一种直流注汽锅炉除盐方法
一种直流注汽锅炉除盐方法
【专利摘要】本发明提供了一种直流注汽锅炉除盐方法。本方法是把从汽液分离器分出的高含盐水注入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽，对进入蒸发器的高含盐水进行加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和盐水并排掉；蒸发器内产生的高干度饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。该方法能够使直流注汽锅炉中高含盐水中99％的盐被排出，使注汽管线析盐现象大大缓解，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
【专利说明】一种直流注汽锅炉除盐方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油气田高含盐废水处理方法，尤其涉及一种注汽锅炉除盐方法。
【背景技术】
[0002]特超稠油开发，需向地层注过热蒸汽，目前产生过热蒸汽锅炉，为一种特制的直流锅炉。锅炉给水为净化(除油除悬浮物)和软化(除钙镁)后的稠油油田采出水，含盐量在3000ppm-7000ppm(质量比，以下同)。锅炉分两段加热，第一段将水加热蒸发成干度80%左右的饱和蒸汽，然后导出炉外进入汽液分离器，分离出的高干度蒸汽再次加炉膛第二段加热成较高过热度蒸汽(一般过热80°C -1OO0C )，再通过一个掺混器把汽液分离器分出的高含盐水(含盐量在12000ppm-28000ppm)喷射到高过热度蒸汽中，使高含盐水完全蒸发，产生饱和蒸汽，通过注汽干管和注采两用单井管线及油管注入井底。如图1所示.
[0003]目前存在的问题是:注汽一段时间后，注汽管线、单井管线、油管内有盐析出，附着在管线内壁。造成的危害主要有:注汽管线有效管径变小，压力损失增大。需定期用热水冲洗管线，将管线上附着的盐溶化，推入井底。注汽、闷井完成后启动抽油机困难，原因主要是柱塞和泵筒之间有盐析。造成检泵周期缩短，维修工作量加大，采油时率下降。填料函有盐析，光杆磨蚀加重，填料刺漏加剧，更换填料频繁。采出水含盐量、含硅量逐轮增加，形成了恶性循环。
[0004]为使特超稠油持续开发，有必要在现有注汽系统某个环节，把盐除去。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中存在的以上问题，本发明提供了一种直流注汽锅炉的除盐方法，该方法能够使直流注汽锅炉中高含盐水中99%的盐被排出，使注汽管线析盐现象大大缓解，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于:
[0008]从汽液分离器分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽注入蒸发器内将高含盐水加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和，然后将盐水排掉，蒸发器内产生的饱和蒸汽与锅炉注汽干线内过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。
[0009]蒸发器排盐水的出口管深入蒸发器内且其上端与液位基本齐平，通过蒸发器液相区上部将浓缩盐水排出，排盐水出口管上设置有流量计和双调节阀用于控制排盐水的量，排盐水的量由锅炉进水量和锅炉进水含盐量确定。
[0010]同时，蒸发器底部连接有回水管并与进水管相连，使蒸发器内的水由于密度差别产生动力而部分返回进水管并与从锅炉的汽液分离器来的高含盐水混合再次进入蒸发器，形成循环回路，使液相区内液体循环流动，确保溶液性质一致不结垢析盐，并能调节液体蒸友里。
[0011]蒸发器内设置有用于检测蒸发器内液位的液位计，蒸发器的蒸汽入口设置有进汽调节阀，当蒸发器内液位高于设定值，开大进汽调节阀，加速蒸发，当液位低于设定值，关小进汽调节阀，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。
[0012]蒸发器内产生的饱和蒸汽出口与锅炉注汽干线上都设置有调节阀，通过调节两个调节阀使饱和蒸汽与锅炉注汽干线内过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]1、99%的盐被排出，注汽管线析盐现象大大缓解，不用经常用热水冲洗管线，锅炉生广时率提闻，管道压力损失减小。
[0015]2、稠油油田采出水含盐量、含硅量会相对稳定，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
[0016]3、检泵周期延长，抽油机填料函刺漏减少。
[0017]4、注汽过热度略有提高，注汽效果改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明进一步说明
[0019]图1为采用掺混器的传统直流注汽锅炉工艺流程图；
[0020]图2为本发明的采用蒸发器除盐的直流注汽锅炉除盐方法工艺流程图；
[0021]图3为本发明具体实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0023]如图2所示，直流注汽锅炉的除盐方法:从汽液分离器(属锅炉设备)分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉出口过热管线上引出部分过热蒸汽注入蒸发器，对进入蒸发器的高含盐水进行对流、传导和辐射三种形式加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和(250000ppm左右)，然后通过流量计、调节阀(Vw)将接近饱和点的盐水排掉，排出量由锅炉进水量和锅炉进水的含盐量决定，锅炉进水量和进水含盐量是相对稳定的，所以蒸发器的排出水量也是相对稳定的。(排出的接近饱和的盐水可自然蒸发到结晶，或直接利用，此部分不含在本专利申请范围)。蒸发器的进水量是变量，本工艺采用液位变送器检测蒸发器液位，当液位高于设定值，开大进汽调节阀(Vsi),加速蒸发，当液位低于设定值,关小进汽调节阀(Vsi)，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。通过调节饱和蒸汽管线和注汽干线上调节阀(Vpl和Vp2)，使蒸发器内系统稳定并使产生的蒸汽与注汽干线过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。
