本发明专利技术提供了一种注汽锅炉，其包括锅炉给水单元、柱塞泵、水-水换热器、对流段、辐射段、鼓风机和烟囱，该注汽锅炉还包括一低温受热单元，设置在该注汽锅炉的烟囱内部、对流段的上方；所述水-水换热器设置有内管和外管；所述给水单元与所述柱塞泵连通，所述柱塞泵与所述低温受热单元连通，所述低温受热单元与所述水-水换热器的外管连通，所述水-水换热器的外管出口与所述对流段的管路连通，所述对流段的管路出口与所述水-水换热器的内管连通，所述水-水换热器的内管出口与所述辐射段的管路连通，所述辐射段的管路的出口输出蒸汽。本发明专利技术能够充分利用高温烟气携带的能量，提高注汽锅炉热效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种注汽锅炉，其包括锅炉给水单元、柱塞泵、水-水换热器、对流段、辐射段、鼓风机和烟囱，该注汽锅炉还包括一低温受热单元，设置在该注汽锅炉的烟囱内部、对流段的上方；所述水-水换热器设置有内管和外管；所述给水单元与所述柱塞泵连通，所述柱塞泵与所述低温受热单元连通，所述低温受热单元与所述水-水换热器的外管连通，所述水-水换热器的外管出口与所述对流段的管路连通，所述对流段的管路出口与所述水-水换热器的内管连通，所述水-水换热器的内管出口与所述辐射段的管路连通，所述辐射段的管路的出口输出蒸汽。本专利技术能够充分利用高温烟气携带的能量，提高注汽锅炉热效率。【专利说明】
本专利技术涉及，属于油井用注汽锅炉领域。
技术介绍
湿蒸汽发生器(即注汽锅炉)是现在油田中应用最广泛的蒸汽注入设备，其将水转化为干度为75的湿饱和蒸汽，注入井下，对油层进行加热，以降低原油粘度，从而提高采收率。目前燃料主要包括原油、天然气、水煤浆等，因此注汽锅炉分为烧原油注汽锅炉、烧天然气注汽锅炉、烧煤注汽锅炉，每种锅炉都具有排烟管，用于排出烟气，但也因此带走了热能，烧原油注汽锅炉排烟温度约250°C?280°C之间，烧天然气的注汽锅炉排烟温度约180°C?220°C之间，排烟温度过高造成锅炉热效率降低。排烟温度每增加10°C?15°C，热效率降低1%。现有的注汽锅炉如图1所示，包括锅炉给水单元1、柱塞泵2、水-水换热器3、对流段4、辐射段5、鼓风机6和烟? 7。所述给水单元I能够给注汽锅炉提供水源；所述柱塞泵2将水加压泵入生成蒸汽的管路，即将水泵入水-水换热器3 ;所述水-水换热器3设置有内管和外管；所述对流段4设置在所述烟? 7内，所述辐射段5设置在锅炉内，并连接烟囱7，所述鼓风机6将锅炉产生的高温烟气吹入所述辐射段。所述给水单元I的出口连通所述柱塞泵2的入口，所述柱塞泵2的出口与所述水-水换热器3的外管入口、所述对流段4的管路的入口连通，所述水-水换热器3的外管出口与所述对流段4的管路的入口连通，所述对流段4的管路的出口与所述水-水换热器3的内管入口连通，所述水-水换热器3的内管出口与所述辐射段5的管路入口连通，所述辐射段5的管路的出口输出蒸汽，所述鼓风机6与所述辐射段5连通，所述辐射段5连接至所述烟囱7。作业时，锅炉给水单元I将水通过柱塞泵2加压，将20°C的水泵入水-水换热器3外管(环空)，从外管(环空)中流入对流段4，此时进入对流段4入口的水温为95.40C，与烟气换热，对流段4出口的水温为290.50C，对流段4流出的水回到水-水换热器3内管(热水与环空中冷水换热，温度有所下降，变为224.4°C)，水从内管出来，流入辐射段5，与烟气进行辐射热交换，最后变成蒸汽，蒸汽温度为353°C。在现有技术中，同时检测到排烟管即烟囱排出的烟气温度达到230°C，浪费了热能。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种注汽锅炉，充分利用排烟管中排烟的热量，来提高注汽锅炉的热效率。本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现:—种注汽锅炉，其包括锅炉给水单元、柱塞泵、水-水换热器、对流段、辐射段、鼓风机和烟?，该注汽锅炉还包括一低温受热单元，设置在该注汽锅炉的烟?内部、对流段的上方；所述水-水换热器设置有内管和外管；所述给水单元与所述柱塞泵的入口连通，所述柱塞泵的出口与所述低温受热单元的入口连通，所述低温受热单元的出口与所述水-水换热器的外管入口连通，所述水-水换热器的外管出口与所述对流段的管路的入口连通，所述对流段的管路的出口与所述水-水换热器的内管入口连通，所述水-水换热器的内管出口与所述辐射段的管路入口连通，所述辐射段的管路的出口输出蒸汽，所述鼓风机与所述辐射段连通，所述辐射段连接至所述烟囱。上述的注汽锅炉中，优选的，所述低温受热单元由翅片管构成。