一种小型化的油田注汽锅炉的制作方法

本发明属于注汽锅炉技术领域，具体涉及一种小型化的油田注汽锅炉。

背景技术：

现有的油田注汽锅炉通常是卧式直流水管锅炉，其主要由辐射段、连接在辐射段尾部的过渡段、设置在过渡段上方的对流段组成。其中，辐射段的内壁衬以硅酸铝耐火纤维，并设有往复排列的盘管，中间形成宽敞的炉膛；对流段是由光管和肋片管组成的矩形结构，管子轴线与燃烧器轴线平行；过渡段是连接在辐射段与对流段之间起连接作用的一个半圆形烟气转向通道，无换热作用。

目前在用注汽锅炉体积过于庞大，主要体现在燃烧器轴线方向和垂直于地面的高度方向尺寸较大，而采油现场往往地形复杂，无法在采油现场灵活运输及使用。因此油田注汽锅炉小型化技术的开发迫在眉睫，有必要提供一种小型化的注汽锅炉来克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种小型化的油田注汽锅炉，用于减小注汽锅炉燃烧器轴线方向的长度和垂直于地面的高度，保证注汽锅炉在采油现场的灵活运输，同时提高注汽锅炉的热效率。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种小型化的油田注汽锅炉，包括辐射段、过渡段和对流段；其中，

辐射段安装于过渡段的右端，对流段安装于过渡段的上端；过渡段由辐射段的膜式水冷壁延伸包覆组成，且过渡段沿燃烧器轴线方向的长度使得对流段与辐射段共用部分轻质浇注保温层。

本发明进一步的改进在于，辐射段上设置有辐射段与过渡段工质进口、注汽锅炉燃料进口和辐射段与过渡段工质出口；且过渡段的烟气出口与对流段的烟气进口连通；给水经预处理后进入对流段并与烟气逆向流动；对流段水侧一端同给水连通，另一端同辐射段与过渡段工质进口连通。

本发明进一步的改进在于，辐射段采用膜式水冷壁，炉管是单路、直管，两端用180°弯头连接管束；中间形成圆筒状炉膛，水冷壁外侧敷设有轻质浇注保温层。

本发明进一步的改进在于，过渡段由辐射段的膜式水冷壁延伸包覆组成。

本发明进一步的改进在于，对流段由光管和肋片管组成，且管子轴线垂直于燃烧器轴线。

本发明具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种小型化的油田注汽锅炉，其过渡段由辐射段的膜式水冷壁延伸包覆而成，充分利用了原本仅具有烟气转向作用而无换热能力的过渡段，降低了对流段的吸热量，进一步降低了对流段所需高度。同时通过降低对流段的入口烟温，可以减少对流段内起缓冲作用的光管受热面的排数。并且缩短过渡段沿燃烧器轴线方向的长度，使对流段与辐射段共用部分轻质浇注保温层，可以降低注汽锅炉沿燃烧器轴线方向上的尺寸。概括来说，本发明具有以下几处优点：

1、注汽锅炉辐射段和过渡段均采用膜式水冷壁，有效降低了对流段的吸热量，降低了对流段所需高度。

2、由于采用膜式水冷壁，辐射段无需敷设耐火硅酸铝陶瓷纤维，有效降低了注汽锅炉重量。同时降低了注汽锅炉的热损失，提高了热效率。

3、辐射段采用了单根水平蛇形布置的膜式水冷壁，可以增大辐射受热面的角系数，增加辐射段的吸热量，从而减小对流受热面的吸热量，减少对流段的受热面积，降低对流段的高度。

3、增大了辐射段和对流段的吸热量，降低了对流段入口烟温，可以减少对流段内起缓冲作用的光管受热面的排数，降低对流段管子高温损坏的几率。

4、缩短了过渡段的轴向长度，使对流段与辐射段贴合，两段共用部分轻质浇注保温层，降低了注汽锅炉沿燃烧器方向的长度。

5、对流段内的光管和肋片管的轴线与燃烧器轴线垂直布置，对流段沿管子轴线方向长于垂直于管子轴向方向，因此将管子轴线与燃烧器轴线平行布置，有效减小注汽锅炉沿燃烧器方向的长度，减小锅炉占地面积，保证在采油现场的灵活运输及使用。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

