專利名稱：過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稠油熱采領(lǐng)域，具體涉及一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在油田應(yīng)用最廣泛的注蒸汽設(shè)備為濕蒸器發(fā)生器，將水轉(zhuǎn)化為干度為75的濕飽和蒸汽，注入井下，對(duì)油層進(jìn)行加熱，降低原油粘度，從而提高采收率。稠油開采后期，常規(guī)的干度為75的濕飽和蒸汽注入井下，到達(dá)井底的干度僅為30，不能滿足稠油開采需求。
目前在用的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法是基于常規(guī)濕蒸器發(fā)生器的基礎(chǔ)上，將水引入到注汽鍋爐中，依次經(jīng)過(guò)注汽鍋爐的對(duì)流段換熱、輻射段的氣化后達(dá)到75%的蒸汽干度(過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C )，然后進(jìn)入到球形汽水分離器進(jìn)行汽水分離，分離出干度更高的干蒸汽(干度99%以上，但溫度較低)，為了達(dá)到更高溫度的干蒸汽，將干度99%以上的干蒸汽又引入到注汽鍋爐中進(jìn)行加熱(在加熱段加熱)，加熱成過(guò)熱度為30-40°C的過(guò)熱蒸汽。然后利用過(guò)熱蒸汽再與分離水(飽和水)進(jìn)行混合一起注入井下。其中，注汽鍋爐的加熱段是在原來(lái)注汽鍋爐過(guò)渡段中重新分出的區(qū)域，雖然，干度99%以上的干蒸汽又進(jìn)行了加熱，但是蒸汽的先后兩次加熱都是利用一個(gè)注汽鍋爐來(lái)完成，加熱和調(diào)節(jié)能力有限，盡管蒸汽的先后兩次加熱發(fā)生在注汽鍋爐的不同區(qū)域，但是，蒸汽的先后兩次加熱還是相互影響，不能互相獨(dú)立和隨意調(diào)節(jié)，不能定量提供需要的過(guò)熱蒸汽，實(shí)際生產(chǎn)中，注入井下的過(guò)熱蒸汽不能保證需要的溫度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法和系統(tǒng)，以將達(dá)到設(shè)定溫度和干度的干蒸汽注入井下。
為此，本發(fā)明提出一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法包括:
步驟A:將合格的軟化水引入到注汽鍋爐中產(chǎn)生溫度達(dá)到350°C并且干度為75%的濕蒸汽；
步驟B:將所述濕蒸汽進(jìn)行汽水分離，分離出飽和水和干度99%以上的干蒸汽；
步驟C:將所述干蒸汽引入到二次蒸汽加熱器中加熱，得到過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽。
進(jìn)一步地，所述二次蒸汽加熱器為獨(dú)立于所述注汽鍋爐的蒸汽加熱鍋爐。
進(jìn)一步地，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法還包括:步驟D:將所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽與飽和水進(jìn)行混合一起注入井下。
進(jìn)一步地，步驟B中，通過(guò)汽水分離器將所述濕蒸汽進(jìn)行汽水分離。
進(jìn)一步地,步驟A具體包括:
步驟Al:將生水通過(guò)軟化處理后形成合格的軟化水供到柱塞泵入口端；
步驟A2:將合格的軟化水經(jīng)強(qiáng)制升壓后進(jìn)入水水換熱器，經(jīng)預(yù)熱后的軟化水以高于露點(diǎn)溫度121°C進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段；
步驟A3:將從對(duì)流段出來(lái)的軟化水換熱后進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段加熱，使得軟化水的溫度達(dá)到245 °C ；
步驟A4:將軟化水從注汽鍋爐的對(duì)流段引入到注汽鍋爐的輻射段加熱汽化，軟化水在輻射段經(jīng)加熱汽化后達(dá)到75%的蒸汽干度，過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C。
進(jìn)一步地，步驟D中，所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽與飽和水進(jìn)行混合后形成過(guò)熱度10°c的過(guò)熱干蒸汽注入井下。
