專利名稱：光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種石油行業(yè)熱力開(kāi)采的專用設(shè)備。它是利用所產(chǎn)生的高溫高壓濕蒸汽注入油井，加熱油層中的原油以降低稠油的粘度，增加稠油的流動(dòng)性，從而能夠極大地提高稠油的采收率。具體是一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器。
背景技術(shù)：
油田蒸汽發(fā)生器是油田稠油開(kāi)采的核心設(shè)備，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)始于八十年代初期，我公司是國(guó)內(nèi)最早生產(chǎn)該設(shè)備的企業(yè)。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的蒸汽發(fā)生器的對(duì)流段管束均為光管和翅片管的組合形式，這樣既保證了換熱面積又節(jié)省了空間，使模塊的體積大大地減小。但是，翅片管的清灰問(wèn)題一直困擾著油田用戶，這就需要有一種更加趨于合理的結(jié)構(gòu)形式來(lái) 解決這個(gè)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于為了克服上述的不足，提供一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，它能夠解決翅片管的清灰問(wèn)題，進(jìn)一步提高蒸汽發(fā)生器的熱效率，并解決對(duì)流段爐管清灰難的問(wèn)題，確定開(kāi)發(fā)新型小光管對(duì)流段，達(dá)到油田用戶對(duì)蒸汽發(fā)生器節(jié)能減排的要求。本實(shí)用新型目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，包括輻射段、對(duì)流段、煙 、水-水換熱器、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、控制柜、橇座及過(guò)渡段，所述的輻射段、對(duì)流段、煙 、水-水換熱器、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、控制柜、橇座及過(guò)渡段均以模塊形式組裝在橇座上；所述的對(duì)流段全部由光管組成的矩形結(jié)構(gòu)，其管束全部由往復(fù)彎曲的蛇形小光管的管排組成，這些管排前后錯(cuò)列布置，并集中連接到上、下兩個(gè)集箱上，對(duì)流段設(shè)在過(guò)渡段的頂部，過(guò)渡段緊挨輻射段后端，水-水換熱器為套管形式的蛇形往復(fù)管的結(jié)構(gòu)置于輻射段側(cè)面。所述的輻射段是圓筒形墻體，內(nèi)壁襯為硅酸鋁耐火纖維，尾端設(shè)有方型煙氣通道，所述的輻射段管束為單回路直管蛇形往復(fù)排列成圓筒形結(jié)構(gòu)；所述的輻射段連通設(shè)置閥門的蒸汽出口和放空口。所述的燃燒器依次連通輻射段、對(duì)流段、過(guò)渡段、煙 ;所述的燃燒器連通設(shè)置安全閥門的燃?xì)馊肟诤腿加腿肟?；燃油管線設(shè)有油加熱器和電加熱器。所述的控制柜為可編程的自控化控制器+觸摸屏組成控制系統(tǒng)。所述的輻射段、水-水換熱器、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、控制盤和給水泵等設(shè)置在同一橇座上。所述的對(duì)流段、煙 設(shè)置在過(guò)渡段上部，通過(guò)過(guò)渡段的四個(gè)立柱直接與地面基礎(chǔ)的地腳螺栓連接固定，對(duì)流段頂部設(shè)置煙囪。本實(shí)用新型光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器是立式直流鍋爐，輻射段與對(duì)流段為單回程直管水平蛇形排布，輻射段燃燒室為圓形，爐膛壓力為微正壓，對(duì)流段為矩形，對(duì)流段安裝在過(guò)渡段上，過(guò)渡段緊挨輻射段布置，這樣既縮小了爐體長(zhǎng)度，又方便分體運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)模塊組裝，自動(dòng)化程度高。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型圖I俯視示意圖；圖3是本實(shí)用新型圖I右視示意圖；圖4是本實(shí)用新型圖I后視示意圖；圖5是本實(shí)用新型工作流程示意圖；圖6是本實(shí)用新型輻射段管束示意圖；圖7是圖6左視輻射段管束示意圖；圖8是本實(shí)用新型對(duì)流段管束示意圖。