專利名稱：小型化注汽鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)于一種注汽鍋爐，特別有關(guān)于一種應(yīng)用于海上油田石油勘探、油氣田開發(fā)的小型化注汽鍋爐。
背景技術(shù)：
油田注汽鍋爐是隨著稠油熱采技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型的工業(yè)鍋爐，它不同于一般意義上的熱水鍋爐或蒸汽鍋爐，油田注汽鍋爐是將增壓后的軟化水加熱蒸發(fā)成飽和濕蒸汽，干度為70%左右，然后將所生產(chǎn)的高溫、高壓濕蒸汽強(qiáng)制送入地下油層，加熱油層中的原油，降低稠油的粘度，從而增加稠油的流動(dòng)性，這樣能夠大幅度地提高稠油的采收率。現(xiàn)有陸地上應(yīng)用的注汽鍋爐通常是臥式直流水管鍋爐，該注汽鍋爐的額定注汽量為22. 5t/h，其主要由輻射段、連接在輻射段尾部的過度段、設(shè)置在過度段上方的對(duì)流段和位于輻射段側(cè)邊的給水預(yù)熱器組成。其中，輻射段是由鋼板卷制而成的臥式圓筒，其直徑為4米，長(zhǎng)為27米，在輻射段的內(nèi)壁面上襯以硅酸鋁耐火纖維材料制成的爐襯以保護(hù)輻射段外殼，靠近爐襯處設(shè)有往復(fù)排列的盤管，中間形成寬敞的爐膛，輻射段是注汽鍋爐的主要受熱面，爐膛里的盤管直接受火焰的輻射熱、煙氣的對(duì)流熱和爐襯的反射熱，然后再把所接收的熱量傳遞給盤管內(nèi)的循環(huán)水，使水變成水蒸汽，進(jìn)而通入井下稠油油層中；對(duì)流段是由光管和鰭片管組成的矩形結(jié)構(gòu)，光管與鰭片管設(shè)置有多層，并且相互平行的往復(fù)排列在對(duì)流段的內(nèi)部，對(duì)流段是注汽鍋爐的輔助受熱面，它利用輻射段內(nèi)煙氣的余熱加熱流入光管和鰭片管的鍋爐給水，并將該鍋爐給水通入輻射段的盤管中；過度段是連接在輻射段與對(duì)流段之間起連接受熱面作用的一個(gè)半圓形煙氣轉(zhuǎn)換通道，輻射段的爐膛出口煙溫高達(dá) IOOO0C，過度段主要用于降低輻射段的排煙溫度；給水預(yù)熱器采用套管形式進(jìn)行熱交換，它主要用來(lái)加熱到對(duì)流段的給水，以便入口水溫提高并超過煙氣的露點(diǎn)溫度，從而避免煙氣中的水蒸汽在對(duì)流段管束上凝結(jié)而造成管子的低溫腐蝕。隨著油田開發(fā)的不斷深入，海上油田的開發(fā)已經(jīng)提到了議事日程，由于海上油田是在平臺(tái)上作業(yè)，受平臺(tái)面積的限制，海上油田設(shè)備要求布置緊湊、安全高效且自動(dòng)化程度高，現(xiàn)有陸地上應(yīng)用的注汽鍋爐占地面積太大，且鍋爐注汽效果不高，其已經(jīng)不能滿足海上油田的作業(yè)要求，因此，有必要提供一種新型的注汽鍋爐，來(lái)克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種小型化注汽鍋爐，其占地面積小，且熱效率高，能夠適用于海上油田平臺(tái)的作業(yè)要求。本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型提供一種小型化注汽鍋爐，所述小型化注汽鍋爐包括輻射段，其內(nèi)設(shè)有往復(fù)排列的盤管，所述輻射段的頭部設(shè)有燃燒器；對(duì)流段，其設(shè)置在所述輻射段的尾部上方，所述對(duì)流段內(nèi)設(shè)有多層相互平行的往復(fù)排列的管束；水-水熱交換器，其位于所述輻射段的一側(cè)下方，所述水-水熱交換器由內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管組成，所述外管的出水端與所述管束的進(jìn)水端相連，所述內(nèi)管連接在所述盤管的進(jìn)水端與所述管束的出水端之間。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述管束由光管和與所述光管相連的翅片管組成，所述翅片管通過所述內(nèi)管與所述盤管相連，所述光管連接所述外管。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述光管設(shè)置在所述翅片管的下方。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述對(duì)流段上安裝有蒸汽吹灰器。