本發(fā)明還提供一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括:
產(chǎn)生濕蒸汽的注汽鍋爐；
與所述注汽鍋爐連接的汽水分離器；所述汽水分離器具有蒸汽出口和飽和水出Π ；
與所述汽水分離器連接的蒸汽加熱鍋爐，所述蒸汽加熱鍋爐獨(dú)立于所述注汽鍋爐設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)還包括:混配器，所述混配器包括:蒸汽入口和飽和水入口，所述蒸汽入口連接所述蒸汽加熱鍋爐的出口，所述飽和水入口連接所述汽水分離器的飽和水出口。
進(jìn)一步地，所述注汽鍋爐出口產(chǎn)生的濕蒸汽過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C并且干度為75%。
進(jìn)一步地，所述注汽鍋爐包括:對(duì)流段、輻射段和連接在所述對(duì)流段和輻射段之間的過(guò)渡段，軟化水依次經(jīng)過(guò)所述對(duì)流段和輻射段并從所述輻射段出口形成濕蒸汽離開注汽鍋爐，所述輻射段入口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到245 V，所述輻射段出口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到3500C，所述輻射段出口的蒸汽干度為75 %。
本發(fā)明分別使用注汽鍋爐和二次蒸汽加熱器兩次獨(dú)立加熱，使得干度為75%的濕蒸汽與干度99%以上的干蒸汽的加熱為兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，因而，最終產(chǎn)生的過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽的加熱過(guò)程不受初級(jí)加熱的注汽鍋爐的局限，因而，經(jīng)過(guò)單獨(dú)的二次蒸汽加熱器加熱的過(guò)熱干蒸汽能夠達(dá)到連續(xù)的穩(wěn)定的溫度和干度要求，能夠定量將達(dá)到設(shè)定溫度和干度的干蒸汽注入井下。
進(jìn)而，由于注汽鍋爐只承擔(dān)一次加熱或初級(jí)加熱的任務(wù)，注汽鍋爐無(wú)需再對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，無(wú)需在原來(lái)注汽鍋爐過(guò)渡段中重新分出的區(qū)域進(jìn)行二次加熱，所以，簡(jiǎn)化了注汽鍋爐的制造和安裝時(shí)間，由于注汽鍋爐和二次蒸汽加熱器各自都是只承擔(dān)單獨(dú)的加熱任務(wù)，注汽鍋爐和二次蒸汽加熱器都可以直接采用通用件或標(biāo)準(zhǔn)件或直接從市場(chǎng)購(gòu)得，因而，過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的制造和安裝時(shí)間都大為縮短，而且增加了注汽鍋爐的使用壽命，減少了注汽鍋爐的故障幾率。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖和過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法原理圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
1、注汽鍋爐11、對(duì)流段12、過(guò)渡段13、輻射段 2、二次蒸汽加熱器 3、汽水分離器 4、過(guò)熱蒸汽與分離水混配器混配器5、鼓風(fēng)機(jī) 6、柱塞泵 7、水-水換熱器81、干度為75%的濕蒸汽82、干度99%以上的干蒸汽 83、分離出的飽和水 84、30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽85、過(guò)熱度10°C的過(guò)熱干蒸汽具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖1所示，本發(fā)明提出一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法包括:
步驟A:將合格的軟化水引入到注汽鍋爐I中產(chǎn)生溫度達(dá)到350°C并且干度為75%的濕蒸汽81 ；
步驟B:將所述濕蒸汽81進(jìn)行汽水分離，分離出飽和水83和干度99%以上的干蒸汽82 ；
