专利名称：一种油田注汽用的过热蒸汽锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及一种油田注汽锅炉，尤其涉及低运
行成本，采用链条燃煤的高效过热蒸汽油田注汽锅炉。
背景技术：
油田在开采过程中，为了降低地层中的原油的黏度，增强原油的流动性，提高原油 开采率，通常采用向油井内注入高压高温蒸汽，对地层及地层内的原油进行加热，然后进行 开采。产生用于向油井内注入高温高压蒸汽的设备被称为油田注汽锅炉。 油田注汽锅炉，具有压力高、相对容量较小的特点。目前，传统的油田注汽用锅炉 均采用燃油、燃气直流锅炉，给水进入锅炉盘管进行加热，加热汽化后的汽水混合物介质， 直接通过管道注入油井。为了防止锅炉给水中的盐分在受热面上沉积，必须控制锅炉汽水 混合物的干度不大于80% (含蒸汽80%，水20%)。该种锅炉具有体积小，启动快的优点， 但是，由于蒸汽含水而降低了热介质的热容量，降低了采油效率；燃料采用燃油或天然气， 又有运行成本高等缺点。 在同等压力下，过热蒸汽比汽水混合物蒸汽有着更高的热量携带能力，因此用过 热蒸汽作为油田注汽介质，是提高油井采油率的有利手段。随着油田高效采油工艺对蒸汽 干度的需求提高，油田注汽开采开始尝试用带有完善的汽水分离装置的汽包锅炉作注汽锅 炉，并且把所使用的燃料定位为散煤。 目前，油田采用的注汽锅炉大部分的蒸发量在10 50t/h范围内，并且考虑油田 注汽锅炉应用现场均在野外，对原煤的处理能力受到一定限制，因此，在满足油田注汽条件 的前提下，采用链条锅炉、燃煤、汽水自然循环成为我们首选。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种油田注汽用的过热蒸汽锅炉，采用链条燃煤炉排 燃烧系统和汽水自然循环，产生过热蒸汽，为注蒸汽油井提供含有更多热量的蒸汽；并且采 用低成本的燃料——煤，降低锅炉的运行成本。弥补目前注汽锅炉生产汽水混合物介质含 热容量小，注入油井后，原油开采效率低的不足。 本实用新型采用的技术方案是油田注汽用的过热蒸汽锅炉，主要由燃煤链条炉 排、分配集箱、下降管、炉墙、固定在炉膛四周的蒸发受热面管、汇集集箱、汽包、汽水分离装 置、汽水引出管、导汽管、给水管和锅炉出烟口组成，在炉墙内部有炉膛，在炉膛内固定有蒸 发受热面管，在炉膛的后侧有烟道，烟道的下部有锅炉出烟口。其特征在于在所述的蒸发 受热面管的下部并与蒸发受热面管进水口相连的有分配集箱，在分配集箱的下部固定有燃 煤链条炉排。在燃煤链条炉排的外前部有加煤斗。在所述的蒸发受热面管的上部并与蒸发 受热面管出口相连的有汇集集箱，在汇集集箱的上部并在炉墙的顶部固定有汽包，汽包内 有汽水分离装置。汽水分离装置与汇集集箱之间连接有汽水引出管。在汽水分离装置与分 配集箱之间连接有下降管，下降管的出口连接分配集箱。在汽水分离装置的汽出口连接有导汽管，导汽管的另一端连接过热器的进汽口。过热器固定在锅炉的烟道内。在汽水分离 装置的水进口连接有给水管，给水管的另一端连接省煤器的出水口。省煤器固定在锅炉的 烟道内。 所述的蒸发受热面管采用立式布置。 所述的汽包是圆筒状，横向固定在炉墙的顶部。 所述的过热器固定在省煤器的上部，即锅炉产生的高温烟气首先经过过热器，然 后经过省煤器，最后从锅炉出烟口排出。 汽水引出管和汽包为主组成汽水自然循环系统。蒸发受热面管内产生的蒸汽经自 然循环进入汽包，经汽包内的汽水分离装置分离后再经过导汽管进入过热器进行过热，经 过热后产生的过热蒸汽直接送往注汽井。 把燃料煤通过加煤斗加入链条燃煤炉排，进入锅炉内进行燃烧，在炉膛内产生高 温烟气，高温烟气依次通过炉膛加热蒸发受热面管，然后进入烟道；在烟道内首先通过过热 器，然后通过省煤器，最后从锅炉出烟口排除锅炉外。高温烟气在流动的过程中对布置在封 闭炉墙和烟道内的蒸发受热面管、过热器和省煤器进行加热。 汽包亦称锅筒，它是加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。 汽包由封头和筒体组焊而成。汽包内分成汽空间和水空间。用以进行蒸汽净化及对下降管 进行可靠供水，保证锅炉正常水循环。自然循环的水循环回路由汽包、汽水分离装置、导汽 管、下降管、蒸发受热面管、汇集集箱和分配集箱组成。为了保证对下降管可靠供水，汽包中
