專利名稱：燃煤過熱蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油田注汽熱采技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于生產(chǎn)油井注汽用過熱蒸汽的鍋爐。
背景技術(shù)：
稠油井特別是超稠油井目前已經(jīng)開始大規(guī)模的開發(fā)，由于其井下油液非常粘稠， 開采時(shí)必須將井下稠油加熱使其稀釋后才能開采。目前，稠油井及超稠油井常用的井下加 熱技術(shù)是采用注入熱蒸汽的方法，特別對(duì)于超稠油井，生產(chǎn)工藝要求注入的熱蒸汽的干度 要達(dá)到100%，但我國現(xiàn)有的注汽鍋爐基本為燃油鍋爐，燃油鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽為飽和水蒸 汽，飽和水蒸汽的干度僅有70 % 80 %，其熱焓較低，井下驅(qū)油效果較差。而且，燃油鍋爐 需要消耗大量的石油，以一臺(tái)鍋爐為例，每天就需要燃燒20 30噸石油，全國各個(gè)油田如 遼河、勝利、新疆、河南等每年就要燒掉500余萬噸石油，特別，近年來全球的石油資源日益 枯竭，使得石油價(jià)格迅速大幅度的上漲，造成油田采油成本上升。2007年1月3號(hào)公開的申請(qǐng)?zhí)柹暾?qǐng)?zhí)枮?00610047361. 7的中國發(fā)明專利說明書
公開了一種稠油開采燃煤注汽鍋爐，該燃煤注汽鍋爐是為了降低注汽成本、節(jié)約寶貴的油、 汽資源而開發(fā)的，和燃油注汽鍋爐不同的是，把燃料由油、汽改為燃煤，降低了注汽成本。但 是該燃煤注汽鍋爐生產(chǎn)出來的蒸汽干度僅達(dá)到80%，而且其生產(chǎn)出來的蒸汽具有熱焓較 低、驅(qū)油效果差、單井蒸汽計(jì)量無法解決等缺點(diǎn)，無法在超稠油井中使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種熱焓較高的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，以提高蒸汽在 超稠油井中的驅(qū)油效果。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，包括支架，支架上設(shè)有由水 冷壁圍成的爐膛，水冷壁連接有鍋筒，鍋筒中設(shè)有汽水分離器，爐膛上連接有煙道，所述的 煙道包括連通的水平煙道段和豎直煙道段，豎直煙道段中設(shè)有空氣預(yù)熱器及省煤器，所述 的水平煙道段中設(shè)置有一單級(jí)過熱器，該單級(jí)過熱器通過管道連接在所述的汽水分離器的 出汽口上，在該單級(jí)過熱器的出口連接有噴水減溫器。所述空氣預(yù)熱器及省煤器均分為上下兩級(jí)，空氣預(yù)熱器及省煤器交替布置。所述水冷壁為膜式水冷壁，在該膜式水冷壁四周設(shè)有上、下兩組煤粉燃燒器，各組 煤粉燃燒器為4個(gè)，各組煤粉燃燒器切圓燃燒。在所述膜式水冷壁四周還設(shè)有4個(gè)燃油或燃?xì)廨o助燃燒器，各燃油或燃?xì)廨o助燃 燒器切圓燃燒。所述支架包括4根型鋼柱，各型鋼柱間設(shè)有兩層以上的連接橫梁，型鋼柱頂端設(shè) 有頂板，所述鍋筒、水冷壁、過熱器、水平煙道均懸吊在頂板上，所述噴水減溫器固定在頂板 的頂面；在支架一側(cè)還設(shè)有由4根鋼柱橫梁、斜拉條組成的獨(dú)立鋼架，用于空氣預(yù)熱器和省 煤器的支撐。[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，其通過鍋筒將現(xiàn)有的濕飽和蒸汽進(jìn)行汽水分離后使得蒸汽的干度大幅增加，同時(shí)通過爐膛煙道中設(shè)置的單級(jí)過熱器對(duì)高干度的蒸汽進(jìn)行進(jìn) 一步的再加熱，使蒸汽的熱焓進(jìn)一步增加，提高了蒸汽在超稠油井中的驅(qū)油效果；過熱器 后部連接噴水減溫器使得過熱蒸汽的溫度控制非常方便，自動(dòng)化程度高，熱容量小，運(yùn)行安 全；增設(shè)的燃油或燃?xì)獾妮o助燃燒器可以實(shí)現(xiàn)原煤或煤、油、氣的混燒，鍋爐的應(yīng)用范圍更 廣泛。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的流程框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器為單鍋筒自然循環(huán)高壓煤粉 鍋爐，整個(gè)過熱蒸汽發(fā)生器采用Π型布置，前吊后支，全鋼構(gòu)架，其包括支架7，該支架7由4 根型鋼柱及固定在各型鋼柱間的兩層以上的連接橫梁組成，連接橫梁與型鋼柱間還連接有 斜拉桿以加強(qiáng)支架的整體抗震性能。