移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器。本實(shí)用新型包括殼體和殼體內(nèi)壁保溫層，所述殼體頂面安裝水-水換熱器，殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置燃燒區(qū)，右側(cè)設(shè)置對流區(qū)，殼體外壁安裝煙囪；所述燃燒區(qū)包括燃料點(diǎn)火噴頭和螺旋方形膜式壁，所述對流區(qū)由光管排、翅片管排和彎頭組成，所述水-水換熱器由內(nèi)管和外管組成，水-水換熱器外管出水端與對流翅片管進(jìn)水端連接，水-水換熱器內(nèi)管進(jìn)水端與對流光管出水端連接，水-水換熱器內(nèi)管出水端與方形螺旋管右側(cè)進(jìn)水端連接。本實(shí)用新型將原有油田蒸汽發(fā)生器對流管束的彎頭受熱面充分利用，提高了對流面積10%以此降低了制造成本。
【專利說明】移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田稠油蒸汽熱采開發(fā)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于目前國內(nèi)大部分油田采用傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器，傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器主要分為輻射段、過渡段、對流段、水-水換熱器、煙?等幾部分。輻射段主要用做燃料燃燒室，燃燒放出的輻射熱能通過輻射段水平往復(fù)爐管進(jìn)行吸收，產(chǎn)生的煙氣在過渡段中進(jìn)行穩(wěn)定導(dǎo)流后進(jìn)入對流段，對流段主要采用光管+翅片管布置的對流受熱面，通過煙氣同對流段爐管內(nèi)水，逆流沖刷進(jìn)行換熱。
[0003]這樣設(shè)計的輻射段管束同燃燒的火焰平行見圖1 (火焰形狀呈蠟燭火焰型，強(qiáng)度分布是根部較弱、中間偏后最強(qiáng)、尾部較強(qiáng))，水每經(jīng)過一根輻射段管束就要經(jīng)過一次火焰的高溫輻射區(qū)，當(dāng)管束內(nèi)流動的全部是水的時候同火焰的高溫區(qū)域接觸是不會發(fā)生危險的，但當(dāng)管束內(nèi)的水加溫到飽和狀態(tài)的水蒸汽時，水蒸汽每經(jīng)過一次火焰高溫區(qū)就會導(dǎo)致管壁溫度驟升(這是因?yàn)檎羝膿Q熱系數(shù)較低，同時產(chǎn)生蒸汽后會在管壁內(nèi)部形成一層水垢，而水垢的導(dǎo)熱性更差，更加容易將管壁溫度升高)，容易發(fā)生爆管的危險，為此傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器輻射段的火焰同輻射段管束都留有一定的安全距離以降低危險，但這種安全距離通常在運(yùn)行時候由于火焰燃燒不穩(wěn)定或者燃燒器安裝不當(dāng)?shù)葐栴}，同樣存在火焰燒管的現(xiàn)象。在運(yùn)輸上由于受到火焰同管束的安全距離的影響，鍋爐的輻射段較大，導(dǎo)致整體鍋爐體積大，道路運(yùn)輸存在問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，為解決輻射段由于火焰燒管導(dǎo)致管壁溫度升高而發(fā)生爆管的危險，同時也解決鍋爐體積過大運(yùn)輸困難的問題，提供一種移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器。
[0005]本實(shí)用新型移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，包括殼體和殼體內(nèi)壁保溫層，其特征是，所述殼體頂面安裝水-水換熱器，殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置燃燒區(qū)，右側(cè)設(shè)置對流區(qū)，殼體外壁安裝煙? ;所述燃燒區(qū)包括燃料點(diǎn)火噴頭和螺旋方形膜式壁，所述螺旋方形膜式壁由輻射管束、彎頭和鰭片組成，第一根輻射管束一端焊接90°彎頭，彎頭另一端連接第二根輻射管束，第二根輻射管束的另一端焊接第二個90°彎頭，第二個90°彎頭的另一端焊接第三根輻射管，第三根輻射管的另一端焊接第三個90°彎頭，第三個90°彎頭的另一端連接第四根輻射管束，第四根管束的另一端連接第四個90°彎頭，彎頭的另一端連接第五根管束，第五根管束同第一根管管束橫向水平方向平行，之間的空隙采用鰭片焊接而成，第六根管束與第二根垂直方向平行之間用鰭片焊接而成，以后管束以此類推，共同組成了方形膜式壁結(jié)構(gòu)，輻射管束的整體走向形狀如同一個彈簧成螺旋狀；所述對流區(qū)由光管排、翅片管排和彎頭組成，所述光管排的組成方式為:第一根光管一端連接180°彎頭，彎頭另一端連接第二根光管，第二根光管另一端連接第三個180°彎頭，以此類推，直到第10根，這樣十根光管組成了一組光管排；所述對流區(qū)包括至少四排，光管排與光管排之間的連接采用180°彎頭，180°彎頭一端連接一個光管排最后一根光管，另一端連接第二光管排第一根管束，排與排之間的管束成錯列結(jié)構(gòu)布置；所述翅片管排的組成方式與光管排相同；