步驟C:將所述干蒸汽82引入到二次蒸汽加熱器2中加熱，得到過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽84。
本發(fā)明分別使用注汽鍋爐和二次蒸汽加熱器兩次獨(dú)立加熱，使得干度為75%的濕蒸汽與干度99%以上的干蒸汽的加熱為兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，因而，最終產(chǎn)生的過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽的加熱過(guò)程不受初級(jí)加熱的注汽鍋爐的局限，因而，經(jīng)過(guò)單獨(dú)的二次蒸汽加熱器加熱的過(guò)熱干蒸汽能夠達(dá)到連續(xù)的穩(wěn)定的溫度和干度要求，能夠定量提供達(dá)到設(shè)定溫度和干度的干蒸汽。
進(jìn)一步地，所述二次蒸汽加熱器2為獨(dú)立于所述注汽鍋爐I的蒸汽加熱鍋爐。二次蒸汽加熱器2為專門加熱蒸汽的鍋爐，用于專門加熱蒸汽。
進(jìn)一步地，如圖1，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法還包括:步驟D:將所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽84與飽和水83進(jìn)行混合一起注入井下。其中，從汽水分離器分離出的飽和水為高溫、高壓、高含鹽的分離水。利用過(guò)熱干蒸汽84把分離水一并帶到井下。該方法充分利用了分離水的能量，同時(shí)減少了分離水的處理量。
進(jìn)一步地，步驟D中，所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽與飽和水進(jìn)行混合后形成過(guò)熱度10°c的過(guò)熱干蒸汽85注入井下。這樣，到達(dá)井底的干度高、溫度高，能滿足稠油開采需求。
進(jìn)一步地，如圖1，步驟B中，通過(guò)汽水分離器3將所述濕蒸汽81進(jìn)行汽水分離。汽水分離器3例如為圓形的汽水分離器，分離效果均勻穩(wěn)定。
進(jìn)一步地,步驟A具體包括:
步驟Al:如圖1，將生水通過(guò)軟化處理后形成合格的軟化水供到柱塞泵6入口端；
步驟A2:將合格的軟化水經(jīng)強(qiáng)制升壓后進(jìn)入水-水換熱器7 (水-水換熱器也稱省煤器)，進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)預(yù)熱后的軟化水以高于露點(diǎn)溫度121°C進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段；
步驟A3:將從對(duì)流段出來(lái)的軟化水換熱后進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段與注汽鍋爐煙氣進(jìn)行換熱，使得軟化水的溫度達(dá)到245°C ；
步驟A4:將軟化水從注汽鍋爐的對(duì)流段引入到注汽鍋爐的輻射段加熱汽化，軟化水在輻射段經(jīng)加熱汽化后達(dá)到75%的蒸汽干度，過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C。
通過(guò)上述分段換熱和加熱，能夠有效的利用注汽鍋爐，使得注汽鍋爐的效率高，供應(yīng)充足。
下面再更為具體的描述一下本發(fā)明的過(guò)程:
生水通過(guò)處理后，合格的軟化水供到高壓泵(柱塞泵6)入口端，水經(jīng)強(qiáng)制升壓后進(jìn)入水-水換熱器7 (或其他換熱器)，在該壓力下，軟化水的露點(diǎn)溫度為121°C，經(jīng)水-水換熱器7 (或其他換熱器)預(yù)熱后的軟化水進(jìn)入對(duì)流段11 (保證軟化過(guò)熱蒸汽溫度度高于121°C ),水-水換熱器7有兩個(gè)獨(dú)立的換熱系統(tǒng)，內(nèi)管的水和外管的水。冷水(121度的水)先走外管，然后進(jìn)入對(duì)流段增溫，溫度到達(dá)350度后，外管再通過(guò)水-水換熱器7的內(nèi)管，內(nèi)管中121度的冷水吸收外管的一部分熱量后,外管中的軟化水由350度下降到245度然后進(jìn)入輻射段13，因此進(jìn)入輻射段13后溫度變成245度左右。