高壁溫相變換熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田用管道傳熱技術(shù)；具體地說是高壁溫相變換熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油是一種重要的石油資源，我國有豐富的稠油資源，由于稠油的黏度高，難流動(dòng)，不能用常規(guī)的方法開采，但稠油的黏度對溫度十分敏感，只要溫度升高到8°C -10°C時(shí)，其黏度就降低1倍，故以高壓飽和蒸氣注入油層，先吞后吐進(jìn)行熱采，能達(dá)到良好效果，其采收率可達(dá)到40% -60%的水平。目前注蒸氣熱采是提高稠油油田采收率的主要方法之一。尤其是河南油田原油的黏度特高(普通稠油為lOOOOMpa.s，特稠油為10000-50000Mpa.s，超稠油為50000Mpa.s以上)，熱采需要的參數(shù)很高，需要注氣壓力7.5Mpa，注氣速度為100t/d，蒸氣干度為75%，蒸氣溫度為290°C，油層深度為300m，放噴時(shí)地層溫度為140 °C，壓力為5.5Mpa。
[0003]稠油開采的注汽、機(jī)采、集輸、注水、電力等五大系統(tǒng)的能耗中，注汽鍋爐能耗占到76%以上，注汽鍋爐節(jié)能降耗技術(shù)的研究與應(yīng)用對熱采油田節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
[0004]目前，我國國內(nèi)應(yīng)用鍋爐的行業(yè)中，由于煤、石油、天然氣等燃料中均含有硫，燃燒時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生硫氧化物，硫氧化物與水蒸氣結(jié)合后即形成硫酸蒸汽。當(dāng)鍋爐尾部受熱面的金屬壁面溫度低于硫酸蒸汽的凝結(jié)點(diǎn)(稱為酸露點(diǎn))，就會(huì)在其表面形成液態(tài)硫酸(稱為結(jié)露)。長期以來，空氣預(yù)熱器作為尾部受熱面由于結(jié)露而引起的腐蝕時(shí)有發(fā)生。以至于目前在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)不得不通過提高排煙溫度來緩解結(jié)露和腐蝕發(fā)生，并沒有從根本上解決問題。而提高排煙溫度又勢必造成大量低溫能源的浪費(fèi)。盡管如此，空氣預(yù)熱器往往在運(yùn)行一到兩年后依舊會(huì)出現(xiàn)腐蝕，直至穿孔。這是一個(gè)世界性難題。
[0005]經(jīng)過檢索，得知本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而提供的技術(shù)方案沒有被公開過。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供高壁溫相變換熱裝置，有效降低鍋爐的排煙溫度，從而提高鍋爐效率，起到節(jié)能降耗的作用。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案，高壁溫相變換熱裝置，包括通過煙道依次連接的煙氣對流器、引風(fēng)機(jī)、煙囪，所述煙氣對流器與引風(fēng)機(jī)之間連接相變換熱器，煙氣從煙氣對流器出來以后溫度為210°C，進(jìn)入相變換熱器進(jìn)行換熱，溫度降低到155°C后經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排出。
[0008]還包括套管換熱器，所述套管換熱器一方面連接給水總管，另一方面與煙氣對流器相互之間連接有給水循環(huán)主水路。
[0009]所述給水總管上設(shè)置給水栗。
[0010]所述相變換熱器分為相變下段和相變上段，相變下段用于煙氣通過，相變上段則與給水總管之間連接一個(gè)給水循環(huán)旁水路，用于加熱給水。
[0011]所述給水總管上還設(shè)置一個(gè)用來給水循環(huán)旁水路流量的自控閥，自控閥還連接設(shè)置在相變換熱器上的傳感器。