[0024]下面以锅炉来水含盐量(TDS) 3500ppm、进水量20t/h为实施例对本发明的技术原理和手段及特征、发明目的及具体实施效果进行详细描述，如图3所示，具体如下。
[0025]将盐分为3500ppm的来水以20t/h加入到直流锅炉内第一段受热蒸发成干度约75%的饱和蒸汽，然后将饱和蒸汽通入汽液分离器内分离成流量为5t/h、压力为13MPa、温度为330°C、含盐量(TDS)为HOOOppm的高含盐水和约15t/h高干度蒸汽。将高干度蒸汽再次加入直流锅炉第二段加热升温变成温度为480°C、压力为12MPa的较高过热度蒸汽。
[0026]调节蒸发器进汽管上液位控制阀(Vsi启动时手工调节)，将约10t/h的较高过热度蒸汽通入蒸发器内，并使其以较高气速在换热导流板间流动，形成高速气相区；同时将全部高含盐水以一定流速喷淋进蒸发器内并与过热蒸汽充分掺混，掺混后随蒸汽在气相区内高速流动，未蒸发液态水、盐分和其他液固杂质物落入蒸发器下部形成浓度更高的盐水液相区。气相区和液相区通过对流传导辐射多种形式进行换热蒸发，水变成含盐量为250000ppm的浓缩盐水，调节蒸发器排水管上的流量控制阀(Vw)，使浓缩盐水以0.3t/h排出，以确保排出量和液相区高度基本稳定；同时，蒸发器内一定量浓缩盐水溶液在溶液密度差产生的动力下通过回水管返回到进水管内并与从锅炉的汽液蒸发器来的高含盐水混合，形成循环回路；根据液面高度调节蒸发器进汽管上控制阀(Vsi)开度来调节蒸汽导入量，实现蒸汽与高含盐水的匹配；从液相区蒸发出的水以气态形式进入气相区变成饱和蒸汽，然后调节饱和蒸汽管线和注汽干线上控制阀(Vp2和Vp2)将其通过注汽管内蒸汽混合形成19.7t/h的压力为12MPa的注汽并汇入注汽管网。
[0027]本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。
【权利要求】
1.一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于: 从汽液分离器分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽将蒸发器内高含盐水加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和的盐水并排掉，蒸发器内产生的饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合变成低过热度蒸汽后注入注汽管网。
2.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器排盐水的出口管深入蒸发器内且其上端与液位基本齐平，通过蒸发器液相区上部将浓缩盐水排出，排盐水出口管上设置有流量计和双调节阀用于控制排盐水的量，排盐水的量由锅炉进水量和锅炉进水含盐量确定。
3.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器底部连接有回水管并与进水管相连，使蒸发器内的水由于密度差别产生动力而部分返回进水管并与从锅炉的汽液分离器来的高含盐水混合再次进入蒸发器，形成循环回路，使液相区内液体循环流动，确保溶液性质一致不结垢析盐，并能调节液体蒸发量。
4.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器内设置有用于检测蒸发器内液位的液位计，蒸发器的蒸汽入口设置有进汽调节阀，当蒸发器内液位高于设定值，开大进汽调节阀，加速蒸发，当液位低于设定值，关小进汽调节阀，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。
5.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器内产生的饱和蒸汽出口与锅炉注汽干线上都设置有调节阀，通过调节两个调节阀使饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽。
【文档编号】C02F1/04GK104276614SQ201410510084
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】刘玉梅, 魏新春, 赵建华, 王赤宇, 黄连华, 朱泽民, 刘周恩 申请人:北京和默能源技术有限公司
【专利摘要】本发明提供了一种直流注汽锅炉除盐方法。本方法是把从汽液分离器分出的高含盐水注入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽，对进入蒸发器的高含盐水进行加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和盐水并排掉；蒸发器内产生的高干度饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。该方法能够使直流注汽锅炉中高含盐水中99％的盐被排出，使注汽管线析盐现象大大缓解，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
【专利说明】一种直流注汽锅炉除盐方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油气田高含盐废水处理方法，尤其涉及一种注汽锅炉除盐方法。
【背景技术】
[0002]特超稠油开发，需向地层注过热蒸汽，目前产生过热蒸汽锅炉，为一种特制的直流锅炉。锅炉给水为净化(除油除悬浮物)和软化(除钙镁)后的稠油油田采出水，含盐量在3000ppm-7000ppm(质量比，以下同)。锅炉分两段加热，第一段将水加热蒸发成干度80%左右的饱和蒸汽，然后导出炉外进入汽液分离器，分离出的高干度蒸汽再次加炉膛第二段加热成较高过热度蒸汽(一般过热80°C -1OO0C )，再通过一个掺混器把汽液分离器分出的高含盐水(含盐量在12000ppm-28000ppm)喷射到高过热度蒸汽中，使高含盐水完全蒸发，产生饱和蒸汽，通过注汽干管和注采两用单井管线及油管注入井底。如图1所示.
