大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器。由燃燒器、輻射爐膛、過渡段、下部對流段、上部對流段、煙囪沿熱煙氣運動方向依次連通。過渡段連接輻射爐膛后端，下部對流段設在過渡段的上方，上部對流段設置在下部對流段的上方；水-水換熱器為套管形式的蛇形往復管的結構置于輻射爐膛外部的左側，進行熱交換。軟化水經給水泵加壓后給水從給水入口進入，依次經過水管線、水-水換熱器(殼程)、上部對流段、下部對流段、水-水換熱器(管程)、輻射爐膛管束，介質逐步被加熱升溫，輸出高壓飽和濕蒸汽。本發(fā)明可以解決將單回程鍋爐噸位提高到40t/h，又可以增加蒸汽干度到85％的技術問題。
【專利說明】大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種石油行業(yè)熱力開采地下稠油的專用設備。具體是一種油田專用的可產生濕蒸汽的蒸汽發(fā)生器。

【背景技術】
[0002]蒸汽發(fā)生器是油田稠油開采的核心設備，國內生產始于八十年代初期。目前國內外生產的蒸汽發(fā)生器單回程輻射段，最大噸位僅位30t/h，干度為80 %。為適應油田的新形式，有效降低鍋爐運行成本，貫徹執(zhí)行國家節(jié)能降耗減排的政策，適應當今國內外新型采油工藝技術對熱采設備的更高要求，稠油開采急需一種更大噸位更高干度的蒸汽發(fā)生器來滿足油田熱采要求。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，它可以解決將單回程鍋爐噸位提高到40t/h，又可以增加蒸汽干度到85%的技術問題。
[0004]一種大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，它包括:輻射爐膛(5)、上部對流段(7)、上部對流段￠)、過渡段(8)、水-水換熱器(10)、取樣汽水分離器(11)、燃燒器(4)、給水泵(I)、控制柜(3)、水管線(17)、燃油管線(18)、天然氣管線(19)、泵撬座(14)、煙囪(19)、上部對流段管束(701)、下部對流段管束(601)、燃燒室管束(501)、鍋爐給水入口(1701)、飽和水出口(1702)，所述的燃燒室(5)水平臥式放置，過渡段(8)連接在輻射爐膛(5)的后端；下部對流段(6)連接于過渡段(8)的上方、上部對流段(7)連接于下部對流段(6)上方；煙囪連接于上部對流段(7)上方；燃燒器(4)、輻射爐膛(5)的燃燒室、下部對流段(6)、上部對流段(7)、煙囪(9)沿熱煙氣運動方向依次連通；輻射爐膛(5)的燃燒室內的周邊設有燃燒室管束(501);水-水換熱器(10)的結構為套管形式的蛇形往復管置于輻射爐膛
[5]的燃燒室外的左側，進行熱交換；給水從鍋爐給水入口(1701)進入給水泵(1)，經給水泵(I)加壓至合適壓力后再依次經過水管線(17)、水-水換熱器(10)、上部對流段管束(701)、下部對流段管束￠01)、水-水換熱器(10)、燃燒室管束(501)，逐步被加熱升溫，至飽和蒸汽出口(1702);所述的上部對流段(7)內設有上部對流段管束(701)，結構為單根翅片管水平往復呈矩形結構，位于煙氣低溫區(qū)域；所述的下部對流段￠)內設有下部對流段管束￠01)，為單根光管和翅片管水平往復呈矩形，位于煙氣高溫區(qū)域；所述的輻射爐膛
(5)、上部對流段(7)、下部對流段(6)、給水泵⑴、控制柜(3)安裝在整個鍋爐撬座上，構成整體撬座的承載方式。
[0005]所述的燃燒室(5)為臥式直流結構，外表面為矩形筒體，內壁襯有硅酸鋁耐火纖維；燃燒室管束(501)為單回路直管沿墻體內壁縱向蛇形往復排列成的矩形結構；管束(501)的管子中心線與爐墻間的距離為100mm。
[0006]所述的燃燒器(4)通過燃油管線(18)連通燃油入口(1801);燃油管線(18)設有油加熱器(12)和電加熱器(13)。
[0007]上部對流段管束(701)在煙氣側采用了翅片管；下部對流段管束￠01)在煙氣側入口端布置了光管受熱面，后部采用了翅片管。
[0008]燃燒室(5)、上部對流段(7)、下部對流段(6)、給水泵⑴及控制柜(3)直接連接在蒸汽發(fā)生的撬座上；燃燒器(3)與輻射爐膛(5)之間、輻射爐膛(5)與過渡段(8)之間、過渡段⑶與下部對流段(6)之間、下部對流段(6)與上部對流段(7)之間、煙囪(9)與上部對流段(7)之間采用螺栓連接。