必须维持一定水位。 省煤器的作用是吸收烟气余热加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉热效率。省 煤器对锅炉给水预加热，预加热后的给水通过给水管进入到汽包内。 本实用新型的有益效果本实用新型油田注汽用的过热蒸汽锅炉，采用链条燃煤 炉排燃烧系统，燃料是煤，适应油田野外低成本制备高温过热蒸汽；在锅炉内部汽水自然循 环；锅炉产生携带更多热量的过热蒸汽，适合油田采油注汽，节约了锅炉运行的燃料成本， 并提高了注汽所携带的热量，提高了油井采油效率。另外，能降低锅炉烟气排放温度，提高 给水温度，进一步降低锅炉的运行成本。弥补目前注汽锅炉生产汽水混合物介质含热容量 小，对原油开采效率低的不足。
图1是本实用新型油田注汽用的过热蒸汽锅炉结构剖面示意图。下降管4、蒸发受
热面管7、汽水引出管11、导汽管12和给水管13采用点画线表示。箭头所指的方向是燃烧
后的烟气、锅炉给水或蒸汽流动的方向。 图2是图1的A-A剖面和B-B剖面结构示意图。 图中，l.燃煤链条炉排，2.加煤斗，3.分配集箱，4.下降管，5.炉墙，6.炉膛，7.蒸 发受热面管，8.汇集集箱，9.汽包，IO.汽水分离装置，ll.汽水引出管，12.导汽管，13.给 水管，14.过热器，15.省煤器，16.锅炉出烟口。
具体实施方式
实施例1 :以一个油田注汽用的过热蒸汽锅炉为例，对本实用新型作进一步详细说明。 参阅图1。油田注汽用的过热蒸汽锅炉，主要由燃煤链条炉排1、分配集箱3、下降 管4、炉墙5、固定在炉膛6四周的蒸发受热面管7、汇集集箱8、汽包9、汽水分离装置10、汽 水引出管11、导汽管12、给水管13和锅炉出烟口 16组成。在炉墙5内部有炉膛6，在炉膛 6内固定有蒸发受热面管7，蒸发受热面管7采用多根立式钢管。在炉膛6的后侧有一个烟 道，烟道的下部有锅炉出烟口 16。 在所述的蒸发受热面管7的下部并与蒸发受热面管7进水口相连的有分配集箱3， 在分配集箱3的下部固定在锅炉底部有燃煤链条炉排1。在燃煤链条炉排1的外前部有加 煤斗2。 在所述的蒸发受热面管7的上部并与蒸发受热面管7出口相连的有汇集集箱8，在 汇集集箱8的上部并在炉墙5的顶部固定有一个汽包9，汽包9是圆筒状，横向固定在炉墙 5的顶部。汽包9内有汽水分离装置10。汽水分离装置10与汇集集箱8之间连接有汽水 引出管11。在汽水分离装置10与分配集箱3之间连接有下降管4，下降管4的出口连接分 配集箱3。在汽水分离装置10的汽出口连接有一条导汽管12，导汽管12的另一端连接一 个过热器14的进汽口。过热器14固定在锅炉的烟道内。在汽水分离装置10的水进口连 接有给水管13，给水管13的另一端连接一个省煤器15的出水口。省煤器15固定在锅炉的 烟道内。过热器14固定在省煤器15的上部。高温烟气首先经过过热器14，然后经过省煤 器15。 油田注汽用的过热蒸汽锅炉的工作原理 参阅图1。受热面包括布置在炉膛6内的蒸发受热面管7、过热器14、省煤器15依 次布置在炉膛和封闭的烟气流道内。锅炉运行时，燃料煤经过布置在锅炉前部的加煤斗2 进入并散布到转动的燃煤链条炉排1上，在燃煤链条炉排1下部进入的空气的作用下进行 高温燃烧，燃烧后产生的烟气，依次经过炉膛6、过热器14、省煤器15、锅炉出烟口 16排出锅 炉。