注汽鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油田開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于稠油熱采的注汽鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]為解決石油開采中稠油流動(dòng)性差的問(wèn)題，發(fā)展了稠油注汽熱采技術(shù)。稠油注汽熱采技術(shù)通常采用燃油、燃?xì)饣蛉济鹤鳛槿剂显谧⑵仩t的爐膛中燃燒，注汽鍋爐的給水在其蒸發(fā)器中受熱蒸發(fā)產(chǎn)生高溫蒸汽，將高溫蒸汽注入油井以提高稠油溫度，進(jìn)而降低其粘度以利于開采。作為蒸汽產(chǎn)生裝置，注汽鍋爐在稠油熱采技術(shù)中占有重要地位?，F(xiàn)有注汽鍋爐通常存在以下問(wèn)題:
[0003]首先，生產(chǎn)利于提高采油效率的高參數(shù)過(guò)熱蒸汽和采油對(duì)蒸汽品質(zhì)的低要求在鍋爐給水水質(zhì)方面存在矛盾，而作為注汽鍋爐的現(xiàn)有普通鍋爐不能解決這一問(wèn)題。稠油注汽熱采的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的采出水，為了降低成本并保護(hù)環(huán)境，注汽鍋爐通常對(duì)采出水進(jìn)行油水分離和污水處理后循環(huán)利用。但采出水含鹽量高，經(jīng)處理后礦化度仍超過(guò)2000mg/L，大大超過(guò)普通蒸汽鍋爐對(duì)給水品質(zhì)的要求，導(dǎo)致所產(chǎn)蒸汽含鹽量也高，不能滿足普通鍋爐蒸汽品質(zhì)的含鹽量要求，如要將蒸汽過(guò)熱則將威脅受熱面的安全運(yùn)行，從而無(wú)法生產(chǎn)更高參數(shù)的過(guò)熱蒸汽，影響了稠油開采的效率；另一方面，注汽鍋爐生產(chǎn)的蒸汽直接用于采油，對(duì)于蒸汽品質(zhì)尤其是含鹽量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通常的工業(yè)領(lǐng)域，普通鍋爐的水質(zhì)要求對(duì)于注汽鍋爐來(lái)說(shuō)過(guò)于嚴(yán)格。
[0004]其次，現(xiàn)有注汽鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，對(duì)運(yùn)輸和管理提出了較高的要求，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大，建設(shè)周期長(zhǎng)，也提高了整個(gè)工程項(xiàng)目的成本。
[0005]再次，現(xiàn)有注汽鍋爐燃燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物，對(duì)環(huán)境造成很大污染，在環(huán)保要求高的地區(qū)有可能遭遇罰款或責(zé)令停改，影響正常生產(chǎn)。
[0006]如不能解決上述問(wèn)題，注汽鍋爐在稠油開采方面的應(yīng)用就會(huì)受到限制，不利于其推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種注汽鍋爐，其能夠利用處理后的稠油注汽熱采產(chǎn)生的采出水作為鍋爐給水，并產(chǎn)生出利于提高采油效率的高參數(shù)過(guò)熱蒸汽。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:注汽鍋爐，包括燃燒器、爐膛、出口煙道、高壓汽包以及設(shè)置在爐膛內(nèi)的凈段高壓蒸發(fā)器、高壓過(guò)熱器、鹽段高壓蒸發(fā)器和高壓省煤器；
[0009]所述燃燒器設(shè)置在所述爐膛的前端，所述出口煙道設(shè)置在所述爐膛的尾端；