[0009]所述的控制柜(3)由可編程的控制器和觸摸屏組成，具有通用數(shù)據(jù)遠傳接口。
[0010]本發(fā)明有以下優(yōu)點和積極效果:
[0011]1.單回路鍋爐最大蒸發(fā)量由原來30t/h躍升為40t/h，避免了輻射管束多回路的偏燒現(xiàn)象，節(jié)省大量設備米購成本；
[0012]2.米用撬座式固定布置。為了減小福射段占地面積，從而減小注汽站的整體面積，輻射段由原來的常規(guī)圓型變?yōu)榫匦谓Y構；
[0013]3.蒸汽干度由原來的80%提升為85%，極大地提高了熱能利用率；
[0014]4.上部對流段、下部對流段為雙回路布置，避免熱水在對流段停留時間過長，提前汽化；
[0015]5.鍋爐熱效率由原來的88%提高為燃油彡88%、燃氣彡90%。
[0016]6.先進的自控技術使設備流量與出口溫度保持恒定，智能化水平高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結構示意圖；
[0018]圖2是圖1右視示意圖；
[0019]圖3是圖1俯視示意圖；
[0020]圖4是圖1后視示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明工作流程不意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明輻射爐膛管束示意圖；
[0023]圖7是圖6輻射爐膛管束左視示意圖；
[0024]圖8是本發(fā)明下部對流段管束示意圖；
[0025]圖9是圖8下部對流段管束左視示意圖；
[0026]圖10是本發(fā)明上部對流段管束示意圖；
[0027]圖11是圖10上部對流段管束左視示意圖；
[0028]圖12是本發(fā)明水-水換熱器示意圖；
[0029]圖13是圖12水-水換熱器左視示意圖；
[0030]圖14是圖12水-水換熱器俯視示意圖。

【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0032]圖中附圖標號如下:柱塞泵1、鼓風機2、控制柜3、燃燒器4、輻射爐膛5、下部對流段6、上部對流段7、過渡段8、煙囪9、水-水換熱器10、取樣汽水分離器11、油加熱器12、電加熱器13、柱塞泵撬座14、風道15、消音器16、管線17、燃油管線18、天然氣管線19、平臺梯子20、501輻射爐膛管束501、下部對流段管束601、上部對流段管束701、鍋爐給水入口 1701、蒸汽出口 1702、放空口 1703、蒸汽安全閥排放口 1704、進油口 1801、回油口 1802、燃氣入口 1901、冷水入口 1001、冷水出口 1002、熱水入口 1003、熱水出口 1004。
[0033]油田注汽鍋爐是指:為注蒸汽熱采而專門設計的一種新型直流工業(yè)鍋爐。
[0034]如圖1、2、3、4所示:所述蒸汽發(fā)生器，它包括:柱塞泵1、鼓風機2、控制柜3、燃燒器4、輻射爐膛5、下部對流段6、上部對流段7、過渡段8、煙園9、水-水換熱器10、取樣汽水分離器11、油加熱器12、電加熱器13、柱塞泵撬座14、風道15、消音器16、管線17、燃油管線18、天然氣管線19、平臺梯子20 ;所屬的輻射爐膛5水平臥式放置。燃燒器、輻射爐膛、過渡段、下部對流段、上部對流段、煙?沿熱煙氣運動方向依次連通；過渡段8連接輻射爐膛5后端，下部對流段6設在過渡段8的上方，螺栓連接；上部對流段7設在下部對流段6的上方，水-水換熱器10為套管形式的蛇形往復管的結構置于輻射爐膛5外部的左側方，進行熱交換。給水經給水泵加壓后從給水入口 1701進入，依次經過水管線17、水-水換熱器10 (殼程)、上部對流段管束701、下部對流段管束601、水-水換熱器10 (管程)、輻射爐膛管束501至蒸汽出口 1702，逐步被加熱汽化，輸出合格飽和蒸汽。它既是一種油田專用的大型固定臥式直流產生飽和濕蒸汽的蒸汽發(fā)生器。
[0035]它還包括:鼓風機2、消音器16、引風道15、控制柜3。鼓風機2、放置于蒸汽發(fā)生地的右側單獨撬塊，用引風道15與燃燒器連接4給鍋爐送風；消音器16安裝于鼓風機12入風口 ；為降低震動，控制柜3通過螺栓連接被放置在輻射爐膛5的前段并單獨撬塊。
[0036]它還包括:燃油進口 1801、電加熱器13、油加熱器12、天然氣進口 1901，燃燒器4連通天然氣進口 1901和進油口 1801.
