一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，包括：电锅炉装置、电加热器、热交换器、储水罐和水‑水换热器，储水罐的水出口通过循环泵与电锅炉装置的水入口连接，电锅炉装置的水蒸气出口与电加热器的入口连接，电加热器的出口与热交换器的高温侧入口连接，热交换器的高温侧出口与储水罐的水入口连接；热交换器的低温侧入口与低温水管道的出口连接，热交换器的低温侧出口与水‑水换热器的低温侧入口连接，水‑水换热器的低温侧出口与注汽锅炉对流段的入口连接，注汽锅炉对流段的出口与水‑水换热器的高温侧入口连接。本实用新型专利技术的有益效果如下：利用电能对进入注汽锅炉的水进行预热，提高对弃风电、低谷电等电能的消纳，降低燃气总消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统
本技术涉及油田开采能源设备
，特别是指一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统。
技术介绍
在油田稠油开采中，注汽锅炉是一种高耗能设备，它以天然气为主要燃料，在运行过程中燃料消耗量较大，随着稠油企业对热采的依赖程度越来越高，燃料的消耗也大幅增加。目前，油田大多采用天然气逐步代替煤、石油作为工业能源，有效降低了烟气排放量，但是随着天然气价格的上涨，燃料成本高达生产总成本比例的60％左右。因此，以天然气为燃料对超稠油进行开采，经济压力和成本明显加大。目前，国内风电装机容量不断增长，如何将油田注汽锅炉的能源系统与电能进行耦合与协同，降低油田天然气等化石燃料的消耗，提高弃风电的消纳，成为油田及电力行业亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术提出一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，解决了现有技术中化石能源消耗量大的问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，包括：电锅炉装置、电加热器、热交换器、储水罐和水-水换热器，所述储水罐的水出口通过循环泵与所述电锅炉装置的水入口连接，所述电锅炉装置的水蒸气出口与所述电加热器的入口连接，所述电加热器的出口与所述热交换器的高温侧入口连接，所述热交换器的高温侧出口与所述储水罐的水入口连接；所述热交换器的低温侧入口与低温水管道的出口连接，所述热交换器的低温侧出口与所述水-水换热器的低温侧入口连接，所述水-水换热器的低温侧出口与注汽锅炉对流段的入口连接，所述注汽锅炉对流段的出口与所述水-水换热器的高温侧入口连接，所述水-水换热器的高温侧出口与注汽锅炉辐射段连接。作为优选，所述电锅炉装置为电极锅炉、电阻式锅炉、电磁感应锅炉中的任意一种；所述电锅炉装置的能源输入端连接电能管道。本技术的实现原理如下：储水罐中的水在循环泵的作用下不断循环输入电锅炉装置中，通过电能管道对电锅炉装置输入低谷电、弃风电等电能，利用上述电能对电锅炉装置中的水进行加热形成一定压力和温度的水蒸汽，该水蒸气进入电加热器中被继续加热形成饱和水蒸汽，饱和水蒸汽进入热交换器的高温侧。从低温水管道中进入的低温水先进入热交换器的低温侧，在热交换器内，低温侧的低温水与高温侧的饱和水蒸气进行热量交换，低温水被提高一定温度后经过水-水换热器的低温侧进入注汽锅炉对流段，从注汽锅炉对流段出来的水经过水-水换热器的高温侧进入注汽锅炉辐射段。与此同时，热交换器高温侧内的饱和水蒸汽则冷凝回流至储水罐，并通过循环泵继续输入电锅炉装置内参与循环加热。本技术的有益效果为：通过利用电能对进入注汽锅炉的水进行预热，可以提高对弃风电、低谷电等电能的消纳，降低燃气总消耗，节省了化石能源，避免了二次污染，实现了油气资源的合理开采利用。从而最终实现了谷电、弃风电等电能对油田注汽锅炉所采用常规燃气的部分替代。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所述油田注汽锅炉燃气部分替代系统的原理结构图。图中：1、电锅炉装置，2、电加热器，3、热交换器，4、储水罐，5、循环泵，6、水-水换热器，7、注汽锅炉对流段，8、第一阀门，9、第二阀门，10、第三阀门，11、第四阀门，12、第五阀门，13、低温水管道，14、电能管道。