[0010]所述高壓汽包分為凈段和鹽段，所述凈段的底部通過(guò)凈段下降管與所述凈段高壓蒸發(fā)器連接，所述鹽段的底部通過(guò)鹽段下降管與所述鹽段高壓蒸發(fā)器連接；所述高壓汽包的蒸汽出口與所述高壓過(guò)熱器連接；
[0011]所述高壓省煤器位于所述爐膛的尾部，用于預(yù)熱進(jìn)入所述高壓汽包的鹽段的高壓給水。
[0012]作為優(yōu)選，所述凈段高壓蒸發(fā)器比所述高壓過(guò)熱器和鹽段高壓蒸發(fā)器更靠近所述燃燒器，使得所述凈段高壓蒸發(fā)器位于相對(duì)高溫區(qū)，所述高壓過(guò)熱器和鹽段高壓蒸發(fā)器位于相對(duì)低溫區(qū)。
[0013]作為優(yōu)選，所述出口煙道與所述燃燒器的風(fēng)道進(jìn)口之間連接有煙氣管道，用于將煙氣經(jīng)所述風(fēng)道進(jìn)口注入所述爐膛。
[0014]作為優(yōu)選，所述高壓汽包內(nèi)的底部設(shè)置有隔板，所述隔板將所述高壓汽包的下部分隔為所述凈段和鹽段，所述高壓汽包的上部連通；所述隔板的底部上穿設(shè)有用于連通所述凈段和鹽段的連通管，以使所述凈段內(nèi)含鹽量較高的水通過(guò)所述連通管進(jìn)入所述鹽段。
[0015]作為優(yōu)選，所述高壓給水經(jīng)給水管進(jìn)入所述高壓汽包的凈段，所述給水管包括穿過(guò)所述高壓汽包殼體的豎直段和設(shè)置于所述高壓汽包的凈段底部的水平段，所述水平段上設(shè)置有多根與所述水平段連通的出水短管，所述出水短管的開口朝向高壓汽包的頂部。
[0016]作為優(yōu)選，所述鹽段為兩段，并分別位于所述凈段的兩側(cè)。
[0017]作為優(yōu)選，所述凈段和鹽段內(nèi)分別設(shè)置有旋風(fēng)筒分離器，所述凈段的頂部對(duì)應(yīng)所述蒸汽出口處設(shè)置二級(jí)高效汽水分離器。
[0018]作為優(yōu)選，所述凈段和鹽段內(nèi)分別設(shè)置有液位計(jì)。
[0019]作為優(yōu)選，還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器設(shè)置于所述爐膛的尾部，用于預(yù)熱注入所述燃燒器的風(fēng)道進(jìn)口的空氣。
[0020]作為優(yōu)選，所述爐膛、凈段高壓蒸發(fā)器、高壓過(guò)熱器、鹽段高壓蒸發(fā)器和高壓省煤器和空氣預(yù)熱器均為事先預(yù)制的模塊化結(jié)構(gòu)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的注汽鍋爐的有益效果在于:
[0022]1、本實(shí)用新型的注汽鍋爐解決了生產(chǎn)高參數(shù)過(guò)熱蒸汽和采油對(duì)蒸汽品質(zhì)要求不高在給水水質(zhì)方面的矛盾，可直接回用稠油采出水，并能夠生產(chǎn)出高參數(shù)過(guò)熱蒸汽以提高采油效率。高壓汽包分成凈段和鹽段，凈段和鹽段產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)高效汽水分離后含鹽量大大下降，可進(jìn)入高壓過(guò)熱器進(jìn)行過(guò)熱而不致威脅高壓過(guò)熱器的安全運(yùn)行，生產(chǎn)更高參數(shù)的過(guò)熱蒸汽，可提高采油效率。同時(shí)高壓過(guò)熱器和鹽段高壓蒸發(fā)器布置在相對(duì)低溫且易檢修區(qū)域，保證了蒸汽發(fā)生過(guò)程的安全可靠性。
[0023]2、本實(shí)用新型的注汽鍋爐利用煙氣再循環(huán)及低氮燃燒器，將低溫和低含氧量的煙氣注入爐膛，降低燃燒區(qū)域的溫度和氧量，抑制燃燒過(guò)程氮氧化物的產(chǎn)生，大幅降低燃燒過(guò)程氮氧化物生成量，從而減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[0024]3、凈段高壓蒸發(fā)器置于高壓過(guò)熱器之前，通過(guò)蒸發(fā)吸熱降低煙氣溫度，使高壓過(guò)熱器區(qū)域的煙氣溫度在材料許可程度以下，保證高壓過(guò)熱器工作在安全溫度范圍內(nèi)。
