一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及石油鉆采設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣端與具有消聲器的排氣管之間設(shè)置廢熱蒸汽鍋爐，該廢熱蒸汽鍋爐的進(jìn)水端連通儲(chǔ)水柜，廢熱蒸汽鍋爐的熱輸出端連通儲(chǔ)氣罐后再與熱交換器連通。本實(shí)用新型可在極寒環(huán)境下，有效回收大功率固井壓裂設(shè)備的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱，實(shí)現(xiàn)設(shè)備及其他區(qū)域的保溫，保溫工作高效經(jīng)濟(jì)、安全可靠。
【專利說明】一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆采設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油開采區(qū)域的擴(kuò)大，大量的石油鉆采設(shè)備投入到極寒環(huán)境下(零下40攝氏度)，需要一種可靠、經(jīng)濟(jì)的保溫系統(tǒng)維持設(shè)備的正常工作。目前，石油開采過程中的保溫工作主要采用兩種方法。一是在一般環(huán)境下，配有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備，可通過管路進(jìn)行熱循環(huán)來維持其自身的保溫，但無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備外配套區(qū)域的保溫需要。且由于其產(chǎn)生的熱值低、管線復(fù)雜，僅可供一般低溫(零下20攝氏度)的保溫需要，在極寒環(huán)境下難以工作、可靠性低。二是增加獨(dú)立的蒸汽鍋爐車或蒸汽發(fā)生撬，消耗大量額外的燃油，對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行加熱保溫，經(jīng)濟(jì)性低、熱量利用率低，且加大現(xiàn)場(chǎng)施工的困難和危險(xiǎn)性。
[0003]大功率固井壓裂設(shè)備配置渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，較常規(guī)設(shè)備的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功率和能效都要高數(shù)倍，在驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵作業(yè)時(shí)，也產(chǎn)生大量高能量的廢熱。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱主要由其產(chǎn)生的高溫廢氣直接排入大氣帶走，其熱值可持續(xù)穩(wěn)定在高溫550攝氏度，質(zhì)量流量每秒12公斤以上?；厥沾蠊β使叹畨毫言O(shè)備的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱，將足夠滿足極寒環(huán)境下設(shè)備及其配套區(qū)域保溫所需的熱量要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，該保溫系統(tǒng)可在極寒環(huán)境下，有效回收大功率固井壓裂設(shè)備的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱，實(shí)現(xiàn)設(shè)備及其他區(qū)域的保溫，保溫工作高效經(jīng)濟(jì)、安全可靠。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供的方案是:一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣端與具有消聲器的排氣管之間設(shè)置廢熱蒸汽鍋爐，該廢熱蒸汽鍋爐的進(jìn)水端連通儲(chǔ)水柜，廢熱蒸汽鍋爐的熱輸出端連通儲(chǔ)氣罐后再與熱交換器連通。
[0006]而且，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣管之間設(shè)置與廢熱蒸汽鍋爐并連的旁通管路，該旁通管路具有控制閥。
[0007]而且，所述廢熱蒸汽鍋爐與所述儲(chǔ)水柜之間設(shè)置補(bǔ)水泵。
[0008]本實(shí)用新型還提供一種回收渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱來對(duì)石油鉆采設(shè)備進(jìn)行加熱保溫方法，包括如下步驟。
[0009]步驟一，將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為固井壓裂泵作業(yè)提供動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生的高溫廢氣通向蒸汽鍋爐。
[0010]步驟二，將水源通入蒸汽鍋爐，水受熱后氣化形成高溫蒸汽；高溫廢氣經(jīng)熱交換后冷卻，通過具有消聲器的排氣管排放。
[0011]步驟三，將高溫蒸汽通入儲(chǔ)氣罐緩沖穩(wěn)壓后，輸送到熱交換器，由熱交換器對(duì)整個(gè)設(shè)備及配套區(qū)域進(jìn)行加熱保溫。
[0012]而且,所述水源為儲(chǔ)水柜內(nèi)的水。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，利用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的高溫廢氣，為廢熱蒸汽鍋爐提供能量以制備大量高溫蒸汽，提供極寒環(huán)境下設(shè)備保溫所需的熱量，可用于設(shè)備及配套區(qū)域的保溫供熱，也可用于現(xiàn)場(chǎng)需要蒸汽的其他作業(yè)需要；本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，可整合到大功率固井壓裂設(shè)備中，有利于設(shè)備的輕量化，無需新增熱源，廢熱能量利用率高，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中，1.渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，2.固井壓裂泵，3.廢熱蒸汽鍋爐，4.控制閥，5.具有消音器的排氣管，6.儲(chǔ)氣罐,7.