編號(hào)說(shuō)明I.輻射段； 2.對(duì)流段； 3.煙囪； 4.水-水換熱器；5.油加熱器；6.電加熱器；7.燃燒器； 8.鼓風(fēng)機(jī)；9.控制柜； 10.給水泵；11.水汽管線；12.橇座；13.過(guò)渡段；14.燃?xì)夤芫€；15.燃油管線。1101.給水入口 ；1102.蒸汽出口 ；1103.放空口 ；1401.燃?xì)馊肟?；1501.燃油入口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，包括輻射段I、對(duì)流段2、煙囪3、水-水換熱器4、燃燒器7、鼓風(fēng)機(jī)8、控制柜9、橇座12及過(guò)渡段13等，所述的輻射段I、水-水換熱器4、燃燒器7、鼓風(fēng)機(jī)8、控制柜9及管線等均以模塊形式組裝在橇座12上。所述的輻射段I是圓筒形墻體，內(nèi)壁襯為硅酸鋁耐火纖維，尾端設(shè)有方型煙氣通道，所述的輻射段管束101為單回路直管蛇形往復(fù)排列成圓筒形結(jié)構(gòu)，見(jiàn)輻射段管束示意6、7圖。所述的對(duì)流段2是全部由光管組成的矩形結(jié)構(gòu)。其管束201全部由往復(fù)彎曲的蛇形小光管的管排組成的，這些管排前后錯(cuò)列布置，并集中連接到上、下兩個(gè)集箱上，如對(duì)流段管束示意圖。所述的對(duì)流段2布置在過(guò)渡段13的頂部，過(guò)渡段13緊挨輻射段I的后端布置。所述的水-水換熱器4是采用套管形式組成的蛇形往復(fù)管形結(jié)構(gòu)，布置在輻射段的側(cè)面。所述的燃燒器7直接依次連通輻射段I、對(duì)流段2、煙囪3，燃燒器7連通設(shè)置安全閥門的燃?xì)馊肟?1401和燃油入口 1501。所述的燃油管線15設(shè)有油加熱器5和電加熱器6。所述的控制柜9為可編程自控化控制器+觸摸屏組成控制系統(tǒng)。為已有技術(shù)。不贅述。所述的輻射段I連通設(shè)置閥門的蒸汽出口 1102和放空口 1103，對(duì)流段2頂部設(shè)置煙囪3。所述的輻射段I、水-水換熱器4、燃燒器7、鼓風(fēng)機(jī)8、控制盤9和給水泵10等設(shè)置在同一橇座12上。所述的對(duì)流段2、煙囪3設(shè)置在過(guò)渡段13上部，通過(guò)過(guò)渡段13的四個(gè)立柱直接與地面基礎(chǔ)的地腳螺栓連接固定。本鍋爐結(jié)構(gòu)部分概括為三大段即輻射段I、對(duì)流段2 ;過(guò)渡段13，三大系統(tǒng)SP水汽系統(tǒng)(水汽管線11)、燃燒系統(tǒng)(燃燒器7、燃油管線、燃?xì)夤芫€)、自控系統(tǒng)(控制柜9)。所述的輻射段I正常運(yùn)行時(shí)殼體外表面平均溫度小于50°C。輻射段管束為單回路直管蛇形往復(fù)排列成圓筒形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了受熱面的傳熱以及安全運(yùn)行，考慮了燃燒器最大火焰調(diào)節(jié)尺寸，使火焰與管束不產(chǎn)生貼邊現(xiàn)象等情況。采用管子與爐墻間最佳距離，這是根據(jù)直接吸收輻射熱及反射輻射熱來(lái)確定的。爐管沿輻射段墻體內(nèi)壁縱向蛇形排布，形成一套水汽循環(huán)。其熱效率高、熱輻射效果好。 所述的對(duì)流段2是由光管組成的矩形結(jié)構(gòu)。內(nèi)壁襯有硅酸鋁耐火纖維，正常運(yùn)行時(shí)，殼體外表面平均溫度低于50°C。其管束全部由往復(fù)彎曲的蛇形小光管的管排組成，這些管排前后錯(cuò)列布置，并集中連接到上、下兩個(gè)集箱上，使管內(nèi)的介質(zhì)流速更加均勻。如圖所
/Jn o所述的對(duì)流段2全部采用了光管，使得清灰更加容易、便捷，從而大大提高了換熱效率，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。所述的自控系統(tǒng)是采用PLC (可編程自控化的控制器)+觸摸屏組成控制系統(tǒng)。主要功能特點(diǎn)(I)蒸汽出口溫度報(bào)警值動(dòng)態(tài)跟蹤、實(shí)時(shí)計(jì)算，無(wú)須人工設(shè)定；(2)人機(jī)界面直觀、友好，維護(hù)方便，操作便捷；(3)系統(tǒng)具有自診斷功能，故障率低；(4)系統(tǒng)具有豐富的數(shù)據(jù)管理功能，歷史數(shù)據(jù)可以永久存儲(chǔ)；(5)趨于人性化設(shè)計(jì)，其性能可靠、安全、穩(wěn)定；(6)具有通用數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)上瀏覽與存儲(chǔ)，符合當(dāng)今油田數(shù)據(jù)化管