[0037]參見圖6、7。所述的輻射爐膛5為臥式直流結構，外殼體為鋼制矩形，為保證減少散熱損失，蒸汽發(fā)生器正常運行時殼體外表面平均溫度低于60°C。兩側及頂端內壁襯有硅酸鋁耐火纖維；底墻澆注以混凝土耐火料，尾端連接過渡段8。爐膛管束501為單回路直管沿爐膛墻體內壁縱向蛇形排布成矩形結構；管束501的管子中心線與爐墻的距離為100mm。輻射爐膛5出口連通蒸汽出口 1701。所述的過渡段8是由鋼板卷制的弧形結構，內襯耐火澆注料和硅酸鋁纖維，正常運行時外壁表面平均溫度小于60°C。其底部設有排水口，通過蝶閥排入地溝或接入排污匯總管。后部設有便于檢修的人孔，人孔蓋上設有觀察爐膛火焰的看火孔。
[0038]參見圖10、11。所述的上部對流段7的管束701是由單根翅片管水平往復組成的梯形結構，位于煙氣低溫區(qū)域。
[0039]參見圖8、9。所述的下部對流段6的管束601是由上幾排的單根翅片管水平往復組成的矩形結構連接下幾排的光管水平往復組成，位于煙氣高溫區(qū)域。
[0040]參見圖12、13、14。鍋爐給水經給水入口 1701進入水-水換熱器10的冷水入口1001，由冷水出口 1002流出，進入上部對流段管束701，由上部對流段管束701預熱后的熱水進入下部對流段管束601，由下部對流段管束601再加熱后的熱水由水-水換熱器10的熱水入口 1003進入，由熱水出口 1004流出，進入輻射爐膛管束501，冷水在套管的殼程內流動，熱水在套管的管程內向相反方向流動，進行逆流傳熱。
[0041]它還包括控制柜3?？刂乒?由可編程的控制器和觸摸屏組成。
[0042]通過調節(jié)鍋爐的給水，保證蒸汽出口 1701輸出壓力不大于17.2MPa干度不大于85%的濕飽和蒸汽。
[0043]本蒸汽發(fā)生器概括為:五個部分，即輻射爐膛5、水一水換熱器10、過渡段8、下部對流段6、上部對流段7 ;三個系統(tǒng),即水汽系統(tǒng)；燃燒系統(tǒng)、自控系統(tǒng)；燃燒系統(tǒng)又包括:燃燒器4、燃油管線18、天然氣管線19。
[0044]所述的水汽系統(tǒng):是指從給水入口 1701至蒸汽出口 1702之間的水汽通道，是由水-水換熱器10、輻射爐膛管束501、上部對流段管束701、下部對流段管束601、取樣汽水分離器11以及其范圍內管線17組成的流程系統(tǒng)，如流程圖圖5所示，是本發(fā)明的主要受壓組件。給水經給水入口 1701進入水-水換熱器10的冷水入口 1001，由冷水出口 1002流出，進入上部對流段管束701，由上部對流段管束701預熱后進入下部對流段601加熱后的熱水由水-水換熱器10的熱水入口 1003進入，由熱水出口 1004流出，進入爐膛管束501繼續(xù)加熱，然后從爐膛管束501流出，產生飽和蒸汽經由管線17到達蒸汽出口 1702最后注入井下。
[0045]所述的燃燒系統(tǒng):由燃燒器4、燃油管線18、天然氣管線19等組成。
[0046]所述的自控系統(tǒng):包括控制柜3，由可編程的控制器和觸摸屏組成。
[0047]本發(fā)明主要技術參數(shù):
[0048]1.型號:YZG40-17.2-D
[0049]2.額定蒸發(fā)量:40t/h
[0050]3.工作壓力:17.2MPa
[0051]4.蒸汽干度:彡85%
[0052]5.熱效率:燃油彡88 %、燃氣彡90 %
[0053]6.燃料:原油、天然氣
[0054]7.控制方式:PAC
[0055]8.承載方式:撬座。
【權利要求】
