替代油氣集輸生產(chǎn)工藝接轉(zhuǎn)站供能的新型熱電聯(lián)供系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用鍋爐、背壓式汽輪和換熱設(shè)備替代加熱爐的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的油氣集輸過程中采用單一加熱爐無法實現(xiàn)能量梯級利用、系統(tǒng)火用效率低的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用鍋爐、背壓式汽輪機和換熱設(shè)備替代加熱爐的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，它包括一個鍋爐裝置、一個背壓式汽輪機及發(fā)電機、換熱裝置和給水泵。
【專利說明】替代油氣集輸生產(chǎn)工藝接轉(zhuǎn)站供能的新型熱電聯(lián)供系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種利用鍋爐、背壓式汽輪機和換熱裝置替代加熱爐的油氣集輸加熱 系統(tǒng)，它屬于一種替代油氣集輸生產(chǎn)工藝接轉(zhuǎn)站供能的新型熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于我國油氣田的油氣田所采原油大部分為高含蠟、高凝固點、高粘度原油，因 此，油氣集輸工藝需要加熱輸送。我國部分油氣田采用單一加熱爐加熱方式實現(xiàn)油氣集輸 過程的加熱。采用加熱爐進行油氣集輸?shù)募訜嵯到y(tǒng)能耗大，能量利用率低。
[0003] 加熱爐工作過程就是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能。加熱爐主要由兩大部分組成。 一是燃燒系統(tǒng)、二是熱交換系統(tǒng)。熱交換系統(tǒng)，通過各種受熱面將燃料燃燒的化學(xué)能交換給 工質(zhì)（被加熱介質(zhì)）。主要是水套、火筒、管束等。燃燒系統(tǒng)是燃料的燃燒設(shè)備總稱，它由給 料供應(yīng)系統(tǒng)、燃燒器、爐膛、送引風(fēng)系統(tǒng)，尾部煙道等組成。
[0004] 油田近年來推廣應(yīng)用的超導(dǎo)熱管加熱爐、真空加熱爐、分體式相變加熱爐屬于火 筒間接加熱爐，設(shè)計熱效率較高，運行熱效率理想。燃燒器主要采用進口燃燒器，并配備控 制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠低氧燃燒，并具有一定的可調(diào)性，保證了加熱爐的經(jīng)濟運行。
[0005] 接轉(zhuǎn)站站內(nèi)工藝流程圖如下圖3所示，站外采集的高含水率原油（一次來油）在 有熱水伴熱的情況下直接進入加熱爐內(nèi)加熱，然后進入儲罐（一次出油），在儲罐中有一小 部分進入分離器，脫水后作為加熱爐燃料（燃燒油），儲罐中其余的原油（二次來油）再次 進入加熱爐加熱，加熱后的原油（外輸油）經(jīng)泵外輸。伴熱水（來水）也同時進入加熱爐， 通過加熱爐加熱后的熱水經(jīng)過水泵增壓后輸送至接轉(zhuǎn)站外（出水）滿足站外各系統(tǒng)的加熱 和伴熱。
[0006] 接轉(zhuǎn)站所使用的加熱爐熱效率的高低主要取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，近年來油田 應(yīng)用于原油集輸?shù)恼婵占訜釥t通常運行效率在60?65%之間，夏季較高，冬季較低。能量 利用率相對較低，火用效率在10?15%之間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是解決采用單一加熱爐加熱的油氣集輸加熱系統(tǒng)能耗大、能量利用 率低的問題并提供一種可以實現(xiàn)能量梯級利用的高效熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
[0008] 在接轉(zhuǎn)站流程工藝中，被加熱的伴熱水與原油所需要的溫度均在100°C以內(nèi)，因 此，燃油燃燒所產(chǎn)生的高溫能量直接與伴熱水和原油進行能量交換，沒有實現(xiàn)能量的梯級 利用，致使燃料的熱效率及火用效率較低，如果將燃油燃燒所產(chǎn)生的熱量用來制取高溫過 熱蒸汽，高溫的過熱蒸汽就可以用來發(fā)電，產(chǎn)生高品位電能，之后再將發(fā)電后的蒸汽余熱用 來給伴熱水和原油換熱，就可以充分實現(xiàn)能量的梯級利用，從而，提高燃油的熱效率和火用 效率。
[0009] 本發(fā)明為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：利用鍋爐、背壓式汽輪機、換熱裝置 以及給水泵替代加熱爐的油氣集輸加熱系統(tǒng)，從而形成接轉(zhuǎn)站原油集輸工藝的新型熱電聯(lián) 產(chǎn)系統(tǒng)，它包括鍋爐、背壓式汽輪機發(fā)電裝置、換熱裝置和泵。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是，通過使用新型熱電聯(lián)供系統(tǒng)替代加熱爐系統(tǒng)，有效提高了 系統(tǒng)總效率，同時火用效率可以提高一倍左右。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0012] 圖1是本發(fā)明的整體流程圖。