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示的实施例可知，本技术所述的一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，包括：电锅炉装置1、电加热器2、热交换器3、储水罐4和水-水换热器6，储水罐4的水出口通过循环泵5与电锅炉装置1的水入口连接，电锅炉装置1的水蒸气出口与电加热器2的入口连接，电加热器2的出口与热交换器3的高温侧入口连接，热交换器3的高温侧出口与储水罐4的水入口连接；热交换器3的低温侧入口与低温水管道13的出口连接，热交换器3的低温侧出口与水-水换热器6的低温侧入口连接，水-水换热器6的低温侧出口与注汽锅炉对流段7的入口连接，注汽锅炉对流段7的出口与水-水换热器6的高温侧入口连接，水-水换热器6的高温侧出口与注汽锅炉辐射段连接。上述电锅炉装置1为电极锅炉、电阻式锅炉、电磁感应锅炉中的任意一种；上述电锅炉装置1的能源输入端连接电能管道14。上述低温水管道13在进入热交换器3之前分成两个管路，其中管路A与热交换器3的低温侧入口连接，管路B与水-水换热器6的低温侧出口管道连接，在上述两个管路交叉点与热交换器3入之间设置第一阀门8；热交换器3低温侧出口与水-水换热器6低温侧入口之间为管路C，管路C与管路B之间设置一旁通管路D，管路D上设置第二阀门9，在管路C与管路D交叉点与水-水换热器6之间设置第三阀门10，在管路B与管路D交叉点前后分别设置第四阀门11和第五阀门12。上述电锅炉装置1是用于将电能进行能量转换的设备，电能在其内转变为热能，并将锅炉内的低温水加热为水蒸汽并向外输出。上述电加热器2可采用电磁加热、红外线加热或电阻加热中的任意一种，将从电锅炉装置1产生的水蒸汽继续加热，以确保所输出的水蒸汽保持一定的饱和度。上述热交换器3为压力容器，可以采用间壁式换热器结构，具体可为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管式换热器及或板式换热器中的任意一种。用于将电加热器2产生的饱和水蒸汽与将要进入注汽锅炉对流段7的低温水进行换热，使低温水提升一定的温度后再进入注汽锅炉对流段继续加热。上述储水罐4为一定容积的常压容器，可采用立式或卧式结构，用于储存水蒸汽经过换热后产生的冷凝水。上述循环泵5用于将储水罐4中的水注入电锅炉装置1中进行循环加热；水-水换热器6为原注汽锅炉系统中的预热系统，主要目的是将进入注汽锅炉对流段7的冷水加热至一定的温度(超过120℃)，防止产生低温露点腐蚀。上述阀门8～12，为调节阀，用于调节介质流量，宜选用截止阀或闸阀，阀门开启方式为手动或电动形式。上述油田注汽锅炉燃气部分替代系统的实现原理如下：储水罐4中的水在循环泵5的作用下不断循环输入电锅炉装置1中，通过电能管道14对电锅炉装置1输入低谷电、弃风电等电能，利用上述电能对电锅炉装置1中的水进行加热形成一定压力和温度的水蒸汽，该水蒸气进入电加热器2中被继续加热形成饱和水蒸汽，饱和水蒸汽进入热交换器3的高温侧。从低温水管道13中进入的低温水先进入热交换器3的低温侧，在热交换器3内，低温侧的低温水与高温侧的饱和水蒸气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，其特征在于，包括：电锅炉装置(1)、电加热器(2)、热交换器(3)、储水罐(4)和水-水换热器(6)，所述储水罐(4)的水出口通过循环泵(5)与所述电锅炉装置(1)的水入口连接，所述电锅炉装置(1)的水蒸气出口与所述电加热器(2)的入口连接，所述电加热器(2)的出口与所述热交换器(3)的高温侧入口连接，所述热交换器(3)的高温侧出口与所述储水罐(4)的水入口连接；所述热交换器(3)的低温侧入口与低温水管道(13)的出口连接，所述热交换器(3)的低温侧出口与所述水-水换热器(6)的低温侧入口连接，所述水-水换热器(6)的低温侧出口与注汽锅炉对流段(7)的入口连接，所述注汽锅炉对流段(7)的出口与所述水-水换热器(6)的高温侧入口连接，所述水-水换热器(6)的高温侧出口与注汽锅炉辐射段连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种油田注汽锅炉燃气部分替代系统，其特征在于，包括：电锅炉装置(1)、电加热器(2)、热交换器(3)、储水罐(4)和水-水换热器(6)，所述储水罐(4)的水出口通过循环泵(5)与所述电锅炉装置(1)的水入口连接，所述电锅炉装置(1)的水蒸气出口与所述电加热器(2)的入口连接，所述电加热器(2)的出口与所述热交换器(3)的高温侧入口连接，所述热交换器(3)的高温侧出口与所述储水罐(4)的水入口连接；所述热交换器(3)的低温侧入口与低温水管道(13)的出口连接，所述热交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁福俊，周亮，陈超，
申请(专利权)人：北京时代博诚能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11