[发明专利]一种油田注汽锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉，进一步是指油田注汽锅炉。

背景技术

随着世界范围内稠油开采规模的不断扩大，注蒸汽开采稠油作为一种成熟工艺已越来越引起人们的重视，油田注汽锅炉的技术更新成为大势所趋。现在常用的油田注汽锅炉都采用直流锅炉形式，主要包括燃烧系统、辐射段、过渡段、对流段、水-水换热器和烟囱，其辐射段和对流段一般都是单流程结构，水和蒸汽始终只在一根管内流动。对流段由少量大直径光管和大量大直径翅片管组成受热面，管与管两端用无直段弯头焊接串联。由于油田注汽锅炉燃料主要是渣油和原油，在翅片管上积灰严重且难于清除，导致排烟温度高（运行约一个月，排烟温度就由200℃左右上升至260℃而被迫停炉用高压水冲洗），排烟热损失大，热效率低；单流程结构的水速快，水的流动阻力大，柱塞泵电耗大；对流段内的保温层直接与烟气接触，在停炉用高压水冲洗受热面时保温层易损坏，导致散热损失加大；对流段内水不能放尽，导致冬季停炉时管内结冰严重，启炉困难；过渡段内不布置受热面，外表温度高，散热损失大；过渡段与对流段的接口处温度高且烟气易泄露。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提出一种油田注汽锅炉，通过降低注汽锅炉的散热损失和排烟热损失，提高锅炉的热效率并减少柱塞泵的电耗。

本发明采用的技术方案为，所述油田注汽锅炉为直流锅炉，包括燃烧系统、锅炉中的辐射段、对流段、水-水换热器和烟囱；燃烧系统布置于辐射段前端，其结构特点是，所述辐射段后端的烟气出口与对流段下部的烟气进口连通，对流段上端的烟气出口与烟囱底部的烟气进口连通；水-水换热器的壳程一端用以与给水连通而所述壳程的另一端与对流段的进口分配管连通，水-水换热器的管程一端与对流段的出口汇流管连通而所述管程的另一端与辐射段的进口端连接。

以下对本发明做出进一步说明。

所述对流段采用多流程对流段，该多流程对流段的一种结构是，它包括第一蛇形管束和第二蛇形管束、框架，第一蛇形管束的一端同进水分配管连通而该第一蛇形管束的另一端同第一中间分配管连通；第二蛇形管束的一端连接第一中间分配管而该第二蛇形管束的另一端连接出水汇流管；第二蛇形管束中间设有第二中间分配管；可在对流段的第一蛇形管束区域四周设置内护板，设置由所述第一蛇形管束四周的内护板和外护板以及所述内护板与外护板之间的保温层组成的炉墙。

本发明的工作过程与原理是（参见图2），由柱塞泵来的给水经水-水换热器16壳程换热至100℃左右由对流段15的进水分配管3向第一蛇形管束1供水，汇集于第一中间分配管4后向第二蛇形管束2供水，给水被加热至300℃左右汇集于出口汇流管6后进入水-水换热器16的管程，换热后的热水为220℃左右进入辐射段14，在辐射段14被加热至所需压力下具有75-90%干度的湿饱和蒸汽后由辐射段14的出口端输出；参见图1，燃料通过燃烧系统13在锅炉18的辐射段14区域燃烧并产生高温烟气，高温烟气经过辐射段14降温至900℃左右后进入对流段15，流经对流段15的第二蛇形管束2和第一蛇形管束1降至170℃以下由烟囱17排入大气。

对流段15的第一蛇形管束1和第二蛇形管束2可都由多根并列小直径光管（直径25mm—38mm）制作，水同时在多根并列的管中呈多流程流动，即采用多流程对流段；对流段15的第一蛇形管束1和第二蛇形管束2内水为变质量流速流动，第二蛇形管束2内水速为第一蛇形管束1内水速2倍左右。

辐射段14采用大直径光管两端用弯头焊接串联而成，水和蒸汽始终只在一根管内呈单流程等质量流速流动，即采用单流程辐射段；大直径光管的直径为70mm—127mm。

本发明创造取消了传统油田注汽锅炉的过渡段，多流程对流段15把布置了受热面烟气转向室和对流段制作成整体，同时具有过渡段和对流段的功能。

所述的油田注汽锅炉，锅炉压力可以为高压、超高压或压临界压力，以原油、重油、渣油或天然气为燃料。

由以上可知，本发明为一种油田注汽锅炉，它与现有技术相比所具有的有益效果为：

    1、对流段采用由多根小直径光管组成的蛇形管束为受热面，不仅可以减缓受热面积灰且清灰容易，降低排烟温度，提高了注汽锅炉热效率；

2、采用单流程辐射段与多流程对流段，降低了对流段的水速，柱塞泵电耗小；

3、对流段第一蛇形管束区域四周设置内护板，停炉用高压水冲洗受热面时不损坏保温层，保温效果好，保温材料使用寿命长，维修工作量小；

4、对流段第二中间分配管下部设置放水阀，停炉时可放尽对流段内的水，可防止冬季停炉时管内结冰；