[0006]所述水-水換熱器由內(nèi)管和外管組成，水-水換熱器外管出水端與對流翅片管進(jìn)水端連接，水-水換熱器內(nèi)管進(jìn)水端與對流光管出水端連接，水-水換熱器內(nèi)管出水端與方形螺旋管右側(cè)進(jìn)水端連接。
[0007]所述方形螺旋管沿火焰根部方向成螺旋結(jié)構(gòu)布置形成螺旋方形膜式壁。
[0008]所述光管排、位于對流區(qū)的左側(cè)，翅片管排管位于對流區(qū)的右側(cè)。
[0009]所述點(diǎn)火噴頭位于螺旋方形膜式壁左端。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]1、將原有油田蒸汽發(fā)生器對流管束的彎頭受熱面充分利用，提高了對流面積10%以此降低了制造成本；
[0012]2、本實(shí)用新型發(fā)生器輻射受熱面管束采用方形螺旋管，方形螺旋管沿火焰根部方向成螺旋結(jié)構(gòu)布置形成螺旋方形膜式壁，蒸汽高溫區(qū)同火焰高溫區(qū)完全避開，即使火焰尾部同膜式壁接觸也不會危及發(fā)生器的安全運(yùn)行，取代了傳統(tǒng)輻射段的水平往復(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，從設(shè)計上避免了蒸汽高溫區(qū)多次經(jīng)過火焰高溫區(qū)而導(dǎo)致的爐管超溫爆炸的危險；
[0013]3、本實(shí)用新型蒸汽發(fā)生器在燃燒區(qū)域的輻射受熱面無管卡支撐，解決了傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器輻射段管卡焊接困難問題，在制造工藝上更加便捷；
[0014]4、本實(shí)用新型蒸汽發(fā)生器采用螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)，受熱面角系數(shù)可以達(dá)到1，而傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器輻射受熱面角系數(shù)最大為92%，也就是說同等鋼材使用情況下，本實(shí)用新型發(fā)生器輻射受熱面面積比傳統(tǒng)輻射受熱面面積的增加了 8% ；
[0015]5、本實(shí)用新型蒸汽發(fā)生器對流區(qū)域的最后一排對流管束在受熱上采用輻射+對流方式，因此受熱強(qiáng)度更大，降低了對流管束的重量；
[0016]6、傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器無論是臥式結(jié)構(gòu)還是立式結(jié)構(gòu)都配有過度段(過渡段外表面溫度通常在100°C以上，高于其他部位50°C )浪費(fèi)了大量熱能，導(dǎo)致鍋爐熱效率無法提升的更高。本實(shí)用新型的發(fā)生器采用無過度段設(shè)計，解決了傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器散熱量大的問題，能夠?qū)嵝茌^傳統(tǒng)發(fā)生器提升5% ；
[0017]7、因本實(shí)用新型發(fā)生器燃燒區(qū)域的輻射受熱面采用螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以發(fā)生器漏煙系數(shù)基本為0，所以保溫層厚度僅為傳統(tǒng)發(fā)生器的53%，所以在保溫材料用量上更省，重量更輕；
[0018]8、同等發(fā)生器設(shè)計參數(shù)情況下，本實(shí)用新型蒸汽發(fā)生器總體重量較傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器重量減少50%，總長度減少40%。占地面積減少40%，高度減少50%，因此在公路運(yùn)輸上更加具有優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)示意圖；[0021 ]圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型對流區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是圖4的A-A剖視圖；