理的需要。所述的水汽系統(tǒng)水汽系統(tǒng)是指從給水入口 1101至蒸汽出口 1102之間的水汽通道，是由輻射受熱面、對(duì)流受熱面以及其范圍內(nèi)管道組成的流程系統(tǒng)，如流程圖所示，是鍋爐的主要受壓組件，為了安全高效的運(yùn)行，它安裝了如下器件I.安裝了入口減震器及出口減震器，減少柱塞泵震動(dòng)。2.給水泵出口設(shè)置安全閥，防止給水泵超壓。3.給水泵出口設(shè)置單向閥以防倒流。4.測(cè)量孔板及計(jì)量系統(tǒng)使給水從給水泵出口在進(jìn)入對(duì)流段流程之前得到流量控制和計(jì)量。5.水-水換熱器及旁通截止閥用于調(diào)節(jié)水溫，使給水在進(jìn)入對(duì)流段之前溫度恒定在110-120°C左右，給水溫度提高到煙氣露點(diǎn)以上，以避免煙氣對(duì)管壁的低溫腐蝕。6.蒸汽出口設(shè)置安全閥是保護(hù)設(shè)備和人身安全而設(shè)置的重要安全件。7.蒸汽出口設(shè)置單向閥、截止閥防止注井蒸汽倒流、控制注井蒸汽。[0055]8.流程上設(shè)置管座用于就地和遠(yuǎn)傳壓力、溫度儀表及排放空氣。9.蒸汽出口旁通截止閥及管路用于啟爐初始時(shí)期排放。所述的燃燒系統(tǒng)由燃燒器7(自帶鼓風(fēng)機(jī))、爐膛、煙氣通道等組成。煙氣通道上設(shè)有煙溫?zé)犭娕?。所述的燃油系統(tǒng)包括進(jìn)油及回油管路、壓力調(diào)節(jié)器、電加熱器、燃油-蒸汽加熱器、油溫調(diào)節(jié)閥、燃油過(guò)濾器、流量控制閥、燃油流量計(jì)、電磁閥等。電加熱器在啟爐初期使用，當(dāng)運(yùn)行產(chǎn)生40%干度的蒸汽后，轉(zhuǎn)成蒸汽加熱燃油時(shí)即停止加熱或補(bǔ)償。電加熱器采用防爆產(chǎn)品，由熱偶、PLC、油溫調(diào)節(jié)閥組成溫控PID調(diào)節(jié)回路，實(shí)現(xiàn)油溫控制恒定、使用安全可靠，如流程圖所示。所述的燃?xì)庀到y(tǒng)主燃部件和引燃部件兩部分組成所述的主燃部件包括燃燒器、電動(dòng)切斷閥、放空電磁閥、燃?xì)饬髁坑?jì)、自力式壓力調(diào)節(jié)閥、膨脹管等。在切斷供給天然氣瞬間，放空電磁閥帶電，將二只電動(dòng)切斷閥之間存留的氣體釋放排空。所述的引燃部件包括壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、點(diǎn)火槍等，主火焰形成之前先點(diǎn)燃引燃火，如流程圖所示。上述零部件為現(xiàn)有產(chǎn)品市場(chǎng)有售。所述的霧化形式包括空氣霧化或蒸汽霧化?？諝忪F化時(shí)空氣經(jīng)壓縮調(diào)壓后進(jìn)入油槍將油料霧化；蒸汽霧化時(shí)蒸汽經(jīng)一級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥減壓后再經(jīng)二級(jí)穩(wěn)壓進(jìn)入油槍將油料霧化，如流程圖所示。這為現(xiàn)有技術(shù)。所述的取樣冷卻系統(tǒng)包括取樣冷卻器、蒸汽過(guò)濾器、閥門、管線和一個(gè)水槽。用于取樣分析蒸汽中水的成分，并計(jì)算干度，如流程圖所示。這為現(xiàn)有技術(shù)。各部件間連接方式為保證安全穩(wěn)定運(yùn)行，鍋爐的輻射段I與對(duì)流段2之間，以及它們與橇座12之間采用了焊接的連接方式，這樣既能使煙氣得到可靠的密封，減少熱量損失，并能保證操作人員的人身安全。同時(shí)，又避免了設(shè)備運(yùn)行時(shí)造成連接處松動(dòng)。所述的燃燒器7與輻射段的端蓋以及煙囪3與對(duì)流段2用螺栓連接，這樣便于設(shè)備的檢修和清洗。本實(shí)用新型為滿足用戶要求對(duì)以下系列產(chǎn)品進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)。主要技術(shù)參數(shù)I 鍋爐型號(hào)YZG23_21(17. 2)_D2.額定蒸發(fā)量23t/h3 工作壓力21 (17. 2) MPa4.蒸汽溫度370 (353) V5.蒸汽干度80%6.熱效率 彡90%7.燃料油、氣8.控制方式PLC+觸摸屏實(shí)驗(yàn)證明對(duì)流段原有光管加翅片管的設(shè)計(jì)，全部改為光管和集箱布置，改善了管內(nèi)水流狀況。并且,清灰更加容易、便捷。熱效率大大提高。同時(shí)，它具備如下優(yōu)點(diǎn)(I)爐管改為小光管，管子表面不易積灰，熱效率提高；(2)采用集箱結(jié)構(gòu)，改善了管內(nèi)水流狀況，使流速更加均勻；(3)爐管彎頭部位改為彎制，取消了彎頭，減少焊接作業(yè)量，降低制造成本，保證產(chǎn)品的質(zhì)量；(4)采用先進(jìn)的控制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)鍋爐流量及出口溫度保持恒定，自動(dòng)化程度大大提聞。