附图标记说明：1-辐射段；2-过渡段；3-对流段；4-烟气出口；5-辐射段与过渡段工质进口；6-注汽锅炉燃料进口；7-辐射段与过渡段工质出口。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明，以下结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供的一种小型化的油田注汽锅炉，包括辐射段1、过渡段2和对流段3。

其中，所述辐射段1安装于过渡段3的右端，所述对流段3安装于过渡段2的上端；辐射段1采用单层水平蛇形布置的膜式水冷壁；过渡段2由辐射段1的膜式水冷壁延伸包覆组成；对流段3内管子轴线与燃烧器轴线平行布置；辐射段1上设置有辐射段与过渡段工质进口5、注汽锅炉燃料进口6和辐射段与过渡段工质出口7。

辐射段1采用膜式水冷壁，炉管是单路、直管，两端用180°弯头连接管束。中间形成圆筒状炉膛，水冷壁外侧敷设有轻质浇注保温层。由于采用膜式水冷壁，辐射段无需敷设耐火硅酸铝陶瓷纤维，有效降低了注汽锅炉重量。同时降低了注汽锅炉的热损失，提高了热效率。采用膜式水冷壁可以增大辐射受热面的角系数，增加辐射段的吸热量。

过渡段2由辐射段1的膜式水冷壁延伸包覆组成。在原本只具有烟气转向作用的过渡段增设受热面，进一步降低辐射段出口烟温，降低了对流段入口烟温，可以减少对流段内起缓冲作用的光管受热面的排数，降低对流段管子高温损坏的几率。

对流段3管子轴线垂直于燃烧器轴线。对流段沿管子轴线方向长于垂直于管子轴向方向，因此将管子轴线与燃烧器轴线平行布置，有效减小注汽锅炉沿燃烧器方向的长度，减小锅炉占地面积，保证在采油现场的灵活运输及使用。

本发明的核心思想是：通过在注汽锅炉辐射段采用单层水平蛇形布置的膜式水冷壁，提高辐射受热面的角系数，增加辐射段的吸热量，从而减小对流受热面的吸热量，该方法可以有效降低对流段的受热面积，降低对流段的高度；辐射段采用膜式水冷壁，水冷壁外侧无需敷设硅酸铝耐火纤维，只需敷设保温材料，可有效降低注汽锅炉重量；减少注汽锅炉热损失，提高热效率；通过在过渡段采用由辐射段的膜式水冷壁延伸包覆结构，充分利用了原本仅具有烟气转向作用而无换热能力的过渡段，降低了对流段的吸热量，进一步降低了对流段高度；同时降低了对流段的入口烟温，可以减少对流段内起到缓冲作用的光管受热面的排数；缩短了过渡段的轴向长度，使对流段与辐射段贴合，共用部分轻质浇注保温层，降低注汽锅炉沿燃烧器方向的长度；对流段内的光管和肋片管的轴线与燃烧器轴线垂直布置，有效降低注汽锅炉沿燃烧器方向的长度，减小锅炉占地面积，保证在采油现场的灵活运输及使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权力要求书确定专利保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种小型化的油田注汽锅炉，包括辐射段、过渡段和对流段；其中，辐射段安装于过渡段的右端，对流段安装于过渡段的上端；过渡段由辐射段的膜式水冷壁延伸包覆组成，且过渡段沿燃烧器轴线方向的长度使得对流段与辐射段共用部分轻质浇注保温层。本发明提供的小型化的油田注汽锅炉，辐射段通过采用膜式水冷壁，提高了辐射受热面的角系数，增加了辐射段的吸热量；在只敷设保温材料的过渡段增设了式水冷壁，充分利用过渡段的面积，在降低对流段入口烟气温度的同时，降低了对流段管子高温损坏的几率；通过缩短过渡段沿燃烧器轴线方向的长度，使对流段与辐射段部分贴合，并使对流段内管子轴线与燃烧器轴线方向平行，有效减小了锅炉轴向尺寸。

技术研发人员：陈军;师忠卿;李汉卿;白冰;张乃峰;陈超;肖刚;李建荣;邓磊;车得福
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司注汽技术服务中心;西安交通大学
技术研发日：2018.09.28
技术公布日：2019.03.08