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述輻射段呈臥式圓筒形，其直徑為4. 2米，長(zhǎng)為18米。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述對(duì)流段呈上窄下寬的梯形結(jié)構(gòu)，其底邊寬度為2. 5米， 高為3. 9米，長(zhǎng)為3. 6米。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述對(duì)流段的上方連接有煙囪。本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是一、本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，對(duì)流段直接設(shè)置在輻射段的尾部上方，大大減小了注汽鍋爐的占地面積，并且輻射段爐膛內(nèi)的煙氣會(huì)直接作用至對(duì)流段的管束上，提高了對(duì)流段管束中鍋爐給水的熱交換率，節(jié)省了注汽鍋爐的燃料，提高了注汽鍋爐的熱效率。 另外，將水-水熱交換器放置在該小型化注汽鍋爐的輻射段一側(cè)下方，進(jìn)一步減小了注汽鍋爐的占地面積，使其適用于海上油田的作業(yè)要求。二、本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，對(duì)流段是由光管和翅片管組成的梯形結(jié)構(gòu)，位于煙氣入口處的光管作為溫度緩沖管以降低煙溫，翅片管有效的減少了對(duì)流段管束的長(zhǎng)度，使對(duì)流段整體體積有所縮小，并且對(duì)流段設(shè)計(jì)為梯形結(jié)構(gòu)，其煙氣通道的面積從下往上逐漸減小，煙氣流速逐漸增強(qiáng)，煙氣傳熱效果較好。三、本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，在對(duì)流段的側(cè)壁上安裝蒸汽吹灰器，可以延長(zhǎng)注汽鍋爐的人工吹灰周期，提高注汽鍋爐的熱效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐的主視圖。圖2為圖1的A-A向剖視圖。圖3為本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐的側(cè)視圖。圖4為本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐的對(duì)流段的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種小型化注汽鍋爐，其包括輻射段1、對(duì)流段2和水-水熱交換器3。其中，輻射段1內(nèi)設(shè)有往復(fù)排列的盤管11，所述輻射段1的頭部12設(shè)有燃燒器4 ；對(duì)流段2設(shè)置在所述輻射段1的尾部13上方，所述對(duì)流段2內(nèi)設(shè)有多層相互平行的往復(fù)排列的管束21 ；水-水熱交換器3位于所述輻射段1的一側(cè)下方，所述水-水熱交換器3由內(nèi)管31和套設(shè)在所述內(nèi)管31外的外管32組成，所述外管32的出水端321與所述管束21的進(jìn)水端211相連，所述內(nèi)管31連接在所述盤管11的進(jìn)水端111與所述管束 21的出水端212之間。具體是，請(qǐng)配合參考圖2和圖3，輻射段1是由鋼板卷制而成的臥式圓筒，在輻射段 1的內(nèi)側(cè)壁上襯以硅酸鋁耐火纖維材料制成的爐襯14，用以保護(hù)輻射段1的外殼；靠近爐襯 14處設(shè)有往復(fù)排列的盤管11，中間形成爐膛15。連接在輻射段1頭部12的燃燒器4用于向輻射段1爐膛15內(nèi)噴射火焰，爐膛15里的盤管11直接受火焰的輻射熱、煙氣的對(duì)流熱和爐襯14的反射熱，然后再把所接收的熱量傳遞給盤管11內(nèi)的循環(huán)水，使水蒸發(fā)形成水蒸氣，進(jìn)而從盤管11的蒸汽出口處112排入井下稠油油層中。請(qǐng)配合參考圖4，對(duì)流段2的內(nèi)側(cè)壁上也襯以硅酸鋁耐火纖維材料制成的絕熱層 22，管束21設(shè)置有多層且往復(fù)排列在對(duì)流段2的內(nèi)部，用以接收外部水泵傳輸?shù)腻仩t給水， 并將該鍋爐給水輸送至輻射段1的盤管11中。