一種定壓閃蒸減少油田汽水分離器排污水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種定壓閃蒸減少油田汽水分離器 排污水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油田注汽鍋爐是稠油熱采必備的設(shè)備，經(jīng)常使用的是直流鍋爐，其產(chǎn)生的蒸汽干 度一般為75±5%。在很多場(chǎng)合，為了增加注井蒸汽的比熱焓，提高對(duì)地層中原油的加熱效 果，在75±5%濕蒸汽注入油井之前，首先要采用汽水分離器對(duì)其進(jìn)行汽、水分離，獲得干度 大于95%的飽和干蒸汽，同時(shí)將分離出的水從排污管線排出，這部分分離水溫度很高，通常 可以達(dá)到300°C左右，其中還含有大量的K、Na、Fe、Si0 2、0!Γ離子，屬于一種堿性的工業(yè)污 水。由于這些污水具有高溫、高壓，并對(duì)環(huán)境具有污染性，因此不允許直接向環(huán)境排放。
[0003] 目前，現(xiàn)有技術(shù)中處理這種排污水的方法有多種，如：通過(guò)在鍋爐擴(kuò)容罐中擴(kuò)容減 壓、降溫，或采用高壓換熱器減溫，然后利用排污管線輸送到水處理廠集中處理；或者通過(guò) 廢棄油井排入地下。由于油井通常分布的很分散，輸送到水處理廠往往需要建設(shè)長(zhǎng)距離的 輸送管線，需要大量的占地費(fèi)用和建設(shè)資金，而注入地下的方式則常常找不到適合的廢棄 油井，還會(huì)因污染地下水源，受到環(huán)保規(guī)程的限制。隨著稠油開(kāi)采比例的逐年增加，這些方 法已經(jīng)難以解決大量的高溫、高鹽排污水的處理問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種定壓閃蒸減少油田汽水分離器排污水 的方法，目的是通過(guò)定壓閃蒸結(jié)合蒸汽冷凝、連續(xù)排污和回用技術(shù)，減少高溫、高鹽排污水 的排量，并通過(guò)后續(xù)的蒸發(fā)、干燥，將剩余的排污水進(jìn)一步濃縮、干燥，徹底實(shí)現(xiàn)鹽分的固體 排放。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行： (1) 經(jīng)高壓泵升壓后的來(lái)水進(jìn)入注汽鍋爐對(duì)流段升溫，然后經(jīng)注汽鍋爐輻射段進(jìn)一步 升溫并蒸發(fā)汽化，最終在鍋爐出口獲得干度為75±5%的濕蒸汽，濕蒸汽進(jìn)入汽水分離器 后，被分離成干度> 95%的飽和干蒸汽和高鹽排污水，其中的飽和干蒸汽通過(guò)注汽井直接 注入地下或被過(guò)熱器繼續(xù)加熱成過(guò)熱蒸汽再注入地下； (2) 將上述高鹽排污水通入閃蒸器，控制閃蒸的壓力和溫度，分離出閃蒸蒸汽和濃縮的 排污水，其中的閃蒸蒸汽在冷凝器中被冷凝成蒸餾水，其中的濃縮的排污水中一部分作為 鍋爐回用水在混合器中與閃蒸蒸汽冷凝成的蒸餾水混合，形成混合回用水，混合回用水的 流量穩(wěn)定回用到鍋爐給水，另一部分作為連續(xù)排污水，通過(guò)管輸集中后就地進(jìn)行處理，或者 靠車(chē)載運(yùn)輸定期運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。
[0006] 所述的冷凝器的冷凝介質(zhì)是從水處理廠輸送來(lái)的原始鍋爐給水，其使閃蒸蒸汽被 冷凝成蒸餾水，自身溫度升溫后得到的升溫后的來(lái)水在混合器中與混合回用水混合，形成 最終的鍋爐給水，供給注汽鍋爐使用。
[0007] 所述的連續(xù)排污水通過(guò)管輸集中后就地進(jìn)行處理，具體是將排污水用水泵輸送到 鍋爐省煤器中，采用鍋爐煙氣的余熱繼續(xù)加熱，然后回輸?shù)揭粋€(gè)開(kāi)口蒸發(fā)器中進(jìn)行閃蒸，將 產(chǎn)生的閃蒸蒸汽排入大氣或者冷凝作為鍋爐回用水，通過(guò)多次循環(huán)后，剩余高度濃縮的污 水，最后用干燥器干燥，實(shí)現(xiàn)鹽分的固體排放；或者是將排污水直接導(dǎo)入到開(kāi)口蒸發(fā)器中， 用蒸汽或電加熱繼續(xù)加熱蒸發(fā)，再將高度濃縮的污水導(dǎo)入干燥器中干燥，也實(shí)現(xiàn)固體排放。
