一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高鍋爐換熱系數(shù)的方法，特別是關(guān)于一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海上稠油資源豐富，需要采用注蒸汽方式開采，陸地油田稠油熱采使用的注蒸汽鍋爐雖然可以提供所需要的蒸汽，但是體積和占地面積較大，不能適應(yīng)海上平臺(tái)小型化的需要。而目前市場(chǎng)上的海上平臺(tái)用鍋爐主要通過鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化達(dá)到鍋爐小型化的目的。雖然鍋爐蒸發(fā)段水側(cè)換熱系數(shù)可高達(dá)200到15000W/(m2.K)，但由于燃?xì)鈧?cè)的換熱系數(shù)很小，一般僅能達(dá)到5?25W/(m2.K)左右，成為阻礙提高換熱系數(shù)，減小換熱面積和換熱器尺寸的主要障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可有效提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其包括以下步驟:1)在注蒸汽鍋爐底部，位于燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置布風(fēng)板，布風(fēng)板和換熱管束之間形成一個(gè)換熱段；2)在布風(fēng)板和換熱管束之間的換熱段填充有若干固體顆粒；3)燃燒氣體吹動(dòng)固體顆粒，使固體顆粒沸騰，固體顆粒在注蒸汽鍋爐內(nèi)的高度增加，由換熱管束下方上升至換熱管束上方，浸沒換熱管束，提高氣流與換熱管束之間的換熱系數(shù)。
[0005]所述步驟2)中，固體顆粒采用球形材料。
[0006]所述步驟3)中，通過所述注蒸汽鍋爐上的進(jìn)氣閥控制燃燒氣體的氣流速度。
[0007]所述步驟3)中調(diào)節(jié)氣流速度在I?5m/s之間，將換熱系數(shù)控制在100到400W/(m2.K)之間。
[0008]在所述換熱管束表面設(shè)置有鰭狀換熱片。
[0009]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于采用在注蒸汽鍋爐中燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置的布風(fēng)板上布置一層固體顆粒，固體顆粒由于燃燒氣體的吹動(dòng)處于沸騰狀態(tài)，可有效提高氣流與換熱管之間的換熱系數(shù)，最大可以達(dá)到400W/(m2.K)，可以大幅度縮小換熱面積。2、本發(fā)明由于采用球形材料的固體顆粒，從而減少了固體顆粒對(duì)注蒸汽鍋爐中換熱管束的磨損。3、本發(fā)明由于采用帶鰭狀換熱片的換熱管束，進(jìn)一步提高氣流與換熱管之間的換熱系數(shù)。綜上所述，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于稠油熱采工藝中。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明提供一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，包括以下步驟:
[0013]I)在注蒸汽鍋爐2底部，位于燃燒氣體和換熱管束3之間設(shè)置布風(fēng)板1，布風(fēng)板I和換熱管束3之間形成一個(gè)換熱段。
[0014]2)在布風(fēng)板I和換熱管束3之間的換熱段填充有若干固體顆粒4。
[0015]3)注蒸汽鍋爐2工作時(shí)，燃燒氣體吹動(dòng)固體顆粒4，使固體顆粒4沸騰，固體顆粒4在注蒸汽鍋爐2內(nèi)的高度增加，由換熱管束3下方上升至換熱管束3上方，將換熱管束浸沒；如圖1所示，由A面上升到B面，有效提高氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)，使得氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)最大可提高到400W/(m2.K)。
[0016]上述步驟2)中，固體顆粒4采用直徑為0.5mm?0.8mm的球形材料，如含娃量高的玻璃微珠，可減少固體顆粒4對(duì)換熱管束3的磨損。
[0017]上述步驟3)中，可以根據(jù)需要，通過注蒸汽鍋爐2上現(xiàn)有的進(jìn)氣閥控制燃燒氣體的氣流速度，進(jìn)而控制換熱系數(shù)的大小。通過進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)氣流速度在I?5m/s之間，將換熱系數(shù)控制在100到400W/(m2*K)之間。同時(shí)，可以通過控制燃燒氣體的氣流速度，進(jìn)而控制固體顆粒4的沸騰程度，減緩固體顆粒4相對(duì)于換熱管束3的速度，從而減少固體顆粒4對(duì)兩換熱管束3的磨損。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，換熱管束3表面設(shè)置有鰭狀換熱片，換熱片高度為5mm?10mm，可提高氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)。
[0019]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其包括以下步驟: 1)在注蒸汽鍋爐底部，位于燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置布風(fēng)板，布風(fēng)板和換熱管束之間形成一個(gè)換熱段； 2)在布風(fēng)板和換熱管束之間的換熱段填充有若干固體顆粒； 3)燃燒氣體吹動(dòng)固體顆粒，使固體顆粒沸騰，固體顆粒在注蒸汽鍋爐內(nèi)的高度增加，由換熱管束下方上升至換熱管束上方，浸沒換熱管束，提高氣流與換熱管束之間的換熱系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:所述步驟2)中，固體顆粒采用球形材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:所述步驟3)中，通過所述注蒸汽鍋爐上的進(jìn)氣閥控制燃燒氣體的氣流速度。
4.如權(quán)利要求2所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:所述步驟3)中，通過所述注蒸汽鍋爐上的進(jìn)氣閥控制燃燒氣體的氣流速度。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:所述步驟3)中調(diào)節(jié)氣流速度在I?5m/s之間，將換熱系數(shù)控制在100到400W/(m2 -K)之間。
6.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:在所述換熱管束表面設(shè)置有鰭狀換熱片。
7.如權(quán)利要求5所述的一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其特征在于:在所述換熱管束表面設(shè)置有鰭狀換熱片。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其包括以下步驟：1)在注蒸汽鍋爐底部，位于燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置布風(fēng)板，布風(fēng)板和換熱管束之間形成一個(gè)換熱段；2)在布風(fēng)板和換熱管束之間的換熱段填充有若干固體顆粒，固體顆粒采用球形材料；3)燃燒氣體吹動(dòng)固體顆粒，使固體顆粒沸騰，固體顆粒在注蒸汽鍋爐內(nèi)的高度增加，由換熱管束下方上升至換熱管束上方，浸沒換熱管束，提高氣流與換熱管束之間的換熱系數(shù)。本發(fā)明提供了一種可有效提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法和裝置，可以廣泛應(yīng)用于稠油熱采工藝中。
【IPC分類】F22B31-08
【公開號(hào)】CN104595879
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510053159
【發(fā)明人】于繼飛, 盛宏至, 曹硯鋒, 徐永香, 張曉亮, 周成龍, 陳歡
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日