專利名稱：油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置。
稠油熱采注汽鍋爐是稠油開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)計熱效率為85％，設(shè)計排煙溫度為250℃。使用中，由于工況變化和燃料油品質(zhì)下降，容易造成對流段翅片管積灰，導(dǎo)致排煙溫度升高，當(dāng)排煙溫度達(dá)到300℃時，需要停爐清掃積灰。因此，注汽鍋爐排煙溫度在250～300℃范圍內(nèi)呈周期性變化，大量余熱隨煙氣排掉，造成很大的能源浪費。另一方面，油田采油站冬季采暖又需要大量熱源。目前，多數(shù)油田采油站采暖熱源采用高壓蒸汽，安全性較差，曾因此發(fā)生過人身傷亡事故。同時高壓蒸汽采暖又造成高壓蒸汽的浪費。
在認(rèn)識到稠油熱采注汽鍋爐煙氣余熱的巨大浪費后，我國油田采取了許多措施。例如新疆油田分公司采用注汽鍋爐煙氣預(yù)熱鍋爐進(jìn)水方案，從1994年開始研究論證工作，先后采用過光管和針型管換熱器。這類換熱器置于熱采注汽鍋爐的對流段上，雖然熱采注汽鍋爐排煙溫度有明顯下降，節(jié)能效果明顯，但由于低溫腐蝕問題，使得換熱器壽命最長在兩年之內(nèi)。由此可見，常規(guī)換熱器作為熱采注汽鍋爐煙氣余熱預(yù)熱鍋爐進(jìn)水換熱器的不足。從2000年開始，新疆油田分公司在熱采注汽鍋爐煙氣預(yù)熱鍋爐進(jìn)水方案中，采用SGR型熱管換熱器，熱管壁溫保持在80℃以上，解決了低溫露點腐蝕對安全操作的影響。在上述方案中，鍋爐進(jìn)水水溫由10℃加熱到45℃以下，煙氣溫度由250℃降低到160℃。
注汽鍋爐原設(shè)計條件中，煙氣出口溫度為250℃，柱塞泵前給水溫度10℃，為解決低溫露點腐蝕問題，原設(shè)計通過給水預(yù)熱器將進(jìn)入對流段翅片管內(nèi)的給水預(yù)熱到120℃左右，此時，管壁溫度略高于管內(nèi)給水的溫度(通常，管壁溫度＝水溫+20～30℃)。由此推斷，管壁溫度140～150℃為設(shè)計溫度，考慮到設(shè)計中增加的溫度裕量，煙氣的露點溫度可能在120℃左右。如果不考慮低溫露點腐蝕問題，為了提高熱效率，原設(shè)計中排煙溫度可以設(shè)計的更低。假設(shè)設(shè)計排煙溫度低于250℃，煙氣入對流段的溫度不變，給水出對流段的溫度不變，則由于煙氣在對流段的放熱量增加，為了取走這部分熱量，給水進(jìn)入對流段的溫度必然低于120℃，從而導(dǎo)致對流段翅片管最低壁溫低于140～150℃，有可能低于煙氣露點溫度，造成管壁的低溫露點腐蝕，使管壁逐漸減薄。此時對流段翅片管內(nèi)給水壓力為17.2MPa，腐蝕減薄了的管壁將很快破裂，高壓水將有可能切斷其它對流段爐管及對流壁板，造成嚴(yán)重事故。因此不考慮低溫露點腐蝕，僅通過降低對流段入口給水溫度，增加吸熱量，達(dá)到降低排煙溫度提高熱效率的做法，是非常危險的。
新疆油田分公司采用鍋爐煙氣余熱預(yù)熱鍋爐進(jìn)水方案，充分考慮了上述問題首先煙氣余熱預(yù)熱低壓鍋爐進(jìn)水，避開了高壓；第二，利用熱管換熱器冷熱源完全分割的特點，解決了低溫露點腐蝕對安全操作的影響，即使發(fā)生露點腐蝕，熱管失效，也不會發(fā)生鍋爐給水泄漏的問題。但是由于該換熱器為氣-液型熱管換熱器，熱管在鍋爐給水段的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)大于煙氣段的熱導(dǎo)率，盡管可以通過控制煙氣段和鍋爐給水段的換熱面積提高熱管壁溫，但限于現(xiàn)場情況，熱管壁溫僅能保持在80℃以上，仍然低于煙氣露點溫度，因此露點腐蝕是不可避免的，換熱器的壽命仍取決于露點腐蝕的速度。另外，在氣一液型熱管換熱器加熱段與冷卻段之間應(yīng)有良好的密封；在水側(cè)壓力較高時，殼體應(yīng)按受壓容器設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下其是在現(xiàn)有油田稠油熱采注汽鍋爐的對流段與煙囪間設(shè)置有熱管式空氣預(yù)熱器，該熱管式空氣預(yù)熱器的煙氣端分別與對流段和煙囪連通；其空氣端分別與冷風(fēng)道和供熱管道連通。
本實用新型由通風(fēng)機(jī)吸入室外新鮮空氣，通過冷風(fēng)道進(jìn)入熱管式空氣預(yù)熱器，熱管式空氣預(yù)熱器煙氣腔室安置在熱采注汽鍋爐的對流段與煙囪之間，煙氣在熱管式空氣預(yù)熱器的煙氣腔室放出熱量，從冷風(fēng)道來的冷空氣在熱管式空氣預(yù)熱器的空氣腔室吸收熱量，采暖季節(jié)，出熱管式空氣預(yù)熱器的熱空氣通過采暖熱風(fēng)道進(jìn)入油田采油站站房，為員工和設(shè)備送暖，同時也可以根據(jù)情況開關(guān)助燃熱風(fēng)道決定熱空氣是否進(jìn)入燃燒器助燃；非采暖季節(jié)，采暖熱風(fēng)道關(guān)閉，出熱管式空氣預(yù)熱器的熱空氣通過助燃熱風(fēng)道進(jìn)入熱采注汽鍋爐燃燒器鼓風(fēng)機(jī)入口，通過燃燒器鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入燃燒器助燃。