[0025]4、凈段高壓蒸發(fā)器、高壓過(guò)熱器、鹽段高壓蒸發(fā)器、高壓省煤器、空氣預(yù)熱器均為模塊化結(jié)構(gòu)，方便整體運(yùn)輸，且大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，并降低了整個(gè)工程項(xiàng)目的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型的注汽鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實(shí)用新型的注汽鍋爐中的高壓汽包與凈段高壓蒸發(fā)器、鹽段高壓蒸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)示意。
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0029]1-燃燒器2-爐膛
[0030]3-出口煙道4-高壓汽包
[0031]41-凈段42-鹽段
[0032]43-蒸汽出口
[0033]5-凈段高壓蒸發(fā)器6-高壓過(guò)熱器
[0034]7-鹽段高壓蒸發(fā)器8-高壓省煤器
[0035]9-煙氣管道10-隔板
[0036]11-連通管12-給水管
[0037]121-豎直段122-水平段
[0038]13-旋風(fēng)筒分離器14-二級(jí)高效汽水分離器
[0039]15-液位計(jì)16-空氣預(yù)熱器
[0040]17-凈段下降管18-鹽段下降管
[0041]19-燃料管
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0043]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例公開的注汽鍋爐，包括燃燒器1、爐膛2、出口煙道3、高壓汽包4以及設(shè)置在爐膛2內(nèi)的凈段高壓蒸發(fā)器5、高壓過(guò)熱器6、鹽段高壓蒸發(fā)器7和高壓省煤器8 ;燃燒器1設(shè)置在爐膛2的前端，出口煙道3設(shè)置在爐膛2的尾端；高壓汽包4分為凈段41和鹽段42，凈段41的高壓給水通過(guò)凈段下降管17進(jìn)入凈段高壓蒸發(fā)器5，凈段高壓蒸發(fā)器5為凈段的蒸發(fā)熱面。凈段41的蒸發(fā)量為總蒸發(fā)量的70%?80%。鹽段42內(nèi)的水通過(guò)鹽段下降管18進(jìn)入鹽段高壓蒸發(fā)器7，鹽段42的蒸發(fā)量為總蒸發(fā)量的20%?30%。高壓汽包4的蒸汽出口 43與高壓過(guò)熱器6連接；高壓省煤器8位于爐膛2的尾部，用于預(yù)熱進(jìn)入高壓汽包4的鹽段42的高壓給水。本實(shí)用新型的注汽鍋爐中的高壓汽包分為鹽段和凈段，從而降低對(duì)高壓給水礦化度(即含鹽量)的要求，能直接利用稠油采出水，而且鹽段蒸發(fā)和凈段蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽再進(jìn)入高壓過(guò)熱器，形成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽用于稠油開采能夠提高采油效率。
[0044]繼續(xù)結(jié)合圖1，凈段高壓蒸發(fā)器5比高壓過(guò)熱器6和鹽段高壓蒸發(fā)器7更靠近燃燒器1，使得爐膛2內(nèi)的煙氣首先經(jīng)過(guò)凈段高壓蒸發(fā)器5再到高壓過(guò)熱器6和鹽段高壓蒸發(fā)器7，也就是凈段高壓蒸發(fā)器5位于相對(duì)高溫區(qū)，高壓過(guò)熱器6和鹽段高壓蒸發(fā)器7位于相對(duì)低溫區(qū)。凈段高壓蒸發(fā)器5通過(guò)蒸發(fā)吸熱降低爐膛2內(nèi)煙氣的溫度(圖1中呈水平排列的一排剪頭表示煙氣的流動(dòng)方向)，使高壓過(guò)熱器6區(qū)域的煙氣溫度在材料許可程度以下，保證高壓過(guò)熱器6工作在安全溫度范圍內(nèi)。另外，由