[0003]目前存在的问题是:注汽一段时间后，注汽管线、单井管线、油管内有盐析出，附着在管线内壁。造成的危害主要有:注汽管线有效管径变小，压力损失增大。需定期用热水冲洗管线，将管线上附着的盐溶化，推入井底。注汽、闷井完成后启动抽油机困难，原因主要是柱塞和泵筒之间有盐析。造成检泵周期缩短，维修工作量加大，采油时率下降。填料函有盐析，光杆磨蚀加重，填料刺漏加剧，更换填料频繁。采出水含盐量、含硅量逐轮增加，形成了恶性循环。
[0004]为使特超稠油持续开发，有必要在现有注汽系统某个环节，把盐除去。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中存在的以上问题，本发明提供了一种直流注汽锅炉的除盐方法，该方法能够使直流注汽锅炉中高含盐水中99%的盐被排出，使注汽管线析盐现象大大缓解，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于:
[0008]从汽液分离器分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽注入蒸发器内将高含盐水加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和，然后将盐水排掉，蒸发器内产生的饱和蒸汽与锅炉注汽干线内过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。
[0009]蒸发器排盐水的出口管深入蒸发器内且其上端与液位基本齐平，通过蒸发器液相区上部将浓缩盐水排出，排盐水出口管上设置有流量计和双调节阀用于控制排盐水的量，排盐水的量由锅炉进水量和锅炉进水含盐量确定。
[0010]同时，蒸发器底部连接有回水管并与进水管相连，使蒸发器内的水由于密度差别产生动力而部分返回进水管并与从锅炉的汽液分离器来的高含盐水混合再次进入蒸发器，形成循环回路，使液相区内液体循环流动，确保溶液性质一致不结垢析盐，并能调节液体蒸友里。
[0011]蒸发器内设置有用于检测蒸发器内液位的液位计，蒸发器的蒸汽入口设置有进汽调节阀，当蒸发器内液位高于设定值，开大进汽调节阀，加速蒸发，当液位低于设定值，关小进汽调节阀，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。
[0012]蒸发器内产生的饱和蒸汽出口与锅炉注汽干线上都设置有调节阀，通过调节两个调节阀使饱和蒸汽与锅炉注汽干线内过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]1、99%的盐被排出，注汽管线析盐现象大大缓解，不用经常用热水冲洗管线，锅炉生广时率提闻，管道压力损失减小。
[0015]2、稠油油田采出水含盐量、含硅量会相对稳定，解除了恶性循环，保障了稠油油田的持续开发。
[0016]3、检泵周期延长，抽油机填料函刺漏减少。
[0017]4、注汽过热度略有提高，注汽效果改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明进一步说明
[0019]图1为采用掺混器的传统直流注汽锅炉工艺流程图；
[0020]图2为本发明的采用蒸发器除盐的直流注汽锅炉除盐方法工艺流程图；
[0021]图3为本发明具体实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0023]如图2所示，直流注汽锅炉的除盐方法:从汽液分离器(属锅炉设备)分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉出口过热管线上引出部分过热蒸汽注入蒸发器，对进入蒸发器的高含盐水进行对流、传导和辐射三种形式加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和(250000ppm左右)，然后通过流量计、调节阀(Vw)将接近饱和点的盐水排掉，排出量由锅炉进水量和锅炉进水的含盐量决定，锅炉进水量和进水含盐量是相对稳定的，所以蒸发器的排出水量也是相对稳定的。(排出的接近饱和的盐水可自然蒸发到结晶，或直接利用，此部分不含在本专利申请范围)。蒸发器的进水量是变量，本工艺采用液位变送器检测蒸发器液位，当液位高于设定值，开大进汽调节阀(Vsi),加速蒸发，当液位低于设定值,关小进汽调节阀(Vsi)，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。通过调节饱和蒸汽管线和注汽干线上调节阀(Vpl和Vp2)，使蒸发器内系统稳定并使产生的蒸汽与注汽干线过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽后注入注汽管网。
