一种油田专用真空水套加热炉

1.本实用新型涉及油井生产技术领域，具体为一种油田专用真空水套加热炉。


背景技术：

2.目前，大多油田水套加热炉采用天然气作为燃料，因天然气具有热值高、环保性好的优点，获得了广泛应用。但是近年来天然气价格越来越昂贵，造成水套加热炉运行成本居高不下。
3.此外，目前传统水套炉结构简单，传统水套炉结构详见说明书附图1。传统水套炉结构是通过燃烧器燃烧天然气形成的高温火焰，经过烟管和烟室，把热量放给水套炉中的热水并将热水加热到95℃。同时含水率为90％的20℃的冷油经过u型管被u型管外的95℃的热水加热到80度后排出水套炉，热油的含水量仍为90％，无任何浓缩作用。还需在后续工艺中加入大量热量来蒸发水分并浓缩形成原油。由于烟管和烟时面积较小，因此目前传统的水套炉的热效率较低，排烟温度高达550℃以上。导致燃料消耗巨大，亟待解决。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术提出的水套炉能耗大，无浓缩作用的问题，本方案提供一种油田专用真空水套加热炉，可有效提高原油加热炉的热效率及整个系统的能源综合利用效率。
5.本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：一种油田专用真空水套加热炉，包括真空加热系统和水套炉加热系统；所述真空加热系统包括蒸汽发生器、真空加热器和喷射器，所述真空加热器和喷射器相互连通；所述水套炉加热系统包括水套炉、燃烧器、烟室、油盘管和烟囱，所述烟室和油盘管设置于所述水套炉内部，所述烟室的入口和出口分别通过烟管连接所述燃烧器和烟囱；所述真空加热器上设置有原油入口和原油出口，所述原油出口连接所述油盘管的入口，所述蒸汽发生器连接所述烟囱并吸收所述烟囱的排烟热量，所述蒸汽发生器上设置有第一输出口，所述第一输出口通过管道连接所述喷射器，所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过第一输出口输入喷射器中，喷射器产生抽吸作用不断将真空加热器中的水蒸气抽出，从而在真空加热器中形成真空，由于真空加热器处于真空状态，因而真空加热器中的液体沸点将会降低，使得真空加热器中原油含有的水分可以在较低温度蒸发变成水蒸气，通过喷射器的抽吸作用排出。
6.进一步的，所述蒸汽发生器上还可以设置有补燃燃烧机，以便为所述真空系统进一步提供能量。
7.进一步的，所述真空加热系统还包括有换热器和加热水套，所述换热器上设置有进气管、排气管、进水管和排水管，所述真空加热器置于所述加热水套内进行加热，所述蒸汽发生器上设置有第二输出口，所述第二输出口通过管道连接所述进气管，所述排气管连接所述烟囱，所述排水管通过管道连接所述加热水套的入水口，换热器利用蒸汽发生器的热量产生的热水进入加热水套来加热真空加热器中的原油。其中，所述加热水套的出水口
通过管道连接所述进水管，实现水循环，环保节能。
8.进一步的，所述真空加热系统还包括有引风机，所述引风机设置于所述第二输出口和所述进气管之间，通过引风机的作用将高温排烟送入蒸发器中回收余热。
9.进一步的，所述排水管上安装有三通阀，所述三通阀的第一出口连接所述加热水套的入水口，所述三通阀的第二出口连接所述蒸汽发生器，方便对蒸汽发生器进行补水，使得整个系统更加环保节能。
10.进一步的，所述烟囱上安装有气阀，方便控制排烟。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、本实用新型的真空加热系统采用真空法在加热原油的同时脱除其水分，无需消耗天然气，能耗大幅度降低。
13.2、本实用新型采用多级余热回收方式，利用水套炉的烟气余热产生蒸汽和热水，能源利用率高，节能环保。
14.3、本实用新型的喷射器(利用抽吸引射原理)利用余热所产生的高压蒸汽来产生真空，无需消耗天然气，能耗低。
15.4、本实用新型利用烟囱余热所产生的高温热水为真空加热器提供热源，无需消耗天然气，能耗低。
附图说明
16.图1为传统水套炉结构原理框图，图1中标示101为水套炉、标示102为燃烧器、标示103为烟管、标示104为烟室、标示105为烟囱；
17.图2为本实用新型的油田专用真空水套加热炉的结构原理框图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。值得注意的是，这些具体实施例仅为本实用新型代表性之具体实施例，其中所举例之特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本实用新型或对应之具体实施例。此为，图中各装置仅用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述，合先叙明。
