分體有壓相變燃油鍋爐的製作方法

2023-12-10 11:19:02

專利名稱：分體有壓相變燃油鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油開採行業的稠油加熱輸送裝置，尤其涉及一種用於原油加 熱的分體有壓相變燃油鍋爐。
背景技術：
石油開採行業的稠油，尤其是原油稠油，粘度大、含水量高、閃點大、腐 蝕嚴重，不便於輸送到儲油罐中。在現有技術中，為了加熱稠油以利輸送大都
採用水套爐來完成。這些水套爐，在大多數油田都是90年代以前投用的，普遍 存在著傳熱強度小、效率低、體積大、承壓高及安全性差等缺點。經實測表明， 以燃油或爐氣作熱源的爐子運行熱效率通常只有60%左右，燃料浪費嚴重。為節 約油田的伴生氣資源，必須改進加熱爐的設計以提高爐效。為此，人們採取了 許多技術措施並已取得了效果，使新設計的水套爐的熱效率已達到了 85%以上。 但新設計的水套爐仍多沿用傳統爐型，爐內採用自然對流換熱方式，傳熱強度 仍然較低。為了進一步提高爐效，這種爐型還必須大幅增加爐管面積，這樣做 的結果，使爐體尺寸和鋼耗量也進一步地增大。因此，在現有技術經濟條件下， 傳統水套爐熱效率的進一歩提高受到燃料/鋼材比價的限制，低效的傳熱方式已 成為制約水套爐熱效率進一步提高的"瓶頸"。
加之工藝要求，水套爐須帶壓運行，殼體內工作壓力為0.44MPa。由於水套 爐殼體的腐蝕原因，使水套爐承壓能力逐漸下降，發生裂紋、鼓包、爆管的可 能性隨之增加，影響了安全運行。為保證水套爐的使用安全和壽命，往往都採 用保守設計，通過加大壁厚以增加安全裕量，結果使水套爐的鋼耗量進一步上 升。
因此，如何改善現有水套爐的傳熱過程以提高爐效、降低燃料和鋼材消耗， 同時提高其安全性已成為油田節能工作的一項重要內容。只有採用更加有效的 傳熱方式，才能突破制約油田水套爐發展的"瓶頸"，使油田加熱爐技術水平再 上一個新臺階。
目前，油田普遍使用的加熱爐有火筒爐、水套爐、管式爐和加熱緩衝二合
一裝置等。上述類型的加熱爐普遍存在著燃燒和傳熱強度小、效率低、適應性 及安全性差等缺點。為克服這些缺點，人們不斷對加熱爐進行改進和完善，使 油田加熱爐達到了較高的技術水平。這些改進和完善主要集中在燃燒和傳熱兩 個環節。不過作為油田加熱爐重要類型之一的水套加熱爐還是以傳統的自然對 流、輻射換熱方式為基礎，水套爐存在的傳熱強度低的缺陷並沒有得到根本改 變。
將相變換熱技術應用於油田加熱爐改變了傳統水套爐的對流換熱模式，使 加熱爐整體構成一個"大熱管"結構，同時達到了強化傳熱與提高安全性的雙 重目的，是油田加熱爐技術的重大發展。鍋爐採用高效相變傳熱方式，熱效率
可達90%以上，明顯優於傳統水套加熱爐，而其爐體尺寸較傳統水套爐更為緊湊。
另外，由於分體有壓相變燃油鍋爐殼體內處於微正壓狀態，其安全性也大為改善。

發明內容
本發明的提出，旨在有針對性的克服現有技術的缺點，設計了一種分體有
壓相變燃油鍋爐，其技術解決方案是這樣實現的
--種分體有壓相變燃油鍋爐，其特徵在於所述鍋爐採用雙鍋筒結構，由上 部件和下部件構成，所述上部件為有壓相變換熱器，用以布置蒸汽與原油的換
熱面，包括換熱器筒體、換熱器浮頭、迴轉箱、蒸汽引入管和凝結水排水接管； 下部件為燃油鍋爐，包括鍋爐本體、波形爐膽、煙氣迴轉室以及由管板和螺紋 煙管組成的脹焊連接結構；上、下部件之間用蒸汽引入和/或引出管及其補償器 和凝結水排水管及其補償器聯接，並採用支撐鋼架將上部件支撐在下部件的上 方。
所述的有壓相變換熱器的管束採用直波節管和/或螺紋煙管與支撐板構成， 既利於稠油汙染管壁的清洗與檢修，又方便可靠固定直波節管或者螺紋煙管。 與現有技術相比較，本發明的優點主要表現在
1、 採用分體式結構，便於製造、安裝、檢修；
2、 提高了運行熱效率，確保鍋爐運行熱效率在90%以上；
3、 提高了設備運行安全性，管程壓力2.5MPa，而殼程壓力小於0. 4MPa;
4、 對換熱器的檢修十分方便，打開換熱器兩頭浮頭即可對換熱器進行全面 清洗與修理。