[0008] 所述的閃蒸溫度、閃蒸壓力和剩余水中排污水與回用到鍋爐給水的比例是根據(jù)原 始鍋爐給水的流量、溫度、含鹽量水平確定的。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是： 本發(fā)明的技術(shù)方案是將濕蒸汽中分離出的高鹽排污水通入閃蒸器中，高鹽排污水溫度 和壓力都很高，其中還含有大量的鹽分，通過(guò)控制閃蒸的壓力，在更低的溫度和壓力下使其 再次分離出一部分閃蒸蒸汽，這部分閃蒸蒸汽基本不含鹽分，在經(jīng)冷凝后回用到鍋爐給水， 而閃蒸后的剩余水的溫度和壓力降低，鹽分被進(jìn)一步濃縮，根據(jù)工況需求將其中一部分作 為鍋爐回用水，另一部分作為連續(xù)排污水，連續(xù)排污水將一部分鹽分帶出系統(tǒng)，保證了鍋爐 汽、水系統(tǒng)中鹽分穩(wěn)定平衡在一個(gè)可控制的水平，從而保證注汽鍋爐安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。這 部分排污水的量已經(jīng)明顯少于汽水分離器的原始排污水量，可以就地通過(guò)管輸集中后進(jìn)行 處理，也可以考車(chē)在定期運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。
[0010] 本發(fā)明中由于來(lái)自于閃蒸器的鍋爐回用水?dāng)y帶回一部分鹽分，混合后的鍋爐給水 的含鹽量將大于原始鍋爐給水含鹽量，因此來(lái)自于閃蒸器的鍋爐回用水的流量需要控制在 一個(gè)穩(wěn)定的水平。
[0011] 本發(fā)明采用的是在一個(gè)穩(wěn)定壓力下進(jìn)行閃蒸的方法來(lái)保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可循 環(huán)運(yùn)行。在進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)鍋爐原始給水的含鹽量水平，與石油 行業(yè)注汽鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)允許的含鹽量水平進(jìn)行對(duì)比，就可以確定出閃蒸后分離出的一部分 鍋爐回用水可帶回鍋爐給水的最大含鹽量，然后根據(jù)此參數(shù)再確定出閃蒸器的工作壓力， 以及連續(xù)排污水與鍋爐回用水的分配比例，在確定閃蒸壓力時(shí)，還需要綜合考慮到作為冷 凝器冷介質(zhì)的原始鍋爐給水的溫度和流量，以保證冷凝過(guò)程的完成。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的定壓閃蒸減少油田汽水分離器排污水的方法的系統(tǒng)流程圖； 其中:高壓泵；2 :注汽鍋爐；2-1 :注汽鍋爐對(duì)流段；2-2 :注汽鍋爐輻射段；2-3 :注 汽鍋爐省煤器；3 :汽水分離器；4 :注汽井；5 :閃蒸器；6-1第一混合器；6-2 :第二混合器； 7 :儲(chǔ)水罐；8 :冷凝器；9 :開(kāi)口蒸發(fā)器；10 :干燥器； I-A :原始鍋爐給水；I-B :鍋爐給水；I-C :濕蒸汽；2-A :飽和干蒸汽；2-B :高鹽排污水； 3-A :閃蒸蒸汽；3-B :鍋爐回用水；3-C :連續(xù)排污水；3-C-1 :換熱的排污水；3-C-2 :待蒸發(fā) 的排污水；4-A :升溫排污水；4-B :高度濃縮的污水；4-C :排污水閃蒸蒸汽；5-A :排放的固 體；6-A :蒸餾水；6-B :升溫后的來(lái)水；6-C :混合回用水。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014] 本實(shí)施例中具體涉及一臺(tái)蒸發(fā)量為23t/h的直流注汽鍋爐，經(jīng)高壓泵1升壓后的 來(lái)水進(jìn)入注汽鍋爐對(duì)流段2-1升溫，然后經(jīng)注汽鍋爐輻射段2-2進(jìn)一步升溫并蒸發(fā)汽化，最 終在鍋爐出口獲得干度為75%的濕蒸汽1-C，出口濕蒸汽I-C溫度為352°C，出口壓力為該 溫度下的飽和蒸汽壓力17MPa ; 濕蒸汽I-C經(jīng)過(guò)汽水分離器3分離后，分離成流量為17. 25t/h、溫度為349°C、壓力為 16. 5MPa的飽和干蒸汽2-A和5. 75t/h，溫度為349°C，壓力為16. 5MPa的高鹽排污水2-B， 其中的飽和干蒸汽2-A通過(guò)注汽井4直接注入地下或被過(guò)熱器繼續(xù)加熱成過(guò)熱蒸汽再注入 地下；而高鹽排污水2-B中離子濃度見(jiàn)附表1。
[0015] 將上述高鹽排污水2-B通入閃蒸器5,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鍋爐給水I-B的流量、溫度和含鹽 量水平，初步確定閃蒸溫度為180°C，然后進(jìn)行實(shí)際工況的核算，通過(guò)如下的熱力學(xué)計(jì)算得