權(quán)利要求1.一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，包括輻射段(I)、對(duì)流段(2)、煙囪(3)、水-水換熱器(4)、燃燒器(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)、控制柜(9)、橇座(12)及過(guò)渡段(13)，其特征在于所述的輻射段(I)、對(duì)流段(2)、煙囪(3)、水-水換熱器(4)、燃燒器(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)、控制柜(9)、橇座(12)及過(guò)渡段均以模塊形式組裝在橇座(12)上；所述的對(duì)流段(2)全部由光管組成的矩形結(jié)構(gòu)，其管束(201)全部由往復(fù)彎曲的蛇形小光管的管排組成，這些管排前后錯(cuò)列布置，并集中連接到上、下兩個(gè)集箱上，對(duì)流段(2)設(shè)在過(guò)渡段(13)的頂部，過(guò)渡段(13)緊挨輻射段(I)后端，水-水換熱器(4)為套管形式的蛇形往復(fù)管的結(jié)構(gòu)置于輻射段(I)側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述的輻射段(I)是圓筒形墻體，內(nèi)壁襯為硅酸鋁耐火纖維，尾端設(shè)有方型煙氣通道，所述的輻射段管束(101)為單回路直管蛇形往復(fù)排列成圓筒形結(jié)構(gòu)；所述的輻射段(I)連通設(shè)置閥門的蒸汽出口 (1102)和放空ロ (1103)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述的燃燒器(7)依次連通輻射段(I)、對(duì)流段(2)、過(guò)渡段(13)、煙囪(3);所述的燃燒器(7)連通設(shè)置安全閥門的燃?xì)馊肟?1401)和燃油入口(1501);燃油管線(15)設(shè)有油加熱器(5)和電加熱器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述的控制柜(9)為可編程的自控化控制器+觸摸屏組成控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述的輻射 段(I)、水-水換熱器(4)、燃燒器(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)、控制盤(9)和給水泵(10)等設(shè)置在同一橇座(12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，其特征在于所述的對(duì)流段(2)、煙囪(3)設(shè)置在過(guò)渡段(13)上部，通過(guò)過(guò)渡段(13)的四個(gè)立柱直接與地面基礎(chǔ)的地腳螺栓連接固定，對(duì)流段(2)頂部設(shè)置煙囪(3)。
專利摘要一種光管及集箱式油田專用蒸汽發(fā)生器，包括輻射段、對(duì)流段、煙囪、水-水換熱器、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、控制柜、橇座及過(guò)渡段，其特征在于所述的輻射段、對(duì)流段、煙囪、水-水換熱器、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、控制柜、橇座及過(guò)渡段均以模塊形式組裝在橇座上；所述的對(duì)流段全部由光管組成的矩形結(jié)構(gòu)，其管束全部由往復(fù)彎曲的蛇形小光管的管排組成，這些管排前后錯(cuò)列布置，并集中連接到上、下兩個(gè)集箱上，對(duì)流段設(shè)在過(guò)渡段的頂部，過(guò)渡段緊挨輻射段后端，水-水換熱器為套管形式的蛇形往復(fù)管的結(jié)構(gòu)置于輻射段側(cè)面。它清灰更加容易、便捷，熱效率大大提高，模塊形式組裝在橇座上，運(yùn)輸方便。
文檔編號(hào)F22B37/02GK202470019SQ201220022168
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者孫巖, 孫新利, 張曉明, 李玉峰, 李玉福, 杜慶吉, 樊海軒, 竇成秋, 繆素景, 蘇廣文, 郭恩廣, 韓建荒, 韓玉秋, 高峰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣第八建設(shè)有限公司