當(dāng)燃燒器4向輻射段1的爐膛15內(nèi)噴射火焰時(shí)，燃料燃燒后的高溫?zé)煔鈺?huì)直接順著輻射段1的爐膛15流入對(duì)流段2內(nèi)，此時(shí)煙氣會(huì)與對(duì)流段2管束21中的鍋爐給水進(jìn)行熱量交換，管束21中的鍋爐給水溫度升高，煙氣的溫度隨之降低。本實(shí)用新型充分利用煙氣的余熱加熱流入盤管11中的鍋爐給水，使盤管11 中的循環(huán)水蒸發(fā)為水蒸汽所需的熱量有所降低，這樣可以大大減小燃燒器4的燃料用量， 提高注汽鍋爐的熱效率。另外，對(duì)流段2直接設(shè)置在輻射段1的尾部13上方，在長(zhǎng)度方向上大大減小了注汽鍋爐的占地面積，使本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐可適于在海上油田小空間的平臺(tái)上進(jìn)行作業(yè)。水-水熱交換器3大體呈U形，其設(shè)置在輻射段1與地面相對(duì)的圓筒外殼的下方， 并不會(huì)超過輻射段1直徑所在的最寬位置，在寬度方向上減少了注汽鍋爐的占地面積。本實(shí)用新型的水-水熱交換器3采用外管32套設(shè)于內(nèi)管31的套管形式進(jìn)行熱交換，當(dāng)外部高壓水泵將鍋爐給水泵入對(duì)流段2的管束21之前先要經(jīng)過水-水熱交換器3的外管32，而水-水熱交換器3的內(nèi)管31接收管束21出水端212的經(jīng)爐膛15煙氣熱量交換后的溫度較高的鍋爐給水，此時(shí)，內(nèi)管31與外管32之間溫差較大，固產(chǎn)生熱交換，熱量交換的結(jié)果使內(nèi)管31中的水溫度降低，而外管32中的水溫度升高。因此，該水-水熱交換器3實(shí)際上是對(duì)流入對(duì)流段2的鍋爐給水進(jìn)行了加熱，以使對(duì)流段2管束21的入口水溫提高并超過煙氣的露點(diǎn)溫度，從而避免爐膛15中煙氣與對(duì)流段2的管束21進(jìn)行熱量交換，煙氣中的水蒸汽在對(duì)流段2的管束21上凝結(jié)而造成管束21的低溫腐蝕。本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，將對(duì)流段2直接設(shè)置在輻射段1的尾部13上方， 并充分利用輻射段1爐膛15內(nèi)的煙氣余熱加熱流入輻射段1盤管11中的循環(huán)水，其占地面積更小，鍋爐的熱效果更高。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述管束21由光管213和與所述光管213相連的翅片管214組成，所述翅片管214通過所述內(nèi)管31與所述盤管11相連，所述光管213連接所述外管32。具體是，所述光管213設(shè)置在所述翅片管214的下方，在本實(shí)用新型中，對(duì)流段2內(nèi)設(shè)有三到四層往復(fù)排列且相互串聯(lián)在一起的光管213，光管213用于降低爐膛15 內(nèi)排出的煙氣溫度，起到溫度緩沖的作用；連接在光管213上方的多層往復(fù)排列且串聯(lián)在一起的翅片管214用以進(jìn)一步吸收煙氣的余熱，翅片管214上的翅片相應(yīng)增加了熱量交換的面積，使其具有很好的熱交換能力，并且采用翅片管214進(jìn)行熱量交換可以相應(yīng)減小對(duì)流段2管束21的長(zhǎng)度，使對(duì)流段2的整體體積有所縮小。當(dāng)然，為使對(duì)流段2內(nèi)的管束21 與煙氣進(jìn)行更多的熱量交換，可在對(duì)流段2的高度方向上再增加幾層翅片管214，不僅不會(huì)使注汽鍋爐的占地面積增加，而且還可提高注汽鍋爐的熱效率。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，在所述對(duì)流段2上安裝有蒸汽吹灰器5。具體是，在本實(shí)用新型中，對(duì)流段2的側(cè)壁上安裝有四個(gè)蒸汽吹灰器5，蒸汽吹灰器5用于將對(duì)流段2內(nèi)翅片管214上的積灰清除，可以延長(zhǎng)注汽鍋爐的人工吹灰周期，提高注汽鍋爐的熱效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在本實(shí)用新型中，所述輻射段1呈臥式圓筒形，其直徑d為4. 2米，長(zhǎng)a為18米。 所述對(duì)流段2呈上窄下寬的梯形結(jié)構(gòu)，其底邊寬度b為2. 5米，高h(yuǎn)為3. 9米，長(zhǎng)a’為3. 6 米。