[0024]圖6是本實(shí)用新型水水換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]如圖1-6所示，本實(shí)用新型包括殼體4和殼體內(nèi)壁保溫層3，所述殼體頂面安裝水-水換熱器1，殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置燃燒區(qū)，右側(cè)設(shè)置對流區(qū)，殼體外壁安裝煙? 5 ;所述燃燒區(qū)包括燃料點(diǎn)火噴頭和螺旋方形膜式壁，所述螺旋方形膜式壁由輻射管束7、彎頭8和鰭片9組成，主要構(gòu)成如下:輻射管束是采用直徑Φ73Χ11、Φ89Χ13或者是Φ60Χ9的管束，第一根輻射管束一端焊接90°彎頭，彎頭另一端連接第二根輻射管束(兩根管束成直角形)，第二根輻射管束的另一端焊接第二個90°彎頭，第二個90°彎頭的另一端焊接第三根輻射管(三個輻射管束成U形)，第三根輻射管的另一端焊接第三個90°彎頭，第三個90°彎頭的另一端連接第四根輻射管束，(四根輻射管束和彎頭構(gòu)成一個方形結(jié)構(gòu))第四根管束的另一端連接第四個90°彎頭，彎頭的另一端連接第五根管束，第五根管束同第一根管管束橫向水平方向平行，之間的空隙采用鰭片焊接而成，第六根管束與第二根垂直方向平行之間用鰭片焊接而成，以后管束以此類推，共同組成了方形膜式壁結(jié)構(gòu)，輻射管束的整體走向形狀如同一個彈簧成螺旋狀，所以叫螺旋方形膜式壁)，所述對流區(qū)由多排光管排10、翅片管排13和彎頭11組成，組成是如下:第一根光管一端連接180°彎頭，彎頭另一端連接第二根光管，(第一根和第二根光管成水平平行狀態(tài))第二根光管另一端連接第三個180°彎頭，以此類推，直到第10根，這樣十根光管組成了一組光管排。第二、三、四….光管排也是同樣構(gòu)成的，光管排與光管排之間的連接采用180°彎頭，180°彎頭一端連接一個光管排最后一根光管，另一端連接第二光管排第一根管束，排與排之間的管束成錯列結(jié)構(gòu)布置。翅片管排也是同樣方法組成在一起的，這樣眾多光管排和翅片管排組成了對流區(qū)；所述水-水換熱器由內(nèi)管和外管組成，水-水換熱器外管出水端與對流翅片管進(jìn)水端連接，水-水換熱器內(nèi)管進(jìn)水端與對流光管出水端連接，水-水換熱器內(nèi)管出水端與方形螺旋管右側(cè)進(jìn)水端連接。
[0027]本實(shí)用新型具體水汽系統(tǒng)流程如下:
[0028] 首先20°C的水經(jīng)過水-水換熱器I內(nèi)管同外管的環(huán)空區(qū)域冰-水換熱器結(jié)構(gòu)如圖4所示，內(nèi)管進(jìn)水口 2、內(nèi)管出水口 6、外管進(jìn)水端12、外管出水端16),同內(nèi)管的來自光管10流出的高溫水進(jìn)行逆向換熱，將20°C的水溫加熱，溫度加熱到高于煙氣露點(diǎn)溫度(露點(diǎn)溫度的高低同使用燃料有關(guān))后進(jìn)入翅片管13，通過高溫?zé)煔鈱⒊崞苁鴥?nèi)的水進(jìn)行逆流換加溫(在這個區(qū)域去掉了傳統(tǒng)的彎頭箱從而將彎頭部分的受熱面加以利用，所以受熱面較傳統(tǒng)對流段提高了 10%)，加熱后的水從對流翅片管束，流向?qū)α鞴夤?0，在這個區(qū)域內(nèi)管束內(nèi)的水會受到煙氣的對流換熱和火焰的輻射換熱兩種換熱方式所加熱，因此換熱效率更高(同時光管10、翅片管13被對流管束支撐架12固定)，在這個區(qū)域中水會加熱到接近工作壓力下的飽和溫度，通過光管10水流向水-水換熱器內(nèi)管1，加熱水-水換熱器I環(huán)空20°C的冷水，冷卻后的熱水從水-水換熱器I流出進(jìn)入方形螺旋管7，在這個區(qū)域水的流動方向是從方形螺旋管束的右側(cè)向方形螺旋管束左側(cè)流動。方形螺旋管束內(nèi)的水溫逐漸加熱到該工作壓力下的飽和溫度，最后水從方形螺旋管束的左側(cè)流出，流出的水為80%干度的汽水混合物。方形螺旋管束形成的燃燒區(qū)域火焰強(qiáng)度是從右到左逐漸升高在逐漸降低的。
[0029]水在剛剛進(jìn)入螺旋方形膜式壁(螺旋方形膜式壁是由方形螺旋管7、彎頭8、鰭片9組成)時，正是火焰的較高溫區(qū)域，但這時的水是非飽和的不會發(fā)生危險，所以火焰甚至可以同膜式壁接觸都是安全的，隨著水在螺旋膜式壁的流動水溫逐漸加熱，所經(jīng)受的火焰強(qiáng)度卻逐漸降低，當(dāng)水加熱到飽和狀態(tài)時所經(jīng)受的火焰區(qū)域已不是高強(qiáng)度區(qū)域。
