專利名稱：機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械發(fā)生蒸汽的技術(shù)領(lǐng)域，是一種機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置及其方法，特別適用于石油工業(yè)用發(fā)生蒸汽。
背景技術(shù)：
由于原油是由不同沸點(diǎn)、大大小小的烴混合在一起的混合物，在石油開采過程中，隨著壓力和溫度的降低，在油管(桿)表面會(huì)形成不同程度的結(jié)蠟，大大影響了原油的開采效率，需要采取相應(yīng)措施，對(duì)油管(桿)進(jìn)行清臘處理。
另外，在井下作業(yè)過程中，原油很容易在井下作業(yè)設(shè)備表面粘結(jié)，需要及時(shí)進(jìn)行設(shè)備的清潔，以便于設(shè)備維護(hù)。由于原油本身固有的特性，用普通的方法很難處理干凈，用柴油等直接處理又會(huì)造成能源極大浪費(fèi)，因此，多采用帶一定壓力的熱水進(jìn)行清洗。
目前，在世界和國(guó)內(nèi)石油工業(yè)范圍內(nèi)，通過燃油鍋爐產(chǎn)生一定壓力熱蒸汽的方法進(jìn)行清臘、清洗以及解凍被廣泛應(yīng)用，且效果明顯。但是隨著原油開采及加工過程中安全要求的不斷提高和能源對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的不斷加大，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全要求及能耗也提出了越來越高的要求，利用燃油鍋爐產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行清臘、清洗、解凍等作業(yè)也相應(yīng)暴露出了很多問題，主要表現(xiàn)在1、燃油鍋爐產(chǎn)生蒸汽需要使用明火對(duì)冷水加熱，對(duì)于防火、防爆要求較高的高危作業(yè)場(chǎng)所存在極大的安全隱患。
2、燃油鍋爐在產(chǎn)生蒸汽過程中，燃油熱值效率相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置及其方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其構(gòu)造合理而緊湊，操作方便，消除了明火，并能夠提供熱水或/和蒸汽。本發(fā)明還可進(jìn)一步提高熱效率。本發(fā)明用于具有防火、防爆要求的高危作業(yè)場(chǎng)所，還可進(jìn)一步有效解決安全隱患的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪加熱器和水泵，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與渦輪加熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連接，渦輪加熱器的進(jìn)口為進(jìn)水口，在渦輪加熱器的出熱口上接有出熱輸出管，在進(jìn)水口上接有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上安裝有水泵。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的一種機(jī)械發(fā)生蒸汽方法，按下述步驟進(jìn)行首先冷水被水泵泵入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液換熱器、經(jīng)過初級(jí)熱交換，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱能；其次經(jīng)過所需要的初級(jí)熱交換后的熱水，再進(jìn)入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱交換器，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能，進(jìn)行次級(jí)熱交換；然后經(jīng)過上述所需要的兩級(jí)熱交換的熱水，最后進(jìn)入渦輪加熱器，通過高速機(jī)械渦流摩擦生熱使熱水溫度達(dá)到所需要的溫度，并經(jīng)過出熱輸出管提供熱水或/和蒸汽。
下面是對(duì)上述本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口管可與冷卻液換熱器的冷卻液熱源進(jìn)口相接通，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液進(jìn)口管可與冷卻液換熱器的冷卻液排放口相接通，冷卻液換熱器的水加熱進(jìn)口和水加熱出口可串接在進(jìn)水管上。
在上述冷卻液出口管或冷卻液進(jìn)口管上可安裝有冷卻液循環(huán)泵。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣出口管可與尾氣換熱器的熱源進(jìn)口相接通，尾氣換熱器的加熱進(jìn)口和加熱出口可串接在進(jìn)水管上。
上述進(jìn)水管的進(jìn)口可與水罐相接通。
上述水泵的出口可與水罐之間安裝有溢流管，在溢流管上可安裝有溢流閥。
在上述出熱輸出管與水罐之間可安裝有回流管，在回流管上可安裝有回流閥。
在上述出熱輸出管的出口端可安裝有噴槍。
上述水泵的進(jìn)口可與排空管相接通，在排空管上可安裝有排空閥，水泵進(jìn)口端的進(jìn)水管上可安裝有進(jìn)水閥。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)可采用防爆發(fā)動(dòng)機(jī)。
上述渦輪加熱器可采用動(dòng)態(tài)渦輪加熱器。
上述水泵可采用高壓陶瓷柱塞泵。
本發(fā)明構(gòu)造合理而緊湊，操作方便，消除了明火，能夠提供熱水或/和蒸汽，利用該機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，還可進(jìn)一步提高熱效率，用于具有防火、防爆要求的高危作業(yè)場(chǎng)所時(shí)能有效解決安全隱患的問題，特別能滿足石油工業(yè)清臘、清洗和解凍等的作業(yè)要求。
四

附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和流程示意圖，附圖中的編碼分別為1為發(fā)動(dòng)機(jī)，2為渦輪加熱器，3為水泵，4為出熱輸出管，5為進(jìn)水管，6為冷卻液出口管，7為冷卻液換熱器，8為冷卻液進(jìn)口管，9為水罐，10為溢流管，11為溢流閥，12為回流管，13為回流閥，14為排空管，15為排空閥，16為進(jìn)水閥，17為尾氣換熱器，18為冷卻液換熱器的水加熱進(jìn)口，19為冷卻液換熱器的水加熱出口。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
