基于相变换热技术的余热利用装置的制作方法

本实用新型属于余热回收利用技术，涉及具有相变换热功能缓冲罐的技术领域，特别是基于相变换热技术的余热利用装置。

背景技术：

随着油田稠油或超稠油开发技术的发展，稠油热采已成三次采油中一项较为成熟的采油工艺技术。其中采用闪蒸降温和相变换热的原理技术，已经运用到油田采油接转站（以下简称：接转站）对稠油采出液来液温度处理控制（85-95℃）当中。新疆油田冬季大约有110天左右，为了保持稠油采出液（以下简称：采出液）的流动性，便于管道输送，在采出液进原油缓冲罐前就已经向采出液中掺入了大量蒸汽进行伴热，这使得采出液温度会达到100~130℃，闪蒸油汽在原油缓冲罐内与冷却介质进行换热，随后排出，造成了能源浪费和环境污染问题。而且接转站冬季采暖保温采用高压蒸汽保温方式，高压蒸汽（蒸汽压力6~12MPa，温度220℃以上）在接转站内经两级减压后（降至0.3~0.4MPa）进入站内采暖保温系统，经一次循环后剩余的蒸汽和冷凝水排入缓冲罐，加剧了缓冲罐罐口油汽混合物的溢出，形成了更大的能源浪费和污染等问题，也浪费了大量的油田热采专用高压蒸汽。

采用高压蒸汽采暖方式，蒸汽压力的调节难度很大，采暖安全系数较低。若降压措施不当、压力控制不稳定、安全阀件失灵或保温管线堵塞，就会导致采暖系统压力升高，以至造成采暖管线或散热片爆裂，对油田工作人员的人身安全以及油田设备设施的安全运行造成严重威胁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于相变换热技术的余热利用装置，针对目前油田采油设备设施普遍存在的能源浪费和环境污染问题，通过调研，开发出一种基于相变换热技术的余热利用装置，利用这一新技术对采出液出口温度进行换热和控制，同时回收闪蒸蒸汽及其热量，对整个站区房间和设备设施进行供暖，使站区室内温度保持在22~28℃，可最大限度的降低或减少能源浪费及环境污染。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于相变换热技术的余热利用装置，鼓风机安装在空冷器上，空冷器的出水口安装有第一温度传感器且管接第一阀组的进水口，膨胀水箱的出水口管接第一阀组的出水口，第一阀组的出水口通过第一进口阀管接第一循环泵的进水口，第一阀组由第一流量计旁通阀和第一流量计阀组并联管接构成，第一流量计阀组朝从空冷器的出水口至第一循环泵的进水口的方向依次由第一流量计前阀、第一流量计和第一流量计后阀串联管接构成，连接第一阀组的出水口和第一进口阀的进水口的管线安装有压力表，第一循环泵的出水口依次通过第一止回阀和第一出口阀管接相变换热装置的进水口，连接第一出口阀的出水口和相变换热装置的进水口的管线安装有第二温度传感器且管接第二排污阀，相变换热装置的出水口管接第二阀组的进水口且通过第三进口阀管接空冷器的进水口，连接相变换热装置的出水口与第三进口阀的进水口的管线安装有第三温度传感器，第二阀组的出水口通过暖气包和回水阀管接第一阀组的进水口，连接暖气包和回水阀的管线管接第一排污阀，连接回水阀和第一阀组的进水口的管线安装有第四温度传感器，第二阀组由第二流量计旁通阀和第二流量计阀组并联管接构成，第二流量计阀组朝从相变换热装置的出水口至暖气包的进水口的方向依次由第二流量计前阀、第二流量计、调节阀和第二流量计后阀串联管接构成。

本实用新型采用空冷式热交换和冷却介质循环的方式进行换热处理，具有温度控制稳定、无水资源浪费、清理方便、设备防冻等诸多优点。

本实用新型包括：空冷器、鼓风机、循环泵、膨胀水箱、流量计、电动调节阀、排污阀、截止阀、温度传感器、压力表、散热片、膨胀管、循环管道等。

空冷器下部装有两个风机，空冷器出口与截止阀相连，通过管线分别与两个循环泵连接；在循环泵进口预留接口，预先设计防冻液回收塑料罐，需要时将罐埋入地下，通过接管与泵进口连接。循环泵出口有止回阀，和截止阀，并连接排污阀；两个循环泵并连到相变换热装置的管线中，互为备用；相变换热装置（具有相变换热功能缓冲罐）换热完出口形成两路分支，一路与空冷器连接，一路连接电动调节阀进入房间；采暖管线出口与空冷器出口相连进入循环泵；采暖房间出口处连接有排污阀；膨胀管接在循环泵总管进口处；膨胀水箱为开式方形，设有磁翻板液位计（自带排污口），另设有预留口，用法兰盲板盲堵做备用。