在各型鋼柱頂端連接有一頂板，頂板上懸吊有鍋筒1、 由膜式水冷壁6圍成的爐膛、過熱器14以及與爐膛上部連通的煙道。鍋筒1中設(shè)有旋風(fēng)汽 水分離器2 ；水冷壁的上下兩端分別設(shè)有水冷壁上集箱4和水冷壁下集箱8 ；過熱器14的 上、下兩端分別設(shè)有過熱器進(jìn)口集箱和過熱器出口集箱；頂板的上端面還安裝有集汽集箱 9、噴水減溫器10及主蒸汽管道11 ；煙道的前段為水平煙道段，煙道的尾部為豎直向下的豎 直煙道段，過熱器14為一單級(jí)過熱器，該單級(jí)過熱器14設(shè)置在水平煙道段中。在支架7的 一側(cè)還設(shè)有由4根鋼柱橫梁、斜拉條組成的獨(dú)立鋼架，該獨(dú)立鋼架上交替設(shè)有上、下兩級(jí)空 氣預(yù)熱器16、18和上、下兩級(jí)省煤器15、17，空氣預(yù)熱器16、18及省煤器15、17均設(shè)置于煙 道尾部的豎直煙道段中。下省煤器17的進(jìn)口上連接有給水調(diào)節(jié)閥組，上省煤器15的出口 和鍋筒1的進(jìn)水口連接，鍋筒1的出水口連接有下降管5，下降管5的末端連接在水冷壁下 集箱8的進(jìn)水口上，水冷壁下集箱8的出水口和水冷壁6的進(jìn)水口連接，水冷壁6的出水口 和水冷壁上集箱4連接，水冷壁上集箱4的出口和鍋筒1內(nèi)設(shè)置的旋風(fēng)汽水分離器2進(jìn)口 連接，旋風(fēng)汽水分離器2的出口和過熱器14的進(jìn)口集箱連通，過熱器14的進(jìn)口集箱的出口 和過熱器14的進(jìn)汽口連通，過熱器14的出汽口和過熱器出口集箱的進(jìn)汽口連通，過熱器出 口集箱的出汽口和集汽集箱9及噴水減溫器10的進(jìn)口連通，集汽集箱9、噴水減溫器10出 口和主蒸汽管道11連通，噴水調(diào)節(jié)閥組的進(jìn)口和給水泵出口連通，其出口和噴水減溫器10 的進(jìn)水口連通。本實(shí)施例中，膜式水冷壁6由鋼管加焊扁鋼組成，整個(gè)水冷壁6共分12個(gè)回路，共 4片，每片3個(gè)三個(gè)回路4片水冷壁組成吊筐式結(jié)構(gòu)，通過吊掛裝置懸吊在頂板上，各水冷 壁連接部分均采用良好的金屬密封，轉(zhuǎn)向室與上省煤器15之間為鍋爐前支后吊的分界點(diǎn)， 留有膨脹間隙，采用耐高溫的非金屬膨脹節(jié)，加強(qiáng)密封效果，在膜式水冷壁四周設(shè)有上、下 兩組煤粉燃燒器，各組煤粉燃燒器為4個(gè)，同時(shí)水冷壁四周還設(shè)有4個(gè)燃油或燃?xì)廨o助燃燒 器，各組煤粉燃燒器切圓燃燒。鍋爐的給煤量用葉輪給粉機(jī)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，燃油、燃 氣量通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，鍋爐的負(fù)荷通過增減給煤量或調(diào)整使用燃燒器的個(gè)數(shù)來進(jìn)行調(diào)整。下降管5進(jìn)口和鍋筒1下部相連，下降管5入口為防止產(chǎn)生漩渦裝有格柵3和十字板。省煤器15、17的管子錯(cuò)列布置，每組省煤器的管子都設(shè)防磨瓦，所有的蛇形管彎頭的內(nèi)側(cè)和外側(cè)都設(shè)防磨瓦，有效的防止了飛灰對(duì)管子的磨損?？諝忸A(yù)熱器16、18中的上 級(jí)空氣預(yù)熱器16為一回程結(jié)構(gòu)，下級(jí)空氣預(yù)熱器18為三回程結(jié)構(gòu)，預(yù)熱器為管式，立式布置。過熱蒸汽發(fā)生器鍋筒內(nèi)布置了旋風(fēng)分離器作為一次分離元件，鍋筒上部裝有給水 清洗裝置，降低蒸汽中的SI02，鍋筒頂部布置了均汽板，通過這些分離元件保證獲得良好的 蒸汽品質(zhì)，保證過熱器的安全。由于油井驅(qū)油不需要溫度過高的蒸汽，因而本實(shí)用新型的蒸汽發(fā)生器中將過熱器 14布置在水平煙道上，且只布置了一組，噴水減溫器10安裝在集汽集箱9的后面?？諝忸A(yù)熱器分上下兩級(jí)，上級(jí)一回程，下級(jí)三回程，預(yù)熱器為管式，立式布置。給水調(diào)節(jié)閥分為兩路，一路供正常時(shí)使用，另一路為旁路，供低負(fù)荷時(shí)使用。