本說明書附圖9張，其中
圖1是分體有壓相變燃油鍋爐的換熱器結構示意圖； 圖2是圖1的剖視圖； 圖3是圖1的剖視圖4是分體有壓相變燃油鍋爐的鍋爐結構示意圖5是圖4的右視圖6是圖4的俯視圖7是本發明分體有壓相變燃油鍋爐結構示意圖8是圖7的右視圖9是圖7的俯視圖。
圖中，1、原油進口管 2、換熱器浮頭 3、換熱器前迴轉箱 4、換熱 器前管板 5、換熱器支板 6、換熱器波節管或者螺紋煙管 7、凝結水排 水管 8、蒸汽引入管 9、換熱器後管板 10、換熱器後迴轉箱11、換熱 器排汙閥座 12、原油出口管13、波形爐膽14、煙氣迴轉室15、金屬螺 紋煙管16 、人孔17、排汙閥18、觀火孔19、迴轉式支撐板20、水位 計閥座 21、燃氣(油)燃燒器 22、換熱器 23、蒸汽管路連接補償器 24、 凝結水管路連接補償器 25、燃油鍋爐 26、換熱器支撐鋼架 27、煙道 28、防暴門 29、原油入口溫度測孔 30、原油入口排空閥座 31、原油出 口排空閥座 32、原油出口溫度測孔 33、排空閥座 34、壓力表閥座 35、溫度計閥座36、安全閥座。
具體實施例方式
如圖7所示的一種分體有壓相變燃油鍋爐。上部件為換熱器，布置蒸汽與 原油換熱的受熱面，下部件為燃油鍋爐，上下兩部分用蒸汽引出(入)管子及 補償器和凝結水排水管及補償器聯接，採用鋼架支撐上部換熱器。
下部件燃油鍋爐採用波形爐膽、煙氣迴轉室、管板和螺紋煙管。在前後兩 端均布有四個液位計接口，供用戶根據實際情況來布置液位計。
上部件換熱器採用換熱器浮頭、迴轉箱、換熱器筒體、蒸汽引入管和凝結 水排水接管。
該鍋爐基座採用煙氣入口側固定，出口側自由膨脹的結構。出口側支座設有
腰園孔。
該鍋爐的外側以巖棉氈包復後以彩板包外衣。在上部件底部支撐支架上配 有走臺，外形美觀，操作方便。
權利要求
1、一種分體有壓相變燃油鍋爐，其特徵在於所述鍋爐採用雙鍋筒結構，由上部件和下部件構成，所述上部件(22)為有壓相變換熱器，用以布置蒸汽與原油的換熱面，包括換熱器筒體(4)、換熱器浮頭(2)、迴轉箱(3)、蒸汽引入管(8)和凝結水排水接管(7)；下部件為燃油鍋爐，包括鍋爐本體(25)、波形爐膽(13)、煙氣迴轉室(14)以及由管板和螺紋煙管組成的脹焊連接結構；上、下部件之間用蒸汽引入和/或引出管及其補償器(23)和凝結水排水管(7)及其補償器(24)聯接，並採用支撐鋼架(26)將上部件支撐在下部件的上方。
2、 根據權利要求l所述的分體有壓相變燃油鍋爐，其特徵在於所述的有壓 相變換熱器(22)的管束採用直波節管和/或螺紋煙管(6)與支撐板(5)構成， 既利於稠油汙染管壁的清洗與檢修，又方便可靠固定直波節管或者螺紋煙管。
全文摘要
本發明公開了一種分體有壓相變燃油鍋爐，其特徵在於所述的鍋爐為雙鍋筒結構，下部件為鍋爐本體，上部件為有壓相變換熱器，上、下部件通過蒸汽引出管、凝結水回收管和支架連接成一體，其中所述的下部件上焊有波形爐膽、煙氣迴轉室，管板與螺紋煙管脹焊結構連接，上部件焊有換熱器浮頭、迴轉箱、換熱器筒體、蒸汽引入管和凝結水排水接管。本發明提供的分體有壓相變燃油鍋爐，用於原油加熱，具有結構簡單、維修方便、運行安全穩定，無腐蝕，熱效率高的特點，適宜在採油、化工和煉化行業的稠油加熱輸送裝置中使用。
文檔編號F24H7/02GK101109575SQ20071001248
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月16日 優先權日2007年8月16日
發明者餘傳林, 鵬 吳, 姜開嶺, 莊宇剛, 超 李, 軍 王, 許林詳, 趙洪彪 申請人:盤錦遼河油田金宇集團有限公司;餘傳林