專利名稱：油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田注汽鍋爐煙氣余熱的回收綜合利用。
背景技術：
我國遼河、勝利、新疆、河南等幾個大油田稠油儲量豐富，是一種寶貴的油源。二十多年來，由于科學技術的進步，為開采稠油發(fā)展了熱力采油新技術，向地下稠油層注入高溫、高壓飽和蒸汽，加熱油層，降低稠油粘度采出稠油。到目前我國這幾個大油田已安裝各種規(guī)格注汽鍋爐達數百余臺開采稠油。就一臺23t的注汽鍋爐而言尾部排放的煙氣溫度高達250℃左右的熱源，相當于350KW能量，過去都是直接排入大氣中沒有進行回收，白白浪費了能源，同時還污染了環(huán)境。因此，回收注汽鍋爐排放的煙氣余熱，節(jié)約能源，提高注汽鍋爐的熱效率就顯得十分必要。
在中國專利公開的已有技術中，有一種油田注汽鍋爐煙氣余熱回收裝置，它采用了熱管傳熱技術，在煙道中平行錯列布置有多層熱管，該熱管另端伸入連接煙道的水箱中，該熱管中部與在煙道和水箱之間置有的管板焊接在一起。該裝置利用煙氣余熱，對提高熱效率、節(jié)能降耗有一定效果，但它存在以下不足1.該裝置的熱管一端伸入水箱，對箱內水直接進行熱交換，傳熱給水較傳熱給氣的熱交換效率低，且水對熱管有腐蝕作用，使用壽命短。
2.該裝置的熱管中部與煙道和水箱之間的管板焊接在一起，不能拆卸，維修困難。
3.該裝置沒有提供解決熱管熱脹冷縮的結構。
4.該裝置的熱管為光管，熱交換效率低。
因此，現(xiàn)有技術有改進、完善的必要。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，實現(xiàn)煙氣余熱回收，提高熱回收效率，其無機傳熱空氣換熱器體積小、工效高，環(huán)保、節(jié)能，能適應熱脹冷縮變化，安裝、拆卸方便、使用壽命長，適用范圍廣。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，包括無機傳熱空氣換熱器及管路閥門，無機傳熱空氣換熱器由無機傳熱元件、煙氣側箱體、空氣側箱體和置放于兩箱體之間的中間隔板組成無機傳熱元件呈兩端封閉的中空管狀，其管內填充有無機傳熱工質，其管壁外密布有高頻焊接的環(huán)繞形翅片；每一支無機傳熱元件于中間隔板處有光管，該光管上固接有蓋板，該蓋板穿入中間隔板的通孔，該蓋板的止口與中間隔板之間裝有密封墊，該無機傳熱元件的一段置放于煙氣側箱體中，另一段置放于空氣側箱體中，其兩端頭分別為無翅片的光管，該光管各連接壓蓋，各壓蓋與箱體壁之間裝有密封墊，各壓蓋與兩端的彈簧座之間各裝有壓縮彈簧，該彈簧分別頂觸于無機傳熱元件，所述空氣側箱體安裝壓蓋的通孔、中間隔板安裝蓋板的通孔、煙氣側箱體安裝壓蓋的通孔的孔徑依次相應遞增而使無機傳熱元件能從煙氣側箱體的箱壁孔中抽出。
所述無機傳熱元件有互相平行，交錯排列的多支，分別置放于煙氣側箱體和空氣側箱體中，所述中間隔板的板面垂直各無機傳熱元件的組合體；所述煙氣側箱體及空氣側箱體兩端各設置有端蓋，該煙氣側箱體設置有箱門。
所述煙氣側箱體內的煙氣流向與空氣側箱體的空氣流向為逆向流動。
所述彈簧座有中心孔套裝于無機傳熱元件兩端的光管上，該彈簧座各以螺栓螺母固定于側箱體的壁板。
所述彈簧座為套管，該套管各固接于壓蓋，所述彈簧置放于套管底部與無機傳熱元件光管端面之間。
所述煙氣側箱體內還設置有中間支承板，各無機傳熱元件穿過該支承板的相應通孔，該通孔的孔徑能容許蓋板穿過，所述中間支承板的板面垂直各無機傳熱元件的組合體。
所述煙氣側箱體的煙氣入口有連接用底座與油田注汽鍋爐的排氣口相應，該煙氣出口有連接用頂座與煙囪相應；所述煙氣側箱體、空氣側箱體及各熱氣管道外包覆有保溫材料。
所述空氣側箱體的經過換熱的空氣出口管連接若干裝有截止閥的支管，其中部分支管連通散熱器，至少一支管連通注汽鍋爐熱空氣進氣管。
所述無機傳熱空氣換熱器的管路上設有鼓風裝置和變頻調速自動控制系統(tǒng)，該鼓風裝置的鼓風機的電動機連接變頻調速自動控制系統(tǒng)的電路。
所述無機傳熱空氣換熱器有多組，相互并聯(lián)連接。
所述無機傳熱元件傾斜放置，在空氣側箱體內的部分高位放置、在煙氣側箱體內的部分低位放置，其相對水平線的傾斜角度在5-8度之間。