下面結(jié)合最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1，如附圖1所示，該機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、渦輪加熱器2和水泵3，發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力輸出軸與渦輪加熱器2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連接，渦輪加熱器2的進(jìn)口為進(jìn)水口，在渦輪加熱器2的出熱口上接有出熱輸出管4，在進(jìn)水口上接有進(jìn)水管5，在進(jìn)水管5上安裝有水泵3。
實(shí)施例2，如附圖1所示，該機(jī)械發(fā)生蒸汽方法按下述步驟進(jìn)行首先冷水被水泵3泵入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻液換熱器7、經(jīng)過初級(jí)熱交換，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液熱能；其次經(jīng)過所需要的初級(jí)熱交換后的熱水，再進(jìn)入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)1的尾氣熱交換器，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能，進(jìn)行次級(jí)熱交換；然后經(jīng)過上述所需要的兩級(jí)熱交換的熱水，最后進(jìn)入渦輪加熱器，通過高速機(jī)械渦流摩擦生熱使熱水溫度達(dá)到所需要的溫度，并經(jīng)過出熱輸出管提供熱水或/和蒸汽。附圖1表示出本發(fā)明中機(jī)械發(fā)生蒸汽方法的最佳實(shí)施例，但可根據(jù)需要對(duì)實(shí)施列2中的非必要技術(shù)特征進(jìn)行取舍，來滿足實(shí)際需要。
可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述實(shí)施例作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)如附圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻液出口管6與冷卻液換熱器7的冷卻液熱源進(jìn)口相接通，發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻液進(jìn)口管8與冷卻液換熱器7的冷卻液排放口相接通，冷卻液換熱器7的水加熱進(jìn)口18和水加熱出口19串接在進(jìn)水管5上；發(fā)動(dòng)機(jī)1的尾氣出口管與尾氣換熱器17的熱源進(jìn)口相接通，尾氣換熱器17的加熱進(jìn)口和加熱出口串接在進(jìn)水管5上；這樣就可利用發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻液和尾氣的熱量將進(jìn)水管5內(nèi)的水預(yù)熱，既進(jìn)一步提高了熱效率又節(jié)約了能源，為了再進(jìn)一步提高熱效率，還可在冷卻液出口管6或冷卻液進(jìn)口管8上安裝有冷卻液循環(huán)泵。
為了便于操作，如附圖1所示，進(jìn)水管5的進(jìn)口與水罐9相接通，在水泵3的出口與水罐9之間安裝有溢流管10，在溢流管10上安裝有溢流閥11，在出熱輸出管4與水罐9之間安裝有回流管12，在回流管12上安裝有回流閥13。
如附圖1所示，水泵3的進(jìn)口與排空管14相接通，在排空管14上安裝有排空閥15，水泵3進(jìn)口端的進(jìn)水管5上安裝有進(jìn)水閥16，這樣在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行維修時(shí)，便于進(jìn)水管5等設(shè)備中的水排出即進(jìn)行排空操作。
為了便于使用所產(chǎn)生的蒸汽，在出熱輸出管4的出口端安裝有噴槍，在噴槍出口處在高溫和壓差作用下，最終變成具有一定壓力的熱蒸汽，特別能滿足石油工業(yè)清臘、清洗和解凍等的作業(yè)要求。
本發(fā)明所優(yōu)選的現(xiàn)有公知技術(shù)有發(fā)動(dòng)機(jī)最好采用防爆發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪加熱器最好采用動(dòng)態(tài)渦輪加熱器，水泵最好采用高壓陶瓷柱塞泵。
以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，選擇現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)措施，來滿足不同情況的需求。
下面是本發(fā)明機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置及其方法的主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及與燃油鍋爐比較試驗(yàn)分析結(jié)果，試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表1、表2和表3。
發(fā)動(dòng)機(jī)采用型號(hào)康明斯NT855-P250、187kW/1800rpm發(fā)動(dòng)機(jī)；渦輪加熱器采用型號(hào)A1R880動(dòng)態(tài)渦輪加熱器；尾氣換熱器采用型號(hào)KNPT01-250(Y)尾氣換熱器。
從表1可以看出，渦輪加熱器出熱口的溫度、壓力、流量都是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高而增加，接近發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，溫度、壓力和流量均升高并接近最佳。
表2是發(fā)動(dòng)機(jī)1800rpm時(shí)各級(jí)熱交換后的溫度值，表3是同種工況下渦輪加熱器出熱口試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有燃油鍋爐出熱口數(shù)據(jù)對(duì)比通過上述表1、表2和表3說明本發(fā)明在相同工況下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)略優(yōu)于現(xiàn)有燃油鍋爐，因此本發(fā)明完全可以滿足石油工業(yè)清臘、清洗和解凍的需要。