[0012]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]煙氣從對流段出來以后溫度為210°C，進(jìn)入相變下段進(jìn)行換熱，溫度降低到155°C后經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排出；給水總管依次經(jīng)過套管換熱器、對流段和套管換熱器后進(jìn)入注氣爐，在給水栗之前的給水總管上設(shè)有給水旁路，旁路經(jīng)過相變上段進(jìn)行加熱后水溫得到提升，在給水栗之前和原有總管的給水混合，相變上段利用煙氣余熱對給水的加熱過程有效提高了給水進(jìn)入注氣爐的溫度，從而有效提高了注氣爐的運(yùn)行效率。
[0014]作為一種全新的系列換熱技術(shù)，高壁溫相變換熱器可以視作通?！盁峁芗夹g(shù)”的有效延伸和深化發(fā)展。該技術(shù)通過“相變段”以及不同“強(qiáng)化傳熱技術(shù)”的合理配置，首次提出將換熱器最低金屬壁面溫度定義為“第一設(shè)計(jì)要素”以及對產(chǎn)生低溫腐蝕具有關(guān)鍵性影響的最低壁面溫度置于“可控可調(diào)狀態(tài)”的概念，同時(shí)徹底改變包括熱管技術(shù)在內(nèi)的一般換熱器壁面的“溫度函數(shù)”特征，從而在保證金屬壁面溫度處于酸露點(diǎn)以上解決低溫腐蝕難題的同時(shí)，為大幅度回收煙氣低溫余熱提供可能。
[0015]高壁溫相變換熱技術(shù)是一項(xiàng)高效可靠的原創(chuàng)性節(jié)能技術(shù)，能夠在鍋爐的設(shè)計(jì)和改造中，大幅度降低煙氣的排放溫度，使大量的中低溫?zé)崮鼙挥行Щ厥?，產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益；高壁溫相變換熱技術(shù)在降低排煙溫度的同時(shí)，保持金屬受熱面壁面溫度處于較高的溫度水平，遠(yuǎn)離酸露點(diǎn)的腐蝕區(qū)域，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和由此發(fā)生的堵灰，大幅度降低設(shè)備的維護(hù)成本；高壁溫相變換熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)了換熱器金屬受熱面最低壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，使高壁溫相變換熱器具有相當(dāng)幅度的調(diào)節(jié)能力，使排煙溫度和壁面溫度保持相對穩(wěn)定，并能適應(yīng)鍋爐的燃料品種以及負(fù)荷的變化。最終，高壁溫相變換熱技術(shù)在保證換熱面不受結(jié)露腐蝕的影響下有效降低鍋爐的排煙溫度，從而提高鍋爐效率，起到節(jié)能降耗的作用。
[0016]運(yùn)用高壁溫相變換熱技術(shù)，可以在保證注汽鍋爐尾部的換熱器不發(fā)生腐蝕的情況下，將注汽鍋爐的排煙溫度降至140°C -150°C，使注汽鍋爐的效率提高3-5%。采用高壁溫相變換熱技術(shù)可充分回收稠油注汽鍋爐的排煙余熱，用以加熱注汽鍋爐柱塞栗進(jìn)水，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的高壁溫相變換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1.煙氣對流器，2.相變換熱器，3.引風(fēng)機(jī)，4.煙囪，5.套管換熱器，6.給水栗，7.自控閥，8.給水總管，9.給水主路，10.給水旁路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。
[0020]根據(jù)圖1，高壁溫相變換熱裝置，包括通過煙道依次連接的煙氣對流器1、引風(fēng)機(jī)
3、煙囪4，所述煙氣對流器與引風(fēng)機(jī)之間連接相變換熱器2，煙氣從煙氣對流器出來以后溫度為210°C，進(jìn)入相變換熱器進(jìn)行換熱，溫度降低到155°C后經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排出。還包括套管換熱器5，所述套管換熱器一方面連接給水總管8，另一方面與煙氣對流器相互之間連接有給水循環(huán)主水路，即給水主路9。所述給水總管上設(shè)置給水栗6。所述相變換熱器分為相變下段和相變上段，相變下段用于煙氣通過，相變上段則與給水總管之間連接一個(gè)給水循環(huán)旁水路，即給水旁路10，用于加熱給水。所述給水總管上還設(shè)置一個(gè)用來給水循環(huán)旁水路流量的自控閥7，自控閥還連接設(shè)置在相變換熱器上的傳感器。