本發(fā)明有以下積極有益的效果1.本系統(tǒng)的傳熱元件為無機傳熱元件，其管內空腔中填充有無機工質，受熱激發(fā)后，高速振蕩摩擦，以波的形式傳熱，傳熱效率高；2.本系統(tǒng)熱交換的放熱端熱源為煙氣，吸熱端的吸熱介質為空氣，它與吸熱介質為水的熱交換設備相比，熱交換效率高，不會產生水腐蝕，使用壽命長；3.本系統(tǒng)的熱交換元件外圓有以高頻焊接的密集的環(huán)繞形翅片，較已有技術光管的熱交換元件換熱效率高，熱交換元件的體積可以縮小，整機結構緊湊，鍋爐余熱回收率高，減少煙氣排放對大氣環(huán)境的污染。
4.本系統(tǒng)的無機傳熱元件于中間隔板處以有密封圈的蓋板支承，可以拆卸，無機傳熱元件兩端與煙氣側箱體和空氣側箱體外壁各有密封圈及彈簧頂觸的軸端，漏風率低，既能適應換熱元件熱脹冷縮的變化，又能方便裝配，拆卸及維修。
5.本系統(tǒng)的空氣側箱體的出口管路系統(tǒng)連接裝有截止閥門的若干分支路管道，將換熱后的熱空氣直接供應廠房采暖及供應注汽鍋爐預熱空氣對燃料助燃，還可供應其他用熱場所，環(huán)保節(jié)能，使用范圍廣泛。
圖1是本發(fā)明無機傳熱空氣換熱器一實施例的結構示意圖，為正視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1中無機傳熱元件連結結構一實施例的結構示意圖；圖4同圖3，為另一實施例；圖5是圖1的A-A局部視圖；圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)結構簡圖；圖7是本發(fā)明的系統(tǒng)實施例的結構示意圖；圖8是圖7的俯視圖；圖9同圖7，為另一實施例；圖10是本發(fā)明兩組并聯(lián)實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
為便于看圖，將附圖中的編號集中于下1.無機傳熱元件101.翅片102.光管 103.蓋板104.光管105.光管 106.壓蓋107.壓蓋108.密封墊109.密封墊2.煙氣側箱體201.壁板 202.中間支承板203.通孔204.連接底座 205.連接頂座 206.(有保溫層的)端蓋207.箱門
3.空氣側箱體301.箱底 302.端蓋 303.進氣口304.出氣口4.中間隔板401.密封墊 402.
5A.彈簧5B.彈簧501.彈簧座 502.彈簧座6.注汽鍋爐 7.分支管 8.散熱器9.分支管 10.鍋爐進氣管 11.閥門12.鼓風機 13.變頻調速自控系統(tǒng)14.熱風管道141.熱風調節(jié)口蓋15.冷風管道151.冷風口蓋16.螺栓螺母17.煙囪18.四通19.密封式對開多葉手動調節(jié)閥 20.定位螺釘A→熱空氣流向B→連通散熱器C→連通注汽鍋爐引風機進氣口D→煙氣請參照圖1、圖2，本發(fā)明是一種油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，包括無機傳熱空氣換熱器及管路閥門，無機傳熱空氣換熱器由無機傳熱元件1、煙氣側箱體2、空氣側箱體3和置放于兩箱體之間的中間隔板4組成請同時參照圖3，無機傳熱元件1呈兩端封閉的中空管狀，其管內填充有無機傳熱工質，其管壁外密布有高頻焊接的環(huán)繞形翅片101；每一支無機傳熱元件1于中間隔板4處有光管102，該光管上固接有蓋板103，該蓋板穿入中間隔板4的通孔，該蓋板的止口與中間隔板4之間裝有密封墊401，該無機傳熱元件1的一段置放于煙氣側箱體2中，另一段置放于空氣側箱體3中，其兩端頭分別為無翅片的光管104、105，該光管各連接壓蓋106、107，各壓蓋與箱體壁之間裝有密封墊108、109，各壓蓋與兩端的彈簧座501、502之間各裝有壓縮彈簧5A、5B，該彈簧分別頂觸于無機傳熱元件1，所述空氣側箱體安裝壓蓋107的通孔、中間隔板4安裝蓋板103的通孔、煙氣側箱體安裝壓蓋106的通孔的孔徑依次相應遞增而使無機傳熱元件1能從煙氣側箱體的箱壁孔中抽出。
請參照圖5，所述無機傳熱元件1有互相平行，交錯排列的多支，分別置放于煙氣側箱體2和空氣側箱體3中，所述中間隔板4的板面垂直各無機傳熱元件1的組合體；請參照圖1，所述煙氣側箱體及空氣側箱體兩端各設置有端蓋206、302，該煙氣側箱體2設置有箱門207。