水在輻射段13經(jīng)加熱汽化后達(dá)到75%的蒸汽干度81 (過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C )，然后進(jìn)入到球形汽水分離器3進(jìn)行汽水分離，分離出的干蒸汽82(干度99%以上)再進(jìn)入到蒸汽二次加熱器2中(過(guò)熱蒸汽過(guò)熱度30°C 40°C )，加熱后進(jìn)入混配器4中，混配器4將過(guò)熱干蒸汽與汽水分離器分離出的高溫、高壓、高含鹽的飽和水(分離水)進(jìn)行混配，形成30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽84，過(guò)熱干蒸汽84與分離出的飽和水83充分混合后形成過(guò)熱度為10°C的過(guò)熱干蒸汽85注入井下(此時(shí)過(guò)熱蒸汽過(guò)熱度10°C )。使用水-水換熱器7能夠提高軟化水的利用效率，節(jié)約能源。
如圖1，本發(fā)明還提供一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括:
產(chǎn)生濕蒸汽的注汽鍋爐I ;
與所述注汽鍋爐連接的汽水分離器3 ;所述汽水分離器3具有蒸汽出口和飽和水出口 ；
與所述汽水分離器3連接的蒸汽加熱鍋爐2，所述蒸汽加熱鍋爐2獨(dú)立于所述注汽鍋爐I設(shè)置，使得兩次蒸汽加熱的過(guò)程相互獨(dú)立。
進(jìn)一步地，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)還包括:混配器4，所述混配器4包括:蒸汽入口和飽和水入口，所述蒸汽入口連接所述蒸汽加熱鍋爐的出口，所述飽和水入口連接所述汽水分離器的飽和水出口?；炫淦?將過(guò)熱干蒸汽與汽水分離器分離出的高溫、高壓、高含鹽的飽和水(分離水)進(jìn)行混配。然后可以利用過(guò)熱蒸汽把分離水一并帶到井下。該方法充分利用了分離水的能量，同時(shí)減少了分離水的處理量。
進(jìn)一步地，所述注汽鍋爐出口產(chǎn)生的濕蒸汽過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C并且干度為75%，以便為二次加熱提供基礎(chǔ)。
進(jìn)一步地，所述注汽鍋爐I包括:對(duì)流段11、輻射段13和連接在所述對(duì)流段11和輻射段13之間的過(guò)渡段12，軟化水依次經(jīng)過(guò)所述對(duì)流段11和輻射段13并從所述輻射段13出口形成濕蒸汽81離開注汽鍋爐I，所述輻射段入口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到245 °C，所述輻射段出口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C，所述輻射段出口的蒸汽干度為75%。通過(guò)上述分段換熱和加熱，能夠有效的利用注汽鍋爐，使得注汽鍋爐的效率高，供應(yīng)充足。
本發(fā)明在濕蒸器發(fā)生器的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)汽水分離器分離出的干蒸汽進(jìn)行二次加熱，使干蒸汽變成過(guò)熱度為30°C 40°C的過(guò)熱蒸汽。然后與汽水分離器分離出的高溫、高壓、高含鹽分離水進(jìn)行混配，利用過(guò)熱蒸汽把分離水一并帶到井下。該方法充分利用了分離水的能量，同時(shí)減少了分離水的處理量。本發(fā)明產(chǎn)生過(guò)熱度為10°C的過(guò)熱蒸汽；充分利用分離水熱量；減少分離水處理量，能夠提供足量的到設(shè)定溫度和干度的干蒸汽。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法包括: 步驟A:將合格的軟化水引入到注汽鍋爐中產(chǎn)生溫度達(dá)到350°C并且干度為75%的濕蒸汽； 步驟B:將所述濕蒸汽進(jìn)行汽水分離，分離出飽和水和干度99%以上的干蒸汽； 步驟C:將所述干蒸汽引入到二次蒸汽加熱器中加熱，得到過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，所述二次蒸汽加熱器為獨(dú)立于所述注汽鍋爐的蒸汽加熱鍋爐。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法還包括:步驟D:將所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽與飽和水進(jìn)行混合一起注入井下。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，步驟B中，通過(guò)汽水分離器將所述濕蒸汽進(jìn)行汽水分離。