导热介质由膨胀水箱添加进入管线，通过循环泵进口阀，使用循环泵将导热介质压入，经过止回阀和出口阀，进入到相变换热器中进行换热，换热完的导热介质大部分进入空冷器中进行冷却，少部分通过采暖电动调节阀进入室内供暖，室内的温度由电动调节阀控制导热介质的流量来进行调节；供暖完后的导热介质与空冷器的导热介质汇合，再由循环泵提供动力进行循环；冬季开启供暖通道阀门，夏季关闭，冷却介质全部进入空冷器中冷却。

本实用新型的技术效果：1）相变换热技术的余热利用装置充分利用稠油开采过程中产生的高温采出液的余热，由蒸汽采暖变为冷却介质循环供暖，压力稳定，蓄热能力大，采暖房间温度均衡，克服了蒸汽采暖急冷急热的现象，跑、冒、滴、漏现象也很少，导热介质温度低，有效避免了散热片爆裂伤人和现场员工烫伤现象的发生，提高了采暖系统的安全性和可靠性。2）原油缓冲罐来液余热利用采暖技术有效地利用了高温采出液的余热，相对于传统蒸汽直接采暖工艺，没有饱和蒸汽的消耗，大幅度降低了油田冬季生产运行成本。3）系统结构设计和布置非常灵活，可以适用于各种复杂的场合。4）利用流量计、压力表、温度传感器和电动调节阀来控制温度的稳定输出，保证室内供暖。

附图说明

图1为本实用新型的局部透视结构示意图。

具体实施方式

一种基于相变换热技术的余热利用装置，如图1所示，鼓风机9安装在空冷器7上，空冷器7的出水口安装有第一温度传感器8且管接第一阀组的进水口，膨胀水箱29的出水口管接第一阀组的出水口，第一阀组的出水口通过第一进口阀14管接第一循环泵13的进水口，第一阀组由第一流量计旁通阀26和第一流量计阀组并联管接构成，第一流量计阀组朝从空冷器7的出水口至第一循环泵13的进水口的方向依次由第一流量计前阀23、第一流量计28和第一流量计后阀22串联管接构成，连接第一阀组的出水口和第一进口阀14的进水口的管线安装有压力表21，第一循环泵13的出水口依次通过第一止回阀12和第一出口阀11管接相变换热装置31的进水口，连接第一出口阀的出水口和相变换热装置31的进水口的管线安装有第二温度传感器16且管接第二排污阀15，相变换热装置31的出水口管接第二阀组的进水口且通过第三进口阀6管接空冷器7的进水口，连接相变换热装置31的出水口与第三进口阀6的进水口的管线安装有第三温度传感器10，第二阀组的出水口通过暖气包30和回水阀24管接第一阀组的进水口，连接暖气包30和回水阀24的管线管接第一排污阀25，连接回水阀24和第一阀组的进水口的管线安装有第四温度传感器27，第二阀组由第二流量计旁通阀3和第二流量计阀组并联管接构成，第二流量计阀组朝从相变换热装置31的出水口至暖气包30的进水口的方向依次由第二流量计前阀5、第二流量计4、调节阀2和第二流量计后阀1串联管接构成。

第一阀组的出水口通过第二进口阀20管接第二循环泵19的进水口，第二循环泵19的出水口依次通过第二止回阀18和第二出口阀17管接相变换热装置31的进水口

压力表21安装在连接第一进口阀14的进水口与第二进口阀20的进水口的管线上，第二温度传感器16安装在连接第一出口阀的出水口与第二出口阀的出水口的管线上，第二排污阀15同时管接第一出口阀的出水口与第二出口阀的出水口。

在膨胀水箱29内配装磁翻板流位计。

第一流量计28和第二流量计4均为电磁流量计。

调节阀2为电动调节阀。

膨胀水箱有预留口，用做补充导热介质，并能排放系统中换热产生的膨胀气体，使系统中受热的导热介质有膨胀的余地；系统中采用两个循环泵交替运行（24小时切换一次），避免泵长时间使用出现故障；每段设备进出口都设有截止阀，以便设备发生故障，不必排空管道内的导热介质，直接关闭故障处两端阀门，进行更换；换热进出口和空冷器出口以及房间都置有温度传感器，利用温度传感器显示温度，对风机频率和电动调节阀开度调节，间接对需要换热介质的温度控制，并对房间稳定供暖；系统中循环泵出口和房间采暖出口设有排污阀，方便清洗管路和更换冷却介质，降低了管内污垢堆积，保证了换热效果，增加了管道的使用寿命。