所述煙氣側箱體2內的煙氣流向與空氣側箱體3的空氣流向為逆向流動。
在圖3所示實施例中，所述彈簧座501、502有中心孔套裝于無機傳熱元件1兩端的光管上，該彈簧座各以螺栓螺母16固定于側箱體的壁板。
在圖4所示實施例中，所述彈簧座501、502為套管，該套管各固接于壓蓋106、107，所述彈簧置放于套管底部與無機傳熱元件光管端面之間。
所述煙氣側箱體2內還設置有中間支承板202，各無機傳熱元件1穿過該支承板的相應通孔203，該通孔的孔徑能容許蓋板103穿過，所述中間支承板的板面垂直各無機傳熱元件1的組合體見圖1。
所述煙氣側箱體2的煙氣入口有連接用底座204與油田注汽鍋爐6的排氣口相應，該煙氣出口有連接用頂座205與煙囪17相應見圖1。
所述煙氣側箱體2、空氣側箱體3及各熱氣管道外包覆有保溫材料見圖1。
所述空氣側箱體3的經過換熱的空氣出口管連接若干裝有截止閥11的支管，其中部分支管7連通散熱器8，至少一支管9連通注汽鍋爐熱空氣進氣管10見圖6、圖7、圖8、圖9。
所述無機傳熱空氣換熱器的管路上設有鼓風裝置和變頻調速自動控制系統(tǒng)，該鼓風裝置的鼓風機12的電動機連接變頻調速自動控制系統(tǒng)13的電路見圖9。
所述無機傳熱空氣換熱器有多組，相互并聯(lián)連接見圖10。
所述無機傳熱元件1傾斜放置，在空氣側箱體內的部分高位放置、在煙氣側箱體內的部分低位放置見圖1，其相對水平線的傾斜角度在5-8度之間。
本發(fā)明使用的無機傳熱元件傳熱機理無機傳熱元件作為空氣換熱器的傳熱元件，該元件類似于熱管，使用方式和換熱計算與熱管完全相同，但其傳熱機理與熱管有根本的區(qū)別，熱管的傳熱機理為管內工質汽—液相變，在熱流體側蒸發(fā)，冷流體側冷凝，通過相變汽化潛熱傳遞熱量，而無機傳熱元件的傳熱機理為元件內部無機傳熱工質受熱激發(fā)后，高速振蕩摩擦，以波的形式傳熱，傳熱效率。
無機傳熱空氣換熱器的結構特點是傳熱元件只有一個固定點，即在中間隔板處，其兩端都可以自由膨脹，因此不會因膨脹問題損壞設備?？諝鈸Q熱器單位體積傳熱面加大，傳熱能力強，在同樣熱負荷下與光管相比，無機傳熱空氣換熱器管子少，結構緊湊且便于布置，體積小，冷、熱流體均在管外流動，因此通過換熱器時的壓力損失比其它換熱器小，因而動力消耗也小，無機傳熱型空氣換熱器具有良好的性能，設備使用壽命長。
無機傳熱元件的更換本發(fā)明的主要結構特征是無機傳熱元件與煙氣側箱體、空氣側箱體的連接及中間隔板以可拆卸連接固定，無機傳熱元件可更換，當空氣換熱器的無機傳熱元件由于金屬過熱或低溫腐蝕等原因損壞時，可打開兩側的端蓋，拆去彈簧，由煙氣側抽出損壞的無機傳熱元件，換上新的無機傳熱元件，安裝新無機傳熱元件時，為方便操作可打開煙氣側箱體的箱門，先將元件向空氣側推緊，然后用彈簧上緊，以防止中間隔板處密封不嚴，導致漏風。更換元件后應封好端蓋及箱門。
權利要求
1.一種油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，包括無機傳熱空氣換熱器及管路閥門，其特征在于無機傳熱空氣換熱器由無機傳熱元件(1)、煙氣側箱體(2)、空氣側箱體(3)和置放于兩箱體之間的中間隔板(4)組成無機傳熱元件(1)呈兩端封閉的中空管狀，其管內填充有無機傳熱工質，其管壁外密布有高頻焊接的環(huán)繞形翅片(101)；每一支無機傳熱元件(1)于中間隔板(4)處有光管(102)，該光管上固接有蓋板(103)，該蓋板穿入中間隔板(4)的通孔，該蓋板的止口與中間隔板(4)之間裝有密封墊(401)，該無機傳熱元件(1)的一段置放于煙氣側箱體(2)中，另一段置放于空氣側箱體(3)中，其兩端頭分別為無翅片的光管(104)、(105)，該光管各連接壓蓋(106)、(107)，各壓蓋與箱體壁之間裝有密封(108)、(109)，各壓蓋與兩端的彈簧座(501)、(502)之間各裝有壓縮彈簧(5A)、(5B)，該彈簧分別頂觸于無機傳熱元件(1)，所述空氣側箱體安裝壓蓋(107)的通孔、中間隔板(4)安裝蓋板(103)的通孔、煙氣側箱體安裝壓蓋(106)的通孔的孔徑依次相應遞增而使無機傳熱元件(1)能從煙氣側箱體的箱壁孔中抽出。所述無機傳熱元件(1)有互相平行，交錯排列的多支，分別置放于煙氣側箱體(2)和空氣側箱體(3)中，所述中間隔板(4)的板面垂直各無機傳熱元件(1)的組合體；所述煙氣側箱體及空氣側箱體兩端各設置有端蓋(206)、(302)，該煙氣側箱體(2)設置有箱門(207)。
