一种车载卧式高干度注汽锅炉及其使用方法技术

本发明专利技术涉及锅炉结构、换热、自控的技术领域，一种车载卧式高干度注汽锅炉及其使用方法，其将注汽锅炉本体、过热换热段、卧式对流换热段、球形分离器模块、给水预热器模块、电路模块、燃烧器模块、燃气管路模块和柱塞泵模块布置在拖车上，注汽锅炉本体为卧式圆筒形结构；过热换热段为卧式梯形箱体结构；卧式对流换热段为卧式梯形箱体结构；球形分离器模块为球形结构；给水预热器模块为套管式预热器；燃烧器模块连接在注汽锅炉本体前面板中心处；燃气管路模块布置在拖车的右侧空间；柱塞泵模块布置在拖车的鹅颈部位；水汽流程管道连接上述模块及附件；将球形分离器模块集成在拖车上，结构紧凑，实现了移动式高干度井口注蒸汽的需求。实现了移动式高干度井口注蒸汽的需求。实现了移动式高干度井口注蒸汽的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种车载卧式高干度注汽锅炉及其使用方法


[0001]本专利技术专利涉及锅炉结构、换热、自控的
，特别涉及一种车载卧式高干度注汽锅炉及其使用方法。

技术介绍

[0002]注汽锅炉是油田稠油开采的核心设备，它产生的高温高压，注汽干度为80%的蒸汽注入油井中，将热量传递给油层，降低油层中原油的粘度，从而提升稠油的采收率。按装载方式，注汽锅炉可分为固定式和车载式两种。车载式注汽锅炉使用方便，可停靠在井口进行注汽，减少了注汽管线的长度，降低了蒸汽输送过程中的热损失，保证了注井能量。同时车载式注汽锅炉减少了油田地面建设的工作量。在蒸汽吞吐、蒸汽驱等热力采油工艺中有着广泛应用。
[0003]注汽干度是衡量注汽锅炉运行质量的重要因素。注汽干度的高低直接影响稠油开采的质量。目前车载式注汽锅炉所能达到的注汽干度在75%至85%，没有突破性发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种车载卧式高干度注汽锅炉及其使用方法，具体实施方式如下：一种车载卧式高干度注汽锅炉，包括注汽锅炉本体、卧式对流换热段、过热换热段、给水预热模块、燃烧器模块、燃气管路模块、球形分离器模块、电路模块和柱塞泵模块，且均布设于拖车上，给水预热模块布设于注汽锅炉本体的顶端，过热换热段布设于注汽锅炉本体尾部的上方，卧式对流换热段布设于过热换热段的上方，球形分离器模块设置于拖车的尾部，且上述模块之间通过水汽管道相连，电路模块布设于拖车的左侧空间，燃烧器模块与注汽锅炉本体的前部相连，其后部上方的开口处设置为烟气流通区，燃气管路模块布设于拖车的右侧空间，柱塞泵模块布设于拖车的鹅颈部位。
[0005]注汽锅炉本体为卧式圆筒形结构，其换热管束为多根炉管呈等距环形布设，且炉管由高温管卡固定在筒体内壁上，相邻的两根炉管通过弯头首尾相接，构成单回程的蛇形管束。
[0006]进一步的，过热换热段为卧式梯形箱体结构，其管束全部采用光管，且相邻光管之间通过弯头连接成单回程管束。
[0007]卧式对流换热段包括箱体、四根光管及数根翅片管，光管布设于箱体的下方，其上方设置为翅片管，箱体水平对立设置有进气口和出气口，光管与翅片管首位相连为单回程管束。
[0008]进一步的，光管包括分割板、限位环和凹槽，其两端与箱体连接处的内外两侧均设置有限位环，光管内侧轴向设有分割板，其端部轴向开设有凹槽。
[0009]进一步的，翅片管内部设置为波纹状，其外侧可以轴向套设有若干个斜翅片。
[0010]进一步的，翅片管的外侧可以轴向套设有若干个锥形翅片，且直径大的一侧朝向箱体的进气侧。
[0011]进一步的，翅片管的外侧可以设置为螺纹翅片。
[0012]进一步的，光管之间通过第一弯管首尾相连成单回路结构，翅片管通过第三弯管首位相连成双层的单回路结构，且上、下层之间通过第四弯管相连，末位的光管与首位的翅片管通过第二弯管相连，且上述连接处均设置有卡套。
[0013]进一步的，以光管与第一弯管的连接为例，卡套成环状结构，其一端固设有滑动环，另一端设置有内螺纹，第一弯管两端均设有外螺纹，且端面处安装有密封环，滑动环与凹槽轴向滑动连接，卡套通过内螺纹丝接于第一弯管的外螺纹，且卡套与第一弯管连接的端面处通过密封环过盈配合，卧式对流换热段内设有声波吹灰器、烟气温度检测口、含氧量检测口和烟气组分分析检测口。
[0014]给水预热模块为套管式预热器，电路模块由配电柜、PLC控制柜和变频柜所组成，燃烧器模块由燃烧器、电磁阀和切断阀所组成，燃气管路模块由流量计、压力开关、压力表、压力变送器和阀门所组成。
[0015]进一步的，其使用方法包括：步骤S100、水汽系统，将压力为0.5MPa左右的合格软化水供至给柱塞泵模块并给水加压；步骤S200、高压水通过水汽管道进入给水预热模块，在给水预热模块外管中的高压水与烟管中的烟气换热，使高压水温度升至80℃～120℃；步骤S300、然后高压水依次经过卧式对流换热段、给水预热模块内管、锅炉本体、球形分离器和过热换热段的加热升温至临近或达到饱和状态，汽化为干度为100%的饱和蒸汽；步骤S400、烟气系统，锅炉本体作为燃烧室，在此释放高热负荷的热量，通过辐射传递给炉管内的水；步骤S500、其中，火焰尾部的高温烟气向上转向90
°
，冲刷水平布置的光管管束，烟气热量通过过热换热段后进入卧式对流换热段，逆流冲刷横向水平布置的翅片管进行充分换热，最后通过烟囱排入大气；步骤S600、控制系统采用嵌入式智能控制系统，主要由PLC控器、HMI触摸屏、燃烧控制器和电气辅件组成，在作业过程中实时监控和控制相关的模块。
