繼續(xù)換熱，防止回流的產(chǎn)生，保證了水路的安全性；
[0039]8)柱塞泵5安裝在對流段進(jìn)口的給水管路上，將給水泵入到對流段I管道中，為系統(tǒng)運(yùn)行提供壓頭。
[0040]盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方案，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護(hù)之列。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，包括設(shè)置在鍋爐燃燒室內(nèi)的輻射段(3)以及設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)的對流段(I)和過熱段(2)，且設(shè)有輻射段(3)的鍋爐燃燒室內(nèi)的爐壁(16)上設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)(7);其中，給水管⑶的出口連接柱塞泵(5)的入口，柱塞泵(5)的出口連接對流段⑴的入口，對流段⑴的出口連接汽包⑷的第一進(jìn)水口，汽包(4)的出汽口連接過熱段(2)的進(jìn)汽口，過熱段(2)的出汽口連接注汽系統(tǒng)的入口，汽包(4)的循環(huán)水出口通過循環(huán)水泵(6)連接輻射段(3)的進(jìn)水口，輻射段(3)的汽水混合物出口連接汽包(4)的第二進(jìn)水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，鍋爐燃燒室與鍋爐煙道呈L型，鍋爐燃燒室位于水平方向，鍋爐煙道位于豎直方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，對流段(I)和過熱段(2)從上至下依次設(shè)置在鍋爐煙道內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，對流段(I)的出口通過對流段出口管(9)連接汽包(4)的第一進(jìn)水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，汽包(4)的出汽口通過過熱段進(jìn)口管(13)連接過熱段(2)的進(jìn)汽口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，汽包(4)的循環(huán)水出口通過汽包循環(huán)水出口管(10)連接循環(huán)水泵(6)的入口，循環(huán)水泵(6)的出口通過循環(huán)水泵出口管(11)連接輻射段(3)的進(jìn)水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，輻射段 (3)的汽水混合物出口通過輻射段出口管(12)連接汽包(4)的第二進(jìn)水口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，汽包(4)上設(shè)置有排污管(15),排污管(15)的出口連接排污管道的入口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，該注汽鍋爐的水汽流程為給水經(jīng)過柱塞泵(5)加壓后進(jìn)入對流段(I)預(yù)熱，然后進(jìn)入汽包(4)作為蒸汽的清洗用水，汽包(4)的循環(huán)水通過循環(huán)水泵(6)進(jìn)入輻射段(3)受熱變?yōu)槠旌衔?，汽水混合物又返回汽?4)進(jìn)行汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入過熱段(2)進(jìn)一步加熱為過熱蒸汽進(jìn)入注汽系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種生產(chǎn)過熱蒸汽的油田汽包型注汽鍋爐，其特征在于，汽包(4)產(chǎn)生的高濃度鹽水通過排污管(15)排出。
【文檔編號】F22G1/00GK104033883SQ201410273587
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】王樹眾, 朱佳斌, 楊建平, 羅明, 肖仲正, 呂明明, 景澤鋒 申請人:西安交通大學(xué)