2.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣側箱體(2)內的煙氣流向與空氣側箱體(3)的空氣流向為逆向流動。
3.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述彈簧座(501)、(502)有中心孔套裝于無機傳熱元件(1)兩端的光管上，該彈簧座各以螺栓螺母(16)固定于側箱體的壁板。
4.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述彈簧座(501)、(502)為套管，該套管各固接于壓蓋(106)、(107)，所述彈簧置放于套管底部與無機傳熱元件光管端面之間。
5.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣側箱體(2)內還設置有中間支承板(202)，各無機傳熱元件(1)穿過該支承板的相應通孔(203)，該通孔的孔徑能容許蓋板(103)穿過，所述中間支承板的板面垂直各無機傳熱元件(1)的組合體。
6.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣側箱體(2)的煙氣入口有連接用底座(204)與油田注汽鍋爐(6)的排氣口相應，該煙氣出口有連接用頂座(205)與煙囪(17)相應所述煙氣側箱體(2)、空氣側箱體(3)及各熱氣管道外包覆有保溫材料。
7.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述空氣側箱體(3)的經過換熱的空氣出口管連接若干裝有截止閥(11)的支管，其中部分支管(7)連通散熱器(8)，至少一支管(9)連通注汽鍋爐熱空氣進氣管(10)。
8.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述無機傳熱空氣換熱器的管路上設有鼓風裝置和變頻調速自動控制系統(tǒng)，該鼓風裝置的鼓風機(12)的電動機連接變頻調速自動控制系統(tǒng)(13)的電路。
9.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述無機傳熱空氣換熱器有多組，相互并聯(lián)連接。
10.如權利要求1所述的油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述無機傳熱元件(1)傾斜放置，在空氣側箱體內的部分高位放置、在煙氣側箱體內的部分低位放置，其相對水平線的傾斜角度在5-8度之間。
全文摘要
一種油田注汽鍋爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)，其換熱器由無機傳熱元件、煙氣側箱體、空氣側箱體和置放于兩箱體之間的中間隔板組成無機傳熱元件管壁外密布有高頻焊接的環(huán)繞形翅片；每一支無機傳熱元件于中間隔板處固接有蓋板，該蓋板穿入中間隔板的通孔，該蓋板與中間隔板之間裝有密封墊，該無機傳熱元件的一段置放于煙氣側箱體中，另一段置放于空氣側箱體中，其兩端頭光管各連接壓蓋，各壓蓋與箱體壁之間裝有密封墊，各壓蓋與彈簧座之間有頂觸無機傳熱元件的彈簧，所述無機傳熱元件有互相平行，交錯排列的多支；本發(fā)明實現(xiàn)煙氣余熱回收，提高熱回收效率，體積小、工效高，環(huán)保、節(jié)能，能適應熱脹冷縮變化，安裝、拆卸方便，使用壽命長，適用于采暖及供應鍋爐預熱空氣等用途。
文檔編號E21B43/24GK1501019SQ0214876
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權日2002年11月19日
發(fā)明者張崇榮, 王東, 張麗明, 脫丙杰, 解勇 申請人:張崇榮