熱管空氣預(yù)熱器內(nèi)具有由密封隔板隔離的兩個腔室即空氣腔室和煙氣腔室，多排多個熱管或傳熱元件穿過密封隔板，兩端分別位于兩個腔室即空氣腔室和煙氣腔室內(nèi)。通過控制熱管位于空氣腔室與位于煙氣腔室的管段面積比或長度比，使熱管在最不利的工況下工作仍保持120℃以上的壁溫，高于煙氣露點溫度，從根本上解決熱管預(yù)熱器的露點腐蝕問題。
在熱管式空氣預(yù)熱器冷空氣入口處或與熱管式空氣預(yù)熱器相連的冷風(fēng)道出口處設(shè)置調(diào)節(jié)擋板，通過調(diào)節(jié)熱管空氣預(yù)熱器空氣腔室的熱管傳熱面積，控制熱風(fēng)出預(yù)熱器的溫度，在采暖季節(jié)為35～55℃，使采油站站房保持溫暖舒適的溫度，在非采暖季節(jié)低于80℃，保證熱采注汽鍋爐原鼓風(fēng)機(jī)正常工作。調(diào)節(jié)擋板可以設(shè)置為手動，也可設(shè)置為自動。
采暖熱風(fēng)道根據(jù)需要開設(shè)多個出風(fēng)口為站房送暖。為避免熱采注汽鍋爐停工吹掃期間凍壞設(shè)備，將兩臺以上的熱采注汽鍋爐余熱回收裝置的采暖熱風(fēng)道串通在一起聯(lián)合供暖。采暖熱風(fēng)道熱空氣入口設(shè)置擋板，非采暖季節(jié)，關(guān)閉采暖熱風(fēng)道。
助燃熱風(fēng)道只有一個出口，此出口設(shè)在熱采注汽鍋爐原鼓風(fēng)機(jī)空氣入口附近。助燃熱風(fēng)道熱空氣入口設(shè)置擋板，采暖季節(jié)，可根據(jù)情況開關(guān)助燃熱風(fēng)道決定熱空氣是否進(jìn)入燃燒器助燃。


附圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為附圖1的俯視圖。
圖中，1、通風(fēng)機(jī)，2、冷風(fēng)道，3、熱管式空氣預(yù)熱器，4、采暖熱風(fēng)道，5、助燃熱風(fēng)道，6、調(diào)節(jié)擋板，7、對流段，8、輻射段，9、燃燒器，10、鼓風(fēng)機(jī)，11、四通閥，12、煙囪，13、傘帽式進(jìn)風(fēng)口。
權(quán)利要求1.一種油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置，其特征在于本實用新型是在現(xiàn)有油田稠油熱采注汽鍋爐的對流段(7)與煙囪(12)間設(shè)置有熱管式空氣預(yù)熱器(3)，該熱管式空氣預(yù)熱器(3)的煙氣端分別與對流段(7)和煙囪(12)連通、空氣端分別與冷風(fēng)道(2)和供熱管(4)(5)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置，其特征在于所述的冷風(fēng)道(2)與熱管式空氣預(yù)熱器(3)的連接部位設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置，其特征在于所述的冷風(fēng)道(2)的進(jìn)口端設(shè)有通風(fēng)機(jī)(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置，其特征在于所述的供熱管前端設(shè)有四通這閥(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置，其特征在于所述的通風(fēng)機(jī)(1)的進(jìn)口端為傘帽式進(jìn)風(fēng)口(13)。
專利摘要本實用新型屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。提出的油田稠油熱采注汽鍋爐余熱回收裝置是在現(xiàn)有油田稠油熱采注汽鍋爐的對流段與煙囪間設(shè)置有熱管式空氣預(yù)熱器，該熱管式空氣預(yù)熱器的煙氣端分別與對流段和煙囪連通、其空氣端分別與冷風(fēng)道和供熱管道連通。本實用新型通過回收油田稠油熱采注汽鍋爐煙氣余熱，在常壓條件下操作，解決了油田采油站采暖季節(jié)采用高壓蒸汽既浪費又不安全的問題，同時又提高了稠油熱采注汽鍋爐熱效率，節(jié)約了燃料，一舉兩得，是目前稠油熱采注汽鍋爐煙氣余熱回收的理想裝置。
文檔編號E21B43/24GK2580300SQ02255289
公開日2003年10月15日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者王德瑞 申請人:王德瑞