[0030]本實(shí)用新型的殼體外表面溫度小于50°C。因沒有過渡段所以發(fā)生器的散熱損失更小，發(fā)生器的熱效率更高。
[0031]本實(shí)用新型主要是為油田稠油、超稠油、特稠油開展蒸汽吞吐、蒸汽汽驅(qū)重力輔助泄油技術(shù)(SAGD)工藝技術(shù)提供蒸汽熱能。
[0032]1、本實(shí)用新型采用螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了鍋爐因火焰燒管爆管的危險。
[0033]2、本實(shí)用新型采用新型對流區(qū)域換熱的受熱面積較傳統(tǒng)的對流段受熱面提高10%。
[0034]3、本實(shí)用新型采用螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)，火焰可以直接同爐管接觸，解決了傳統(tǒng)鍋爐體積大，重量重的問題，使得新型移動式發(fā)生器更加滿足公路運(yùn)輸要求。
[0035]4、本實(shí)用新型采用螺旋方形膜式壁結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器燃料燃燒不充分或火焰不成形等問題，新型移動式蒸汽發(fā)生器，不要求火焰形狀，所以對燃燒器選型上條件更加寬泛，價格更加低廉。
[0036]5、本實(shí)用新型移動蒸汽發(fā)生器采用輕型保溫制造，整體制造上減少了傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器制造過程中工藝復(fù)雜程度，所以設(shè)備制造工期較傳統(tǒng)蒸汽發(fā)生器減少30%。
[0037]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器，包括殼體和殼體內(nèi)壁保溫層，其特征是，所述殼體頂面安裝水-水換熱器，殼體內(nèi)左側(cè)設(shè)置燃燒區(qū)，右側(cè)設(shè)置對流區(qū)，殼體外壁安裝煙?;所述燃燒區(qū)包括燃料點(diǎn)火噴頭和螺旋方形膜式壁，所述螺旋方形膜式壁由輻射管束、彎頭和鰭片組成，第一根輻射管束一端焊接90°彎頭，彎頭另一端連接第二根輻射管束，第二根輻射管束的另一端焊接第二個90°彎頭，第二個90°彎頭的另一端焊接第三根輻射管，第三根輻射管的另一端焊接第三個90°彎頭，第三個90°彎頭的另一端連接第四根輻射管束，第四根管束的另一端連接第四個90°彎頭，彎頭的另一端連接第五根管束，第五根管束同第一根管管束橫向水平方向平行，之間的空隙采用鰭片焊接而成，第六根管束與第二根垂直方向平行之間用鰭片焊接而成，以后管束以此類推，共同組成了方形膜式壁結(jié)構(gòu)，輻射管束的整體走向形狀如同一個彈簧成螺旋狀；所述對流區(qū)由光管排、翅片管排和彎頭組成，所述光管排的組成方式為:第一根光管一端連接180°彎頭，彎頭另一端連接第二根光管，第二根光管另一端連接第三個180°彎頭，以此類推，直到第10根，這樣十根光管組成了一組光管排；所述對流區(qū)包括至少四排，光管排與光管排之間的連接采用180°彎頭，180°彎頭一端連接一個光管排最后一根光管，另一端連接第二光管排第一根管束，排與排之間的管束成錯列結(jié)構(gòu)布置；所述翅片管排的組成方式與光管排相同；所述水-水換熱器由內(nèi)管和外管組成，水-水換熱器外管出水端與對流翅片管進(jìn)水端連接，水-水換熱器內(nèi)管進(jìn)水端與對流光管出水端連接，水-水換熱器內(nèi)管出水端與方形螺旋管右側(cè)進(jìn)水端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述方形螺旋管沿火焰根部向左成螺旋結(jié)構(gòu)布置形成螺旋方形膜式壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述光管排、位于對流區(qū)的左側(cè)，翅片管排管位于對流區(qū)的右側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式螺旋方形膜式壁油田蒸汽發(fā)生器，其特征是，所述點(diǎn)火噴頭位于螺旋方形膜式壁左端。
【文檔編號】F22B31/08GK203784909SQ201420155094
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】劉權(quán)升 申請人:劉權(quán)升