其工藝流程為原水通過管道先進(jìn)入原水罐中，原水中的大顆粒泥沙在原水罐中 進(jìn)行初步的沉淀分離，分離后的原水用水泵加壓后通過由多介質(zhì)過濾罐、超濾裝置、反滲透 裝置、電除鹽裝置組成的除鹽裝置進(jìn)入除鹽水罐，除鹽水罐內(nèi)的除鹽水通過除鹽水泵加壓 后進(jìn)入熱力除氧器進(jìn)行熱力除氧，除氧水通過鍋爐給水泵加壓后分兩路，一路進(jìn)入噴水減 溫器對(duì)過熱蒸汽進(jìn)行調(diào)控，一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥組進(jìn)入省煤器預(yù)加熱，經(jīng)鍋筒、下降管進(jìn)入水冷壁 加熱，加熱生成的汽水混合物經(jīng)鍋筒內(nèi)的汽水分離器分離，分離后的蒸汽經(jīng)過熱器進(jìn)口集 箱、過熱器、過熱器出口集箱進(jìn)一步加熱形成過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)集汽集箱、噴水減溫器 對(duì)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控生成所需要的過熱蒸汽，最后過熱蒸汽經(jīng)蒸汽管道輸出。過熱蒸汽發(fā) 生器出口的蒸汽為具有一定過熱度的過熱蒸汽，過熱蒸汽的溫度可以通過調(diào)整噴水減溫器 的除鹽水噴入量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，蒸汽的溫度根據(jù)現(xiàn)有注汽管線的材質(zhì)、壁厚、注汽壓力情況 確定。本實(shí)用新型采用資源豐富價(jià)格便宜的原煤代替資源貧乏且價(jià)格高的原油，降低了 注汽成本，以過熱蒸汽代替飽和濕蒸汽，提高了蒸汽的驅(qū)油效果，增加了原油產(chǎn)量和采收 率，使稠油資源得到更充分的開發(fā)利用，本實(shí)用新型采用煤粉燃燒并設(shè)置油、氣輔助燃燒 器，蒸汽發(fā)生器的熱效率高達(dá)91 %，節(jié)約能源。
權(quán)利要求一種燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，包括支架，其特征在于，所述支架上設(shè)有由水冷壁圍成的爐膛，水冷壁連接有鍋筒，鍋筒中設(shè)有汽水分離器，爐膛上連接有煙道，所述的煙道包括連通的水平煙道段和豎直煙道段，豎直煙道段中設(shè)有空氣預(yù)熱器及省煤器，所述的水平煙道段中設(shè)置有一單級(jí)過熱器，該單級(jí)過熱器通過管道連接在所述的汽水分離器的出汽口上，在該單級(jí)過熱器的出口連接有噴水減溫器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器及省煤 器均分為上下兩級(jí)，空氣預(yù)熱器及省煤器交替布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述水冷壁為膜式水冷 壁，在該膜式水冷壁四周設(shè)有上、下兩組煤粉燃燒器，各組煤粉燃燒器為4個(gè)，各組煤粉燃 燒器切圓燃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，其特征在于，在所述膜式水冷壁四周 還設(shè)有4個(gè)燃油或燃?xì)廨o助燃燒器，各燃油或燃?xì)廨o助燃燒器切圓燃燒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，其特征在于，所述支架包括4根型鋼 柱，各型鋼柱間設(shè)有兩層以上的連接橫梁，型鋼柱頂端設(shè)有頂板，所述鍋筒、水冷壁、過熱 器、水平煙道均懸吊在頂板上，所述噴水減溫器固定在頂板的頂面；在支架一側(cè)還設(shè)有由4 根鋼柱橫梁、斜拉條組成的獨(dú)立鋼架，用于空氣預(yù)熱器和省煤器的支撐。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃煤過熱蒸汽發(fā)生器，在其支架上設(shè)有由水冷壁圍成的爐膛，水冷壁連接有鍋筒，鍋筒中設(shè)有汽水分離器，爐膛上連接有煙道，煙道包括連通的水平煙道段和豎直煙道段，豎直煙道段中設(shè)有空氣預(yù)熱器及省煤器，水平煙道段中設(shè)置有一單級(jí)過熱器，該單級(jí)過熱器通過管道連接在所述的汽水分離器的出汽口上，在該單級(jí)過熱器的出口連接有噴水減溫器。本實(shí)用新型通過爐膛煙道中設(shè)置的單級(jí)過熱器將現(xiàn)有的濕飽和蒸汽進(jìn)行過熱加熱，使蒸汽的熱焓進(jìn)一步增加，提高了蒸汽在超稠油井中的驅(qū)油效果；過熱器后部連接噴水減溫器使得過熱蒸汽的溫度控制非常方便，增設(shè)的燃油或燃?xì)獾妮o助燃燒器可以實(shí)現(xiàn)原煤或煤、油、氣的混燒，鍋爐的應(yīng)用范圍更廣泛。
文檔編號(hào)F22B21/02GK201599783SQ20102004108
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者呂燕芳, 張建國, 方云, 李仁多, 李濤 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)河南石油勘探局勘察設(shè)計(jì)研究院