專利名稱：油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置及其換熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置及其換熱方法。
背景技術(shù)：
在熱能工程領(lǐng)域中計(jì)算鍋爐的熱效率都是用燃料的低位發(fā)熱量來(lái)計(jì)算的，國(guó)外也是如此，油田注氣鍋爐的排煙溫度在180 200°C左右，帶換熱器的也在140°C以上。煙氣中的水蒸汽處于過(guò)熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成水而放出氣化潛熱，浪費(fèi)了大量的熱量。目前，油田注氣鍋爐大多是燃用天然氣，天燃?xì)獾闹饕煞质羌淄椋浞匠淌綖镃H4+202=C02+2H20+ 熱量，從天然氣的燃燒方程式可以看出，每燃燒INm3的天然氣約產(chǎn)生21Nm3的水蒸汽的氣化潛熱約為燃?xì)獾蜔嶂档?1 %。在排煙溫度較高時(shí)，水蒸氣不能冷凝放出熱量，隨著燃?xì)馀欧?，熱量被浪費(fèi)。同時(shí)，高溫?zé)煔庖矌ё叽罅康娘@熱，形成較大的排煙熱損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可提高爐效、降低能耗的油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置及其換熱方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明換熱裝置所采取的技術(shù)方案是一種油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置，其包括空氣換熱器以及冷凝換熱器，所述空氣換熱器的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道，所述風(fēng)道與空氣換熱器上的進(jìn)氣口相連，所述空氣換熱器上的出氣口與油田注氣鍋爐的熱空氣進(jìn)口連通，所述空氣換熱器上的進(jìn)煙口通過(guò)煙道與油田注氣鍋爐連通，所述空氣換熱器上的出煙口通過(guò)帶引風(fēng)機(jī)的煙道與所述冷凝換熱器相連通，所述冷凝換熱器上設(shè)有進(jìn)水口以及出水口，所述冷凝換熱器下部設(shè)有冷凝水池。本發(fā)明換熱方法所采取的技術(shù)方案是其借助上述的換熱裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，空氣換熱器位于煙氣的高溫區(qū)，其內(nèi)部空氣流向與煙氣的流向相反，其排出的煙氣溫度控制為 100 102°C;冷凝換熱器位于煙氣的低溫區(qū)，其內(nèi)部冷卻水的方向與煙氣流向相反，其排出的煙氣溫度控制為50 70°C。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的空氣換熱器來(lái)回收煙氣的顯熱，通過(guò)冷凝換熱器來(lái)吸收煙氣的冷凝潛熱，并通過(guò)合理配置空氣換熱器和冷凝換熱器的換熱溫度，從而很好的吸收了煙氣的顯熱和潛熱，有效的降低了能耗，提高了爐效，可節(jié)約大量的能源。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意其中，1、熱空氣進(jìn)口 ；2、燃燒器；3、鼓風(fēng)機(jī)；4、油田注氣鍋爐；5、空氣換熱器；6、出氣口 ；7、進(jìn)氣口 ；8、引風(fēng)機(jī)；9、冷凝換熱器；10、排氣管；11、冷凝水池；12、風(fēng)道；13、進(jìn)水口 ； 14、出水口 ；15、煙道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明的裝置包括空氣換熱器5以及冷凝換熱器9，所述空氣換熱器5 的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)3、風(fēng)道12，所述風(fēng)道12與空氣換熱器5的進(jìn)氣口 7連通，形成冷風(fēng)進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，所述空氣換熱器5上的出氣口 6與油田注氣鍋爐4的熱空氣進(jìn)口 1連通，所述空氣換熱器5上的進(jìn)煙口通過(guò)煙道15與油田注氣鍋爐4連通，所述空氣換熱器5上的出煙口通過(guò)帶引風(fēng)機(jī)8的煙道與所述冷凝換熱器9相連通，所述冷凝換熱器9上設(shè)有進(jìn)水口 13以及出水口 14，所述冷凝換熱器9下部設(shè)有冷凝水池11。空氣換熱器5采用助燃空氣作為冷氣介質(zhì)，經(jīng)過(guò)換熱后的熱空氣被輸送到油田注氣鍋爐4的燃燒器燃燒，有利于燃料的燃燒， 利用輻射段的輻射換熱。