表1不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下渦輪加熱器出熱口的數(shù)據(jù)對(duì)比表

表2發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1800rpm時(shí)各級(jí)熱交換后溫度值(℃)

表3同種工況下渦輪加熱器出熱口試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有燃油鍋爐出熱口數(shù)據(jù)對(duì)比

權(quán)利要求
1.一種機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪加熱器和水泵，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與渦輪加熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連接，渦輪加熱器的進(jìn)口為進(jìn)水口，在渦輪加熱器的出熱口上接有出熱輸出管，在進(jìn)水口上接有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上安裝有水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液出口管與冷卻液換熱器的冷卻液熱源進(jìn)口相接通，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液進(jìn)口管與冷卻液換熱器的冷卻液排放口相接通，冷卻液換熱器的水加熱進(jìn)口和水加熱出口串接在進(jìn)水管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于冷卻液出口管或冷卻液進(jìn)口管上安裝有冷卻液循環(huán)泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣出口管與尾氣換熱器的熱源進(jìn)口相接通，尾氣換熱器的加熱進(jìn)口和加熱出口串接在進(jìn)水管上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于進(jìn)水管的進(jìn)口與水罐相接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于水泵的出口與水罐之間安裝有溢流管，在溢流管上安裝有溢流閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于出熱輸出管與水罐之間安裝有回流管，在回流管上安裝有回流閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于出熱輸出管的出口端安裝有噴槍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于水泵的進(jìn)口與排空管相接通，在排空管上安裝有排空閥，水泵進(jìn)口端的進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)采用防爆發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪加熱器采用動(dòng)態(tài)渦輪加熱器，水泵采用高壓陶瓷柱塞泵。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10所述機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置的機(jī)械發(fā)生蒸汽方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行首先冷水被水泵泵入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液換熱器、經(jīng)過初級(jí)熱交換，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱能；其次經(jīng)過所需要的初級(jí)熱交換后的熱水，再進(jìn)入所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱交換器，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能，進(jìn)行次級(jí)熱交換；然后經(jīng)過上述所需要的兩級(jí)熱交換的熱水，最后進(jìn)入渦輪加熱器，通過高速機(jī)械渦流摩擦生熱使熱水溫度達(dá)到所需要的溫度，并經(jīng)過出熱輸出管提供熱水或/和蒸汽。
全文摘要
一種機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置及其方法，該機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪加熱器和水泵，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與渦輪加熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連接，渦輪加熱器的進(jìn)口為進(jìn)水口，在渦輪加熱器的出熱口上接有出熱輸出管，在進(jìn)水口上接有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上安裝有水泵。該機(jī)械發(fā)生蒸汽方法經(jīng)過渦輪加熱器的高速機(jī)械渦流摩擦生熱使熱水溫度達(dá)到所需要的溫度，并經(jīng)過出熱輸出管提供熱水或/和蒸汽。本發(fā)明構(gòu)造合理而緊湊，操作方便，消除了明火，能夠提供熱水或/和蒸汽，利用該機(jī)械發(fā)生蒸汽裝置，還可進(jìn)一步提高熱效率，用于具有防火、防爆要求的高危作業(yè)場(chǎng)所時(shí)能有效解決安全隱患的問題，特別能滿足石油工業(yè)清蠟、清洗和解凍等的作業(yè)要求。
文檔編號(hào)F22B3/00GK1928427SQ20061020100
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者于光, 楊文新, 萬福財(cái), 劉紅星, 李輝, 黑秀麗 申請(qǐng)人:新疆石油管理局井下作業(yè)公司, 北京金雙環(huán)貿(mào)易有限公司