19.如图2所示，一种油田专用真空水套加热炉，包括真空加热系统和水套炉加热系统；所述真空加热系统包括蒸汽发生器11、真空加热器12和喷射器13，所述真空加热器12和喷射器13相互连通；所述水套炉加热系统包括水套炉21、燃烧器22、烟室23、烟管27、油盘管24和烟囱25，所述烟室23和油盘管24设置于所述水套炉21内部，所述烟室23的入口通过所述烟管27连接所述燃烧器22，所述烟室23的出口连接所述烟囱25；所述真空加热器上设置有原油入口和原油出口，所述原油出口连接所述油盘管24的入口，所述蒸汽发生器11连接所述烟囱25并吸收所述烟囱25的排烟热量，从而产生蒸汽，所述蒸汽发生器11上设置有第一输出口，所述第一输出口通过管道连接所述喷射器13，所述蒸汽发生器11产生的蒸汽通过第一输出口输入喷射器13中，喷射器13产生抽吸作用不断将真空加热器12中的水蒸气抽出，从而在真空加热器12中形成真空，由于真空加热器处于真空状态，因而真空加热器12中的液体沸点将会降低，使得真空加热器12中原油含有的水分可以在较低温度蒸发变成水蒸气，通过喷射器13的抽吸作用排出至污水池16中。
20.进一步的，所述真空加热系统还包括有换热器14和加热水套15，所述换热器14上设置有进气管、排气管、进水管和排水管，所述真空加热器12置于所述加热水套15内进行加热，所述蒸汽发生器11上设置有第二输出口，所述第二输出口通过管道连接所述进气管，所述排气管连接所述烟囱25，所述排水管通过管道连接所述加热水套15的入水口，换热器14利用蒸汽发生器的排烟热量产生的热水进入加热水套15来加热真空加热器12中的原油。其中，所述加热水套15的出水口通过管道连接所述进水管，将冷水回流至所述换热器14上，实现水循环，环保节能。
21.进一步的，所述加热水套15上还设置有补水口151。
22.进一步的，所述真空加热系统还包括有引风机17，所述引风机17设置于所述第二输出口和所述进气管之间，通过引风机17的作用将高温排烟送入蒸发器中回收余热。
23.进一步的，所述排水管上安装有三通阀18，所述三通阀18的第一出口连接所述加热水套15的入水口，所述三通阀18的第二出口连接所述蒸汽发生器11，方便对蒸汽发生器11进行补水，使得整个系统更加环保节能。
24.进一步的，所述烟囱25上安装有气阀26，方便控制排烟。
25.进一步的，所述蒸汽发生器11上还可以设置有补燃燃烧机(图中未示出)，以便为所述真空系统进一步提供能量。
26.本实用新型公开一种原油加热方法，利用上述的一种油田专用真空水套加热炉，其步骤如下：
27.首先将含水率为90％、温度为20℃的原油输进所述真空加热系统进行加热，所述蒸汽发生器11吸收烟囱25约350℃的排烟热量，产生10公斤的蒸汽进入喷射器13，通过喷射器13产生抽吸作用，不断将真空加热器12中的水蒸气抽出进入污水池16，使真空加热器12中形成真空状态，真空加热器12中的液体沸点降低；换热器14吸收蒸汽发生器11和烟囱25的热量，产生90℃的热水进入加热水套15来加热真空加热器12中的原油，使原油中的水分蒸发变成水蒸气通过喷射器13进入污水池16，90℃的热水在加热水套15中放热后降温到75℃后流回换热器14，含水率为90％、温度为20℃的原油在所述真空加热器12中被加热浓缩为含水率为60％、温度为70℃的原油；接着将含水率为60％、温度为70℃的原油输进水套炉加热系统进一步加热，含水率为60％、温度为70℃的原油经过所述油盘管24，在水套炉21中加热到85℃后流出水套炉。
28.本实用新型具有如下特点：
29.1.本实用新型采用多级余热回收方式：利用水套炉的烟气余热产生10公斤的蒸汽和90℃的热水，能源利用率高，节能环保。
30.2.本实用新型采用真空法在加热原油的同时脱除其水分：利用10公斤的蒸汽的抽吸作用在真空加热器中产生真空，利用90℃的热水将原油沸腾加热，在加热的同事脱除部分水分，为后续脱水工艺节约大量能源。
31.3.本实用新型的喷射器(利用抽吸引射原理)利用余热所产生的高压蒸汽来产生真空，无需消耗天然气。
32.5.本实用新型利用余热所产生的高温热水为真空加热器提供热源，无需消耗天然气。
33.以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实
施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。