高温烟气经炉膛6内布置的蒸发受热面管7、过热器14、省煤器15冷却降温后的温度 可降低至200C。以下。 锅炉给水首先给入省煤器15，经省煤器15的加温后经给水管13给入汽包9。 汽包9内固定有汽水分离装置10，汽水分离装置10通过下降管4与分配集箱3相 连；汽包9通过汽水连接管11与汇集集箱8相连；分配集箱3、汇集集箱8之间布置有与之 相连接的蒸发受热面管7 ;汽包9、下降管4、分配集箱3、蒸发受热面管7、汇集集箱8、导汽 管11、汽水分离装置10组成汽水自然循环回路，蒸发受热面管7内的来自下降管4的介质 水，在炉膛6内高温烟气的加热下产生蒸汽，靠蒸发受热面管7内含有蒸汽的汽水介质与下 降管4内不含有蒸汽的水介质之间的密度差，推动汽水在该循环系统内进行自然循环。 汽包9内由蒸发受热面管7带入的蒸汽经汽水分离装置10，除掉蒸汽所含大部分 水分后经导汽管12导入过热器14进行蒸汽的过热加热，经过热加热的蒸汽变成过热蒸汽， 直接送往注蒸汽的采油井。
权利要求一种油田注汽用的过热蒸汽锅炉，主要由燃煤链条炉排(1)、分配集箱(3)、下降管(4)、炉墙(5)、固定在炉膛(6)四周的蒸发受热面管(7)、汇集集箱(8)、汽包(9)、汽水分离装置(10)、汽水引出管(11)、导汽管(12)、给水管(13)和锅炉出烟口(16)组成，在炉墙(5)内部有炉膛(6)，在炉膛(6)内固定有蒸发受热面管(7)，在炉膛(6)的后侧有烟道，烟道的下部有锅炉出烟口(16)，其特征在于在所述的蒸发受热面管(7)的下部并与蒸发受热面管(7)进水口相连的有分配集箱(3)，在分配集箱(3)的下部固定燃煤链条炉排(1)，在燃煤链条炉排(1)的前端安装有加煤斗(2)，在所述的蒸发受热面管(7)的上部并与蒸发受热面管(7)出口相连的有汇集集箱(8)，在汇集集箱(8)的上部并在炉墙(5)的顶部固定有汽包(9)，汽包(9)内有汽水分离装置(10)，汽水分离装置(10)与汇集集箱(8)之间连接有汽水引出管(11)，在汽水分离装置(10)与分配集箱(3)之间连接有下降管(4)，下降管(4)的出口连接分配集箱(3)，在汽水分离装置(10)的汽出口连接有导汽管(12)，导汽管(12)的另一端连接过热器(14)的进汽口，过热器(14)固定在锅炉的烟道内，在汽水分离装置(10)的水进口连接有给水管(13)，给水管(13)的另一端连接省煤器(15)的出水口，省煤器(15)固定在锅炉的烟道内。
2. 根据权利要求1所述的油田注汽用的过热蒸汽锅炉，其特征是所述的蒸发受热面 管(7)采用立式布置。
3. 根据权利要求l所述的油田注汽用的过热蒸汽锅炉，其特征是所述的汽包(9)是 圆筒状，横向固定在炉墙(5)的顶部。
4. 根据权利要求1、2或3所述的油田注汽用的过热蒸汽锅炉，其特征是所述的过热 器(14)固定在省煤器(15)的上部。
专利摘要油田注汽用的过热蒸汽锅炉，应用于油田注汽采油。蒸发受热面管的下部有分配集箱。在蒸发受热面管的上部并与蒸发受热面管出口相连的有汇集集箱，在炉墙的顶部固定有汽包。汽包内固定有汽水分离装置，汽水分离装置与汇集集箱之间连接有汽水引出管。在汽水分离装置与分配集箱之间连接有下降管，下降管的出口连接分配集箱。汽水分离装置连接导汽管和过热器。汽水分离装置连接给水管，给水管的另一端连接省煤器。效果是采用燃煤链条炉排燃烧系统，汽水自然循环结构，带有过热器，适应制备油田注汽用高温过热蒸汽。采用低成本的煤作为燃料，节约了锅炉运行的燃料成本；产生携带有更多热量的过热蒸汽，增加注汽所携带的热量，提高了油井采油效率。
文档编号E21B43/24GK201546689SQ20092010881
公开日2010年8月11日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者张宏, 徐启飞, 范文斌 申请人:北京安纳知能源技术有限公司