1.一種大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，它包括:輻射爐膛(5)、上部對流段(7)、上部對流段(6)、過渡段⑶、水-水換熱器(10)、取樣汽水分離器(11)、燃燒器⑷、給水泵⑴、控制柜(3)、水管線(17)、燃油管線(18)、天然氣管線(19)、泵撬座(14)、煙囪(19)、上部對流段管束(701)、下部對流段管束(601)、燃燒室管束(501)、鍋爐給水入口(1701)、飽和水出口(1702)，其特征在于:所述的燃燒室(5)水平臥式放置，過渡段(8)連接在輻射爐膛(5)的后端；下部對流段(6)連接于過渡段⑶的上方、上部對流段(7)連接于下部對流段(6)上方；煙囪連接于上部對流段(7)上方；燃燒器(4)、輻射爐膛(5)的燃燒室、下部對流段(6)、上部對流段(7)、煙囪(9)沿熱煙氣運動方向依次連通；輻射爐膛(5)的燃燒室內的周邊設有燃燒室管束(501);水-水換熱器(10)的結構為套管形式的蛇形往復管置于輻射爐膛(5)的燃燒室外的左側，進行熱交換；給水從鍋爐給水入口(1701)進入給水泵⑴，經給水泵(I)加壓至合適壓力后再依次經過水管線(17)、水-水換熱器(10)、上部對流段管束(701)、下部對流段管束￠01)、水-水換熱器(10)、燃燒室管束(501)，逐步被加熱升溫，至飽和蒸汽出口(1702);所述的上部對流段(7)內設有上部對流段管束(701)，結構為單根翅片管水平往復呈矩形結構，位于煙氣低溫區(qū)域；所述的下部對流段￠)內設有下部對流段管束￠01)，為單根光管和翅片管水平往復呈矩形，位于煙氣高溫區(qū)域；所述的輻射爐膛(5)、上部對流段(7)、下部對流段(6)、給水泵⑴、控制柜(3)安裝在整個鍋爐撬座上，構成整體撬座的承載方式。
2.根據(jù)權利要求1所述的大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的燃燒室(5)為臥式直流結構，外表面為矩形筒體，內壁襯有硅酸鋁耐火纖維；燃燒室管束(501)為單回路直管沿墻體內壁縱向蛇形往復排列成的矩形結構；管束(501)的管子中心線與爐墻間的距離為100mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的燃燒器⑷通過燃油管線(18)連通燃油入口(1801);燃油管線(18)設有油加熱器(12)和電加熱器(13)。
4.根據(jù)權利要求1所述的大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，其特征在于:上部對流段管束(701)在煙氣側采用了翅片管；下部對流段管束(601)在煙氣側入口端布置了光管受熱面，后部采用了翅片管。
5.根據(jù)權利要求1所述的大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，其特征在于:燃燒室(5)、上部對流段(7)、下部對流段￠)、給水泵(I)及控制柜(3)直接連接在蒸汽發(fā)生的撬座上；燃燒器(3)與輻射爐膛(5)之間、輻射爐膛(5)與過渡段(8)之間、過渡段(8)與下部對流段(6)之間、下部對流段(6)與上部對流段(7)之間、煙囪(9)與上部對流段(7)之間采用螺栓連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的大噸位的亞臨界壓力蒸汽發(fā)生器，其特征在于:所述的控制柜(3)由可編程的控制器和觸摸屏組成，具有通用數(shù)據(jù)遠傳接口。
【文檔編號】F22B31/00GK104180359SQ201410447049
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年9月4日
【發(fā)明者】韓建荒, 蘇廣文, 樊海軒, 孫新利, 張曉明, 杜慶吉, 高峰, 張革, 劉世軍, 劉志剛, 竇成秋, 孫巖, 韓玉秋, 李玉福, 李玉峰, 李萬旭, 徐佳琦, 王臻意 申請人:中國石油天然氣第八建設有限公司