冷凝換熱器9可采用油田注氣鍋爐4的給水作為冷卻介質(zhì)。設(shè)置的冷凝水池11可及時(shí)將產(chǎn)生的冷凝水排出，排入下水系統(tǒng)。參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明的換熱方法采用上述的換熱裝置來(lái)完成，空氣換熱器5位于煙氣的高溫區(qū)，其內(nèi)部空氣流向與煙氣的流向相反，其排出的煙氣溫度控制為100 102°C ； 冷凝換熱器9位于煙氣的低溫區(qū)，其內(nèi)部冷卻水的方向與煙氣流向相反，其排出的煙氣溫度控制為50 70°C。冷凝換熱器9可把煙氣的溫度從100多度降低到50 70°C，充分回收煙氣的潛熱。該冷凝換熱器9由于采用逆向?qū)α鲹Q熱，從而具有很高的對(duì)流換熱系數(shù)，可有效的降低排煙溫度。目前，熱力系統(tǒng)計(jì)算鍋爐效率均是以低位發(fā)熱量來(lái)計(jì)算的，盡管名義上熱效率較高，但由于天然氣高、低位發(fā)熱量值相差11%左右，因此實(shí)際能源利用率尚待提高。本發(fā)明的就是充分利用煙氣的顯熱和潛熱回收煙氣的物理熱能，當(dāng)冷凝換熱器的工作溫度低于煙氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的水蒸汽將被冷凝，釋放潛熱，10%左右的高低位發(fā)熱量差就可以被有效的利用了，從而達(dá)到了節(jié)約能源，降低消耗的目的。使用時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)油田的熱負(fù)荷，選配合適的空氣換熱器和冷凝換熱器，其均應(yīng)選擇高效的換熱器。選配的原則是煙氣經(jīng)空氣換熱器后煙氣溫度略高于100°c，以確保在此階段煙氣中的水蒸汽不冷凝，主要是吸收煙氣顯熱。煙氣經(jīng)冷凝換熱器后煙氣溫度降到 50 70°C，主要是吸收水蒸汽的凝結(jié)潛熱。
權(quán)利要求
1.一種油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置，其包括空氣換熱器(5)以及冷凝換熱器(9)，其特征在于所述空氣換熱器(5)的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)(3)、風(fēng)道(12)，所述風(fēng)道(12)與空氣換熱器(5)上的進(jìn)氣口(7)相連，所述空氣換熱器(5)上的出氣口(6)與油田注氣鍋爐的熱空氣進(jìn)口(1)連通，所述空氣換熱器(5)上的進(jìn)煙口通過(guò)煙道(15)與油田注氣鍋爐(4)連通，所述空氣換熱器(5)上的出煙口通過(guò)帶引風(fēng)機(jī)(8)的煙道與所述冷凝換熱器(9)相連通，所述冷凝換熱器(9)上設(shè)有進(jìn)水口(13)以及出水口(14)，所述冷凝換熱器(9)下部設(shè)有冷凝水池(11)。
2.一種油田注氣鍋爐煙氣換熱方法，其特征在于所述方法借助權(quán)利要求1所述的換熱裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，空氣換熱器(5)位于煙氣的高溫區(qū)，其內(nèi)部空氣流向與煙氣的流向相反，其排出的煙氣溫度控制為100 102°C ；冷凝換熱器(9)位于煙氣的低溫區(qū)，其內(nèi)部冷卻水的方向與煙氣流向相反，其排出的煙氣溫度控制為50 70°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種油田注氣鍋爐煙氣換熱裝置及其換熱方法，該裝置包括空氣換熱器以及冷凝換熱器，空氣換熱器的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道，風(fēng)道與空氣換熱器的進(jìn)氣口連通，空氣換熱器的出氣口與鍋爐的熱空氣進(jìn)口連通，空氣換熱器的進(jìn)煙口通過(guò)煙道與鍋爐連通，空氣換熱器的出煙口通過(guò)帶引風(fēng)機(jī)的煙道與所述冷凝換熱器相連通，冷凝換熱器上設(shè)有進(jìn)水口以及出水口，冷凝換熱器下部設(shè)有冷凝水池。該方法采用上述的換熱裝置來(lái)完成。本發(fā)明通過(guò)空氣換熱器來(lái)回收煙氣的顯熱，通過(guò)冷凝換熱器來(lái)吸收煙氣的冷凝潛熱，并通過(guò)合理配置空氣換熱器和冷凝換熱器的換熱溫度，從而很好的吸收了煙氣的顯熱和潛熱，有效的降低了能耗，提高了爐效，可節(jié)約大量的能源。
文檔編號(hào)F22D1/36GK102252311SQ20111019731
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者唐茂連, 孟兵川, 李晨亮, 李銀河, 王貴川, 陳猛如, 魯慧文 申請(qǐng)人:北京時(shí)代博誠(chéng)能源科技有限公司