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)尺寸的小型化注汽鍋爐，其占地面積比原有陸地上用的注汽鍋爐的占地面積縮小了三分之一以上，特別適用于海上油田的小空間作業(yè)平臺(tái)。另外，對(duì)流段2采用梯形結(jié)構(gòu)，其煙氣通道23的面積由下往上逐漸減小，煙氣流速逐漸增強(qiáng)，煙氣傳熱效果更好。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述對(duì)流段2的上方連接有煙囪6，以利排煙。 另外，本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，還在輻射段1頭部12的上方搭建有全封閉的操作室 7，以便將該小型化注汽鍋爐的輔助設(shè)備，例如，監(jiān)視儀器儀表、操作控制設(shè)備等，集中在該操作室7內(nèi)，不但方便維修，而且也可減少海上特殊情況對(duì)設(shè)備儀表的腐蝕損壞等。以上所述僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開的內(nèi)容可以對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述小型化注汽鍋爐包括輻射段，其內(nèi)設(shè)有往復(fù)排列的盤管，所述輻射段的頭部設(shè)有燃燒器；對(duì)流段，其設(shè)置在所述輻射段的尾部上方，所述對(duì)流段內(nèi)設(shè)有多層相互平行的往復(fù)排列的管束；水-水熱交換器，其位于所述輻射段的一側(cè)下方，所述水-水熱交換器由內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管組成，所述外管的出水端與所述管束的進(jìn)水端相連，所述內(nèi)管連接在所述盤管的進(jìn)水端與所述管束的出水端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述管束由光管和與所述光管相連的翅片管組成，所述翅片管通過所述內(nèi)管與所述盤管相連，所述光管連接所述外管。
3.如權(quán)利要求2所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述光管設(shè)置在所述翅片管的下方。
4.如權(quán)利要求1所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，在所述對(duì)流段上安裝有蒸汽吹灰器。
5.如權(quán)利要求1所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述輻射段呈臥式圓筒形，其直徑為4. 2米，長(zhǎng)為18米。
6.如權(quán)利要求1所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述對(duì)流段呈上窄下寬的梯形結(jié)構(gòu)，其底邊寬度為2. 5米，高為3. 9米，長(zhǎng)為3. 6米。
7.如權(quán)利要求1所述的小型化注汽鍋爐，其特征在于，所述對(duì)流段的上方連接有煙囪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種小型化注汽鍋爐，其包括輻射段，其內(nèi)設(shè)有往復(fù)排列的盤管，所述輻射段的頭部設(shè)有燃燒器；對(duì)流段，其設(shè)置在所述輻射段的尾部上方，所述對(duì)流段內(nèi)設(shè)有多層相互平行的往復(fù)排列的管束；水-水熱交換器，其位于所述輻射段的一側(cè)下方，所述水-水熱交換器由內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管外的外管組成，所述外管的出水端與所述管束的進(jìn)水端相連，所述內(nèi)管連接在所述盤管的進(jìn)水端與所述管束的出水端之間。本實(shí)用新型的小型化注汽鍋爐，占地面積小，且熱效率高，能夠適用于海上油田平臺(tái)的作業(yè)要求。
文檔編號(hào)F28F1/24GK202253562SQ20112035984
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者馮久鴻, 李娟娟, 李琦, 畢研斌, 王占勝, 趙雅麗, 鄭志, 陳瑩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司