[0016]本专利技术的有益技术效果是：1.本专利技术将球形分离器模块集成在拖车上，使车载式高干度注汽锅炉所产生的的注井蒸汽干度由原先80%左右提升至100%，提高了注井蒸汽的品质；2.本专利技术中UPS系统储存的电能将为照明，风冷，控制系统供电，实现干度计量设备在现场无电源环境的情况下也能正常使用；3.本专利技术中整体撬座安装在拖挂车上，移动性强，重复利用率高，现场只需要通过高压卡箍及高压补偿器对进、出口管道进行连接便可以投入使用，安装调试方便。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的主体结构左视图；图2是本专利技术的中图1的俯视图；图3是本专利技术的主体结构右视图；
图4是本专利技术的主体结构主视图；图5是本专利技术中卧式对流换热段的结构示意图；图6是本专利技术中卧式对流换热段结构的剖面图一；图7是本专利技术中卧式对流换热段结构的剖面图二；图8是本专利技术中翅片管的结构示意图；图9是本专利技术中图7的爆炸结构示意图；图10是本专利技术中卡套结构的剖面图；图11是本专利技术中第一弯管的结构示意图；图12是本专利技术中翅片管变形一的结构示意图；图13是本专利技术中翅片管变形二结构的剖面图。
[0018]附图标记说明：1、注汽锅炉本体，2、卧式对流换热段，3、烟囱，4、给水预热模块，5、燃烧器模块，6、燃气管路模块，7、操作间，8、梯子平台，9、拖车，10、汽水分离器，11、水汽管道，12、排污管线，13、过热换热段，14、球形分离器模块，15、电路模块，16、柱塞泵模块，17、安全阀，21、箱体，22、翅片管，23、光管，24、第一弯管，25、第二弯管，26、第三弯管，27、第四弯管，28、卡套，221、波纹状，222、锥形翅片，223、螺纹翅片，224、斜翅片，231、分割板，232、限位环，233、凹槽，241、外螺纹，242、密封环，281、滑动环，282、内螺纹。
具体实施方式
[0019]下面结合附图及实施例描述本专利技术具体实施方式：需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0020]同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载卧式高干度注汽锅炉，包括注汽锅炉本体（1）、卧式对流换热段（2）、过热换热段（13）、给水预热模块（4）、燃烧器模块（5）、燃气管路模块（6）、球形分离器模块（14）、电路模块（15）和柱塞泵模块（16），且均布设于拖车（9）上，其特征在于，所述给水预热模块（4）布设于注汽锅炉本体（1）的顶端，所述过热换热段（13）布设于注汽锅炉本体（1）尾部的上方，所述卧式对流换热段（2）布设于过热换热段（13）的上方，所述球形分离器模块（14）设置于拖车（9）的尾部，且上述模块之间通过水汽管道（11）相连，所述电路模块（15）布设于拖车（9）的左侧空间，燃烧器模块（5）与注汽锅炉本体（1）的前部相连，其后部上方的开口处设置为烟气流通区，所述燃气管路模块（6）布设于拖车（9）的右侧空间，所述柱塞泵模块（16）布设于拖车（9）的鹅颈部位。2.根据权利要求1所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述注汽锅炉本体（1）为卧式圆筒形结构，其换热管束为多根炉管呈等距环形布设，且炉管由高温管卡固定在筒体内壁上，相邻的两根炉管通过弯头首尾相接，构成单回程的蛇形管束，所述过热换热段（13）为卧式梯形箱体结构，其管束全部采用光管，且相邻光管之间通过弯头连接成单回程管束。3.根据权利要求1所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述卧式对流换热段（2）包括箱体（21）、四根光管（23）及数根翅片管（22），光管（23）布设于箱体（21）的下方，其上方设置为翅片管（22），所述箱体（21）水平对立设置有进气口和出气口，光管（23）与翅片管（22）首位相连为单回程管束。4.根据权利要求3所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述光管（23）包括分割板（231）、限位环（232）和凹槽（233），其两端与箱体（21）连接处的内外两侧均设置有限位环（232），光管（23）内侧轴向设有分割板（231），其端部轴向开设有凹槽（233）。5.根据权利要求4所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述翅片管（22）内部设置为波纹状（221），其外侧轴向套设有若干个斜翅片（224）。6.根据权利要求4所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述翅片管（22）的外侧轴向套设有若干个锥形翅片（222），且直径大的一侧朝向箱体（21）的进气侧。7.根据权利要求4所述的一种车载卧式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述翅片管（22）的外侧设置为螺纹翅片（223），所述光管（23）之间通过第一弯管（24）首尾相连成单回路结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉庆，段明涛，王瑜，薛小刚，赵静，马宗赛，陈玉龙，贾乾隆，吴少鹏，
申请(专利权)人：山东华骏金成能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：