[0021]采用高壁溫相變換熱技術(shù)將尾部對流段出口排煙溫度從210°C降低至155°C，并利用回收的熱量將來自除氧器出口的部分補(bǔ)水(13.lt/h，40°C )加熱至84°C，再送給水栗進(jìn)口，達(dá)到回收煙氣余熱的目的。將出自對流段的煙氣引至相變段進(jìn)口，煙氣經(jīng)過水平煙道上安裝的高壁溫相變換熱器后，溫度將被降至155.0°C，并將回收的熱量全部用于加熱補(bǔ)水。
[0022]高壁溫相變換熱技術(shù)作為產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目推向市場，已在河南油田注汽鍋爐上進(jìn)行了推廣應(yīng)用，均取得良好效益。近年來，在全國節(jié)能減排形勢推動(dòng)下，高壁溫相變換熱技術(shù)倍受節(jié)能主管部門關(guān)注和鍋爐用戶青睞，產(chǎn)品市場前景十分看好。我國開采稠油過程中使用的燃油(氣)注汽鍋爐約1000臺(tái)，如該技術(shù)在全國熱采稠油田全面推廣應(yīng)用，按已完工程單臺(tái)節(jié)能110萬元計(jì)算，全國每年直接節(jié)能價(jià)值約11億元，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益非?？捎^。
[0023]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)倶屬本實(shí)用新型的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高壁溫相變換熱裝置，包括通過煙道依次連接的煙氣對流器、引風(fēng)機(jī)、煙囪，其特征在于，所述煙氣對流器與引風(fēng)機(jī)之間連接相變換熱器，煙氣從煙氣對流器出來以后溫度為210°C，進(jìn)入相變換熱器進(jìn)行換熱，溫度降低到155°C后經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壁溫相變換熱裝置，其特征在于，還包括套管換熱器，所述套管換熱器一方面連接給水總管，另一方面與煙氣對流器相互之間連接有給水循環(huán)主水路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壁溫相變換熱裝置，其特征在于，所述給水總管上設(shè)置給水栗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壁溫相變換熱裝置，其特征在于，所述相變換熱器分為相變下段和相變上段，相變下段用于煙氣通過，相變上段則與給水總管之間連接一個(gè)給水循環(huán)旁水路，用于加熱給水。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壁溫相變換熱裝置，其特征在于，所述給水總管上還設(shè)置一個(gè)用來給水循環(huán)旁水路流量的自控閥，自控閥還連接設(shè)置在相變換熱器上的傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了高壁溫相變換熱裝置，包括通過煙道依次連接的煙氣對流器、引風(fēng)機(jī)、煙囪，所述煙氣對流器與引風(fēng)機(jī)之間連接相變換熱器，煙氣從煙氣對流器出來以后溫度為210℃，進(jìn)入相變換熱器進(jìn)行換熱，溫度降低到155℃后經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排出。還包括套管換熱器，所述套管換熱器一方面連接給水總管，另一方面與煙氣對流器相互之間連接有給水循環(huán)主水路。所述給水總管上設(shè)置給水泵。所述相變換熱器分為相變下段和相變上段，相變下段用于煙氣通過，相變上段則與給水總管之間連接一個(gè)給水循環(huán)旁水路，用于加熱給水。本實(shí)用新型有效降低鍋爐的排煙溫度，從而提高鍋爐效率，起到節(jié)能降耗的作用。
【IPC分類】F22D1/00
【公開號(hào)】CN205014331
【申請?zhí)枴緾N201520601107
【發(fā)明人】劉雨文, 徐宏國, 段忠習(xí), 范學(xué)山, 陳亮
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司濱南采油廠
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年8月11日