[0024]下面以锅炉来水含盐量(TDS) 3500ppm、进水量20t/h为实施例对本发明的技术原理和手段及特征、发明目的及具体实施效果进行详细描述，如图3所示，具体如下。
[0025]将盐分为3500ppm的来水以20t/h加入到直流锅炉内第一段受热蒸发成干度约75%的饱和蒸汽，然后将饱和蒸汽通入汽液分离器内分离成流量为5t/h、压力为13MPa、温度为330°C、含盐量(TDS)为HOOOppm的高含盐水和约15t/h高干度蒸汽。将高干度蒸汽再次加入直流锅炉第二段加热升温变成温度为480°C、压力为12MPa的较高过热度蒸汽。
[0026]调节蒸发器进汽管上液位控制阀(Vsi启动时手工调节)，将约10t/h的较高过热度蒸汽通入蒸发器内，并使其以较高气速在换热导流板间流动，形成高速气相区；同时将全部高含盐水以一定流速喷淋进蒸发器内并与过热蒸汽充分掺混，掺混后随蒸汽在气相区内高速流动，未蒸发液态水、盐分和其他液固杂质物落入蒸发器下部形成浓度更高的盐水液相区。气相区和液相区通过对流传导辐射多种形式进行换热蒸发，水变成含盐量为250000ppm的浓缩盐水，调节蒸发器排水管上的流量控制阀(Vw)，使浓缩盐水以0.3t/h排出，以确保排出量和液相区高度基本稳定；同时，蒸发器内一定量浓缩盐水溶液在溶液密度差产生的动力下通过回水管返回到进水管内并与从锅炉的汽液蒸发器来的高含盐水混合，形成循环回路；根据液面高度调节蒸发器进汽管上控制阀(Vsi)开度来调节蒸汽导入量，实现蒸汽与高含盐水的匹配；从液相区蒸发出的水以气态形式进入气相区变成饱和蒸汽，然后调节饱和蒸汽管线和注汽干线上控制阀(Vp2和Vp2)将其通过注汽管内蒸汽混合形成19.7t/h的压力为12MPa的注汽并汇入注汽管网。
[0027]本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。
【权利要求】
1.一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于: 从汽液分离器分出的高含盐水进入蒸发器，从锅炉注汽干线上引出部分过热蒸汽将蒸发器内高含盐水加热，使高含盐水进一步蒸发至接近饱和的盐水并排掉，蒸发器内产生的饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合变成低过热度蒸汽后注入注汽管网。
2.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器排盐水的出口管深入蒸发器内且其上端与液位基本齐平，通过蒸发器液相区上部将浓缩盐水排出，排盐水出口管上设置有流量计和双调节阀用于控制排盐水的量，排盐水的量由锅炉进水量和锅炉进水含盐量确定。
3.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器底部连接有回水管并与进水管相连，使蒸发器内的水由于密度差别产生动力而部分返回进水管并与从锅炉的汽液分离器来的高含盐水混合再次进入蒸发器，形成循环回路，使液相区内液体循环流动，确保溶液性质一致不结垢析盐，并能调节液体蒸发量。
4.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器内设置有用于检测蒸发器内液位的液位计，蒸发器的蒸汽入口设置有进汽调节阀，当蒸发器内液位高于设定值，开大进汽调节阀，加速蒸发，当液位低于设定值，关小进汽调节阀，以此保证排出液含盐量基本稳定在接近饱和点。
5.如权利要求1所述的一种直流注汽锅炉除盐方法，其特征在于，蒸发器内产生的饱和蒸汽出口与锅炉注汽干线上都设置有调节阀，通过调节两个调节阀使饱和蒸汽与锅炉注汽干线上的过热蒸汽混合达到低过热度蒸汽。
【文档编号】C02F1/04GK104276614SQ201410510084
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】刘玉梅, 魏新春, 赵建华, 王赤宇, 黄连华, 朱泽民, 刘周恩 申请人:北京和默能源技术有限公司
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