上述的注汽锅炉中，优选的，所述低温受热单元包括64根翅片管，该64根翅片管分5排设置。上述的注汽锅炉中，优选的，所述翅片管呈折叠蛇形往复布置成5排，第一排14根翅片管，第二、三、四排分别为12根翅片管，最后一排14根翅片管。上述的注汽锅炉中，优选的，所述翅片管的材质为316L不锈钢。上述的注汽锅炉中，优选的，所述低温受热单元的出口还与所述对流段的管路的入口连通，两者之间设置有阀门。本专利技术还提供一种利用上述的注汽锅炉生产蒸汽的方法，该方法包括如下步骤:步骤一、利用柱塞泵将锅炉给水单元提供的水注入低温受热单元，与烟囱内对流段上方的烟气进行热交换；步骤二、将与烟?内对流段上方的烟气进行热交换后的水注入水-水换热器的外管，与水-水换热器的内管中的水进行水-水换热，然后注入对流段管路，与烟?内对流段的烟气进行对流热交换；或者将与烟?内对流段上方的烟气进行热交换后的水分流注入水-水换热器的外管和对流段的管路，进入外管的水与水-水换热器的内管中的水进行水-水换热后通过外管，然后一并进入对流段的管路，与烟?内对流段的烟气进行对流热交换；步骤三、将对流热交换后的水注入水-水换热器的内管，与水-水换热器的外管中的水进行水-水换热；步骤四、将水-水换热后的水注入辐射段的管路，与鼓风机带来的锅炉高温烟气进行热交换，最后转变为蒸汽排出。上述的方法中，优选的，所述高温烟气由锅炉直接生成，由鼓风机吹入辐射段，与辐射段的管路进行热交换；热交换后的高温烟气进入烟?对流段，与对流段的管路进行对流段热交换；对流段热交换后的高温烟气继续与低温受热单元进行热交换，高温烟气变成低温烟气，最后从烟囱出口排出。本专利技术还提供了一种提高锅炉热效率的方法，该方法包括如下步骤:a、在烟囱热交换区域热交换管路的上方设置一低温受热单元，用于对受热介质进行前期预热；b、将柱塞泵连通上述低温受热单元，将受热介质泵入上述低温受热单元后，进行热交换预热；C、将预热后的受热介质注入热交换管路，最后实现受热介质气化。上述的提高锅炉热效率的方法中，优选的，所述受热介质为水。本专利技术的突出效果为:通过低温受热单元，改变现有技术注汽锅炉的结构及工艺流程，重新定位注汽锅炉热负荷分配，能够使注汽锅炉排烟温度由230°C降到130°C左右，从而使热效率提高4%_5%，能够充分利用高温烟气携带的能量，提高注汽锅炉热效率。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术中注汽锅炉的结构示意图；图2是实施例1的注汽锅炉的结构示意图；图3是实施例2所提供的利用注汽锅炉生产蒸汽的方法的流程图。【具体实施方式】以下便结合实施例附图，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。实施例1本实施例提供一种注汽锅炉，其结构如图2所示，其包括锅炉给水单元1、柱塞泵2、水-水换热器3、对流段4、辐射段5、鼓风机6和烟? 7，该注汽锅炉还包括一低温受热单元8，设置在该注汽锅炉的烟囱7内部、对流段4的上方；所述水-水换热器3设置有内管和外管；所述给水单元I与所述柱塞泵2的入口连通，所述柱塞泵2的出口与所述低温受热单元8的入口连通，所述低温受热单元8的出口与所述水-水换热器3的外管入口相连通，所述低温受热单元8的出口与所述对流段4的管路的入口相连通并且两者间设置有阀门，所述水-水换热器3的外管出口与所述低温受热单元8的出口并行连通所述对流段4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种注汽锅炉，其包括锅炉给水单元、柱塞泵、水‑水换热器、对流段、辐射段、鼓风机和烟囱，其特征在于：该注汽锅炉还包括一低温受热单元，设置在该注汽锅炉的烟囱内部、对流段的上方；所述水‑水换热器设置有内管和外管；所述给水单元与所述柱塞泵的入口连通，所述柱塞泵的出口与所述低温受热单元的入口连通，所述低温受热单元的出口与所述水‑水换热器的外管入口连通，所述水‑水换热器的外管出口与所述对流段的管路的入口连通，所述对流段的管路的出口与所述水‑水换热器的内管入口连通，所述水‑水换热器的内管出口与所述辐射段的管路入口连通，所述辐射段的管路的出口输出蒸汽，所述鼓风机与所述辐射段连通，所述辐射段连接至所述烟囱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张红朋，许宝燕，马庆，李娟娟，曲明艺，许玲彬，陈楠，王磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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