5.如權(quán)利要求1所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，步驟A具體包括: 步驟Al:將生水通過(guò)軟化處理后形成合格的軟化水供到柱塞泵入口端； 步驟A2:將合格的軟化水經(jīng)強(qiáng)制升壓后進(jìn)入水水換熱器，經(jīng)預(yù)熱后的軟化水以高于露點(diǎn)溫度121°C進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段； 步驟A3:將從對(duì)流段出來(lái)的軟化水換熱后進(jìn)入注汽鍋爐的對(duì)流段與注汽鍋爐煙氣進(jìn)行換熱，使得軟化水的溫度達(dá)到245°C ； 步驟A4:將軟化水從注汽鍋爐的對(duì)流段引入到注汽鍋爐的輻射段加熱汽化，軟化水在輻射段經(jīng)加熱汽化后達(dá)到75%的蒸汽干度，過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C。
6.如權(quán)利要求3所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法，其特征在于，步驟D中，所述過(guò)熱度30°C 40°C的過(guò)熱干蒸汽與飽和水進(jìn)行混合后形成過(guò)熱度10°C的過(guò)熱干蒸汽注入井下。
7.一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括: 產(chǎn)生濕蒸汽的注汽鍋爐； 與所述注汽鍋爐連接的汽水分離器；所述汽水分離器具有蒸汽出口和飽和水出口 ； 與所述汽水分離器連接的蒸汽加熱鍋爐，所述蒸汽加熱鍋爐獨(dú)立于所述注汽鍋爐設(shè)置。
8.如權(quán)利要求7所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)還包括:混配器，所述混配器包括:蒸汽入口和飽和水入口，所述蒸汽入口連接所述蒸汽加熱鍋爐的出口，所述飽和水入口連接所述汽水分離器的飽和水出口。
9.如權(quán)利要求7所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述注汽鍋爐出口產(chǎn)生的濕蒸汽過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C并且干度為75%。
10.如權(quán)利要求7所述的過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述注汽鍋爐包括:對(duì)流段、輻射段和連接在所述對(duì)流段和輻射段之間的過(guò)渡段，軟化水依次經(jīng)過(guò)所述對(duì)流段和輻射段并從所述輻射段出口形成濕蒸汽離開注汽鍋爐，所述輻射段入口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到2450C，所述輻射段出口的過(guò)熱蒸汽溫度達(dá)到350°C，所述輻射段出口的蒸汽干度為75%。
全文摘要
本發(fā)明提出一種過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法和系統(tǒng)。所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生方法包括步驟A將合格的軟化水引入到注汽鍋爐中產(chǎn)生溫度達(dá)到350℃并且干度為75％的濕蒸汽；步驟B將所述濕蒸汽進(jìn)行汽水分離，分離出飽和水和干度99％以上的干蒸汽；步驟C將所述干蒸汽引入到二次蒸汽加熱器中加熱，得到過(guò)熱度30℃～40℃的過(guò)熱干蒸汽。所述過(guò)熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括產(chǎn)生濕蒸汽的注汽鍋爐；與所述注汽鍋爐連接的汽水分離器；所述汽水分離器具有蒸汽出口和飽和水出口；與所述汽水分離器連接的蒸汽加熱鍋爐，所述蒸汽加熱鍋爐獨(dú)立于所述注汽鍋爐設(shè)置。本發(fā)明產(chǎn)生過(guò)熱度為10℃的過(guò)熱蒸汽；充分利用分離水熱量；減少分離水處理量。
文檔編號(hào)F22G1/16GK103162282SQ20131009623
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者張紅朋, 許寶燕, 馬慶, 李娟娟, 雷光明, 韓文斌, 劉穎 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司