熱交換器,8.補(bǔ)水泵,9.儲(chǔ)水柜。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0017]本實(shí)施例提供一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，如圖1所示，包括驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵2的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)1，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I的廢氣出口與廢熱蒸汽鍋爐3的煙氣入口連接，廢熱蒸汽鍋爐3的煙氣出口后串聯(lián)消音器和排氣管5，形成蒸汽制備的能量輸入排出通路。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I的廢氣出口與控制閥4的入口連接，控制閥4的出口連接消音器和排氣管5，形成廢熱回收系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)的旁通回路。
[0018]廢熱蒸汽鍋爐3的蒸汽出口與儲(chǔ)氣罐6的入口連接，儲(chǔ)氣罐6的出口連接熱交換器7的入口，形成加熱保溫系統(tǒng)的熱源供給通路。儲(chǔ)氣罐6留有出氣口，供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)需要蒸汽的其他作業(yè)。廢熱蒸汽鍋爐3的水入口與儲(chǔ)水柜9的出水口連接，形成蒸汽制備的供水通路，通過供水通路的調(diào)節(jié)可以控制系統(tǒng)的蒸汽制備量。在廢熱蒸汽鍋爐3與儲(chǔ)水柜9連接形成的供水通路上設(shè)置補(bǔ)水泵8，可保證蒸汽制備的持續(xù)性、穩(wěn)定性。
[0019]本實(shí)用新型還提供一種回收渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱來對(duì)石油鉆采設(shè)備進(jìn)行加熱保溫方法，包括如下步驟。
[0020]步驟一，將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為固井壓裂泵作業(yè)提供動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生的高溫廢氣通向蒸汽鍋爐。
[0021]步驟二，將水源通入蒸汽鍋爐，水受熱后氣化形成高溫蒸汽；高溫廢氣經(jīng)熱交換后冷卻，通過具有消聲器的排氣管排放。
[0022]步驟三，將高溫蒸汽通入儲(chǔ)氣罐緩沖穩(wěn)壓后，輸送到熱交換器，由熱交換器對(duì)整個(gè)設(shè)備及配套區(qū)域進(jìn)行加熱保溫。
[0023]本實(shí)用新型該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收系統(tǒng)的實(shí)施過程是:大功率固井壓裂設(shè)備運(yùn)行時(shí)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵2進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。同時(shí)，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生大量高溫廢氣，經(jīng)煙氣管道收集進(jìn)入廢熱蒸汽鍋爐3的煙氣入口 ；在廢熱蒸汽鍋爐3中，高溫廢氣與鍋爐給水進(jìn)行充分地?zé)峤粨Q，高溫廢氣釋放能量冷卻后，經(jīng)消音器和排氣管5排放，而鍋爐給水吸收熱量后汽化形成高溫蒸汽；高溫蒸汽輸入儲(chǔ)氣罐6，儲(chǔ)氣罐6起到緩沖穩(wěn)壓的作用，再經(jīng)儲(chǔ)氣罐6輸送到熱交換器7，由熱交換器7對(duì)整個(gè)設(shè)備及配套區(qū)域進(jìn)行加熱保溫；廢熱蒸汽鍋爐3汽化消耗的鍋爐給水，由補(bǔ)水泵8不斷從儲(chǔ)水柜9供給補(bǔ)充，而連續(xù)固井壓裂作業(yè)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I也將不斷產(chǎn)生高溫廢氣，為廢熱蒸汽鍋爐3提供能量，從而保證保溫系統(tǒng)熱能的持續(xù)穩(wěn)定。儲(chǔ)氣罐6也留有供氣口，供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)需要蒸汽的其他作業(yè)。調(diào)節(jié)廢熱蒸汽鍋爐3與儲(chǔ)水柜9的供水管路可以控制系統(tǒng)的蒸汽制備量。
[0024]在常規(guī)環(huán)境下運(yùn)行，不需要加熱保溫措施，則使用控制閥4打開廢氣旁通回路，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生的廢氣直接經(jīng)消音器和排氣管5排放，廢熱回收保溫系統(tǒng)停止工作。
[0025]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)或變形，這些改進(jìn)或變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)固井壓裂泵的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣端與具有消聲器的排氣管之間設(shè)置廢熱蒸汽鍋爐，該廢熱蒸汽鍋爐的進(jìn)水端連通儲(chǔ)水柜，廢熱蒸汽鍋爐的熱輸出端連通儲(chǔ)氣罐后再與熱交換器連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣管之間設(shè)置與廢熱蒸汽鍋爐并連的旁通管路，該旁通管路具有控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱回收保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述廢熱蒸汽鍋爐與所述儲(chǔ)水柜之間設(shè)置補(bǔ)水泵。
【文檔編號(hào)】F01K17/06GK204098964SQ201420473945
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】王慶楠, 黃紅華, 曲玉強(qiáng) 申請(qǐng)人:四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司