[0013] 圖2是采用新型熱電聯(lián)產(chǎn)替代加熱爐后的接轉(zhuǎn)站站內(nèi)的工藝流程圖。
[0014] 圖3接轉(zhuǎn)站站內(nèi)工藝流程圖。 具體實施方案
[0015] 在圖1中，在鍋爐裝置（1)內(nèi)通過燃燒燃油加熱產(chǎn)生高溫高壓的水蒸汽，水蒸汽 通過背壓式汽輪機（2)帶動發(fā)電裝置（3)，產(chǎn)生電能，背壓式汽輪機排汽進入換熱裝置（4) 進行換熱，為油氣集輸系統(tǒng)需要加熱的步驟進行換熱，從換熱系統(tǒng)排出的水通過給水泵（5) 裝置增壓后進入鍋爐裝置（1)。
[0016] 在圖2中，燃油泵輸送燃油（6)為鍋爐裝置（1)提供燃料，給水泵（5)將給水（9) 輸入鍋爐內(nèi)，換熱后產(chǎn)生高溫高壓的汽輪機進汽（10)，在背壓汽輪機（2)內(nèi)做功后的汽輪 機排汽（7)進入換熱裝置（4)的熱流為熱用戶提供熱量，換熱后的冷凝水（8)進入給水泵 (5)形成循環(huán)。其中，換熱裝置（4)的三股冷流體分別為站外來水、站外一次來油和二次來 油，站外來水經(jīng)換熱裝置換熱后變?yōu)槌鏊斔椭琳就?，一次來油?jīng)換熱裝置加熱后進入儲 罐，儲罐中一定量原油經(jīng)過分離器分離后得到燃油（6)通過燃油泵為鍋爐裝置（1)提供燃 料，儲罐的其余部分作為二次來油再進入換熱裝置加熱，達到工藝要求的輸送溫度后作為 外輸油從接轉(zhuǎn)站輸出。
[0017] 熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)所使用的背壓式汽輪機（2)為200KW的小型背壓式汽輪機，進汽溫 度為550°C，進汽壓力為4. 5MPa，排汽溫度為250°C，排汽壓力為IMPa，鍋爐裝置（1)采用燃 油蒸汽鍋爐，額定蒸發(fā)量為1. 3t/h。換熱裝置（4)采用管殼式換熱器，在換熱器中背壓汽輪 機排汽釋放汽化潛熱轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水。
[0018] 通過對2013年11月江蘇油田瓦6集油站統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進行能量平衡及火用平衡的 計算，并對新星系統(tǒng)和原系統(tǒng)進行舉例對比，2013年11月月平均數(shù)據(jù)如下表1所示。
[0019] 表1江蘇油田瓦6集油站2013年11月月平均數(shù)據(jù)
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用鍋爐、背壓式汽輪和換熱器機替代加熱爐的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括鍋爐裝置、背壓式汽輪機發(fā)電裝置、換熱裝置和一個給水泵，所述的鍋爐裝置通過管 道與背壓式汽輪機相連接，背壓式汽輪機與換熱裝置的熱流入口相連接，背壓式汽輪機的 排汽全部進入換熱裝置，換熱裝置熱流出口與給水泵相連接，給水泵將給水直接輸送至鍋 爐裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于：先將燃料在鍋爐中燃 燒，產(chǎn)生550°C左右的高溫高壓蒸汽通過背壓式汽輪機發(fā)電裝置發(fā)電，之后將汽輪機排出 250°C，IMPa左右的低壓蒸汽通過管殼式換熱器給系統(tǒng)熱用戶加熱，換熱之后低溫蒸汽變?yōu)?液態(tài)水，再通過泵裝置給液態(tài)水增壓到4. 5MPa左右輸送進入鍋爐裝置，形成小型的熱電聯(lián) 產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1和2所述的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，所使用的換熱裝置采用管殼式換 熱器，其特征是：熱側(cè)流體為背壓式汽輪機的排汽，經(jīng)過殼體換熱后變?yōu)橐簯B(tài)水，冷側(cè)流體 共分成三部分，各部分獨立管路，三部分冷流體的進出口均為液體狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求1和2所述的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，所使用的汽輪機發(fā)電裝置采用 200kW小型背壓式汽輪機，發(fā)電機采用與汽輪機相配套的200kW發(fā)電機，其特征是：汽輪機 額定進氣量較小，約在1. 5t/h左右，同時，控制汽輪機工作狀態(tài)下排汽溫度在250°C左右。
5. 如權(quán)利要求1和2所述的油氣集輸熱電聯(lián)供系統(tǒng)，所使用的鍋爐裝置采用額定蒸發(fā) 量為1.5t/h燃油蒸汽鍋爐，其特征在于：燃油蒸汽鍋爐采用臥式全濕背鍋爐，系統(tǒng)運行時 可以根據(jù)實際情況控制蒸發(fā)量在1. 3t/h左右。
【文檔編號】F01D15/10GK104089277SQ201410293104
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】趙洪濱, 齊翔, 江婷 申請人:中國石油大學(xué)(北京)