一種基于單螺桿膨脹機(jī)回收油田柴油機(jī)廢氣余熱的發(fā)電-供熱聯(lián)合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于單螺桿膨脹機(jī)回收油田柴油機(jī)廢氣余熱的發(fā)電-供熱聯(lián)合系統(tǒng)，屬于余熱余壓能源利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]野外鉆井工程一般遠(yuǎn)離電源，因此常使用大功率柴油機(jī)作為動(dòng)力源。由于柴油機(jī)功率較大，柴油機(jī)的排氣、冷卻水等余熱量都比較大。當(dāng)柴油機(jī)的出力大于80 %時(shí)，有90 %以上的柴油機(jī)排煙管溫度大于350°C，煙氣帶走的熱量占總熱量的40%以上，而目前柴油機(jī)的余熱基本上沒有被利用。同時(shí)當(dāng)天氣寒冷時(shí)，鉆井工程現(xiàn)場一般還需要配備供熱鍋爐來對(duì)整個(gè)現(xiàn)場來供熱，能源消耗量很大。
[0003]—方面大量的余熱資源沒有得到合理利用，另一方面消耗大量化石能源來做低級(jí)利用。因此，針對(duì)油田鉆井使用的柴油機(jī)余熱提出一種新的回收利用方式，非寒冷季節(jié)，通過單螺桿膨脹機(jī)對(duì)柴油機(jī)廢氣余熱回收進(jìn)行發(fā)電，用于井場照明或其他用途，從而減少鉆井平臺(tái)自用電。寒冷季節(jié)可以利用少部分煙氣余熱對(duì)井場移動(dòng)板房進(jìn)行供熱、井場及鉆具清洗，剩余煙氣余熱資源被回收用來發(fā)電。如果能充分回收利用這些余熱，對(duì)于提高能源利用率、增加經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境都具有重大的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的利用單螺桿膨脹機(jī)回收油田柴油機(jī)煙氣余熱的發(fā)電-供熱聯(lián)合系統(tǒng)。其系統(tǒng)圖見附圖1，該系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)就是提供一種利用油田柴油機(jī)煙氣余熱實(shí)施發(fā)電與供熱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)廢氣余熱的回收利用。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種利用單螺桿膨脹機(jī)回收油田柴油機(jī)煙氣余熱的發(fā)電-供熱聯(lián)合系統(tǒng)，分為發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、熱用戶循環(huán)系統(tǒng)，主要包括單螺桿膨脹機(jī)(1)、發(fā)電機(jī)(2)、冷凝器(3)、給水栗(4)、蒸發(fā)器(5)、供熱給水栗
[6]、冷卻塔(7)、循環(huán)冷卻水栗⑶以及附屬管道及閥門；
[0006]油田柴油機(jī)廢氣管排放道經(jīng)煙氣管道通過煙氣進(jìn)口(9)與蒸發(fā)器(5)連通；
[0007]給水栗(4)依次通過管路與蒸發(fā)器(5)、單螺桿膨脹機(jī)(1)、冷凝器(3)，冷凝器
(3)最終與水栗(4)連接，形成發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，單螺桿膨脹機(jī)(1)主軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接從而可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)⑵發(fā)電；
[0008]冷凝器(3)與冷卻塔(7)和循環(huán)冷卻水栗(8)連通形成循環(huán)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，使得冷凝器(3)的循環(huán)冷卻水通過循環(huán)冷卻水栗(8)栗入冷凝器(3)將低溫低壓汽水混合物冷卻成低壓低溫水，循環(huán)冷卻水溫度升高后通過冷卻塔(7)溫度降低，然后通過循環(huán)冷卻水栗(8)栗入冷凝器完成循環(huán)冷卻水循環(huán)；
[0009]蒸發(fā)器(5)通過管路與供熱給水栗(6)、熱用戶(11)連通并形成循環(huán)，構(gòu)成熱用戶循環(huán)系統(tǒng)。
[0010]蒸發(fā)器(5)是雙通道，在熱用戶循環(huán)系統(tǒng)和發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)器(5)分別走不同的通道。
[0011]熱用戶(11)可以是供熱系統(tǒng)也可以是油田工藝用熱系統(tǒng)。
[0012]單螺桿膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)在單螺桿膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)之間使用減速機(jī)，兩者同轉(zhuǎn)速時(shí)不使用減速機(jī)。
[0013]蒸發(fā)器(5)的煙氣進(jìn)口(9)之前設(shè)置有閥門。
[0014]冷凝器(3)的冷卻方式可以將水冷替換為空冷。
[0015]單螺桿膨脹機(jī)(1)的進(jìn)出口均設(shè)置閥門。
[0016]熱用戶循環(huán)系統(tǒng)在蒸發(fā)器(5)的進(jìn)出口均設(shè)置閥門。
[0017]循環(huán)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器(3)的進(jìn)出口均設(shè)置閥門。
[0018]本實(shí)用新型使用上述一種利用單螺桿膨脹機(jī)回收油田柴油機(jī)煙氣余熱的發(fā)電-供熱聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電-供熱的方法，其特征在于，
[0019]在非供暖季節(jié)，油田柴油機(jī)廢氣經(jīng)煙氣管道由蒸發(fā)器(5)的煙氣進(jìn)口(9)進(jìn)入蒸發(fā)器，被給水栗(4)栗入的給水冷卻后通過蒸發(fā)器(5)煙氣出口(10)排出；通過給水栗(4)栗入蒸發(fā)器(5)的水吸收油田柴油機(jī)廢氣余熱后轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)(1)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電；高溫高壓蒸汽通過單螺桿膨脹機(jī)(1)膨脹后轉(zhuǎn)化為低溫低壓汽水混合物，然后進(jìn)入冷凝器(3)被循環(huán)冷卻水冷卻成低壓低溫水，再通過給水栗(4)栗入蒸發(fā)器(5)完成循環(huán)；循環(huán)冷卻水通過循環(huán)冷卻水栗(8)栗入冷凝器(3)將低溫低壓汽水混合物冷卻成低壓低溫水，循環(huán)冷卻水溫度升高后通過冷卻塔(7)溫度降低，然后通過循環(huán)冷卻水栗(8)栗入冷凝器完成循環(huán)冷卻水循環(huán)。
[0020]在供暖季節(jié)，油田柴油機(jī)廢氣余熱被發(fā)電系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)中的給水綜合利用，油田柴油機(jī)廢氣經(jīng)煙氣管道由蒸發(fā)器(5)的煙氣進(jìn)口進(jìn)入(9)蒸發(fā)器，被水栗⑷和供熱系統(tǒng)中供熱給水栗(6)栗入的給水冷卻后通過蒸發(fā)器(5)煙氣出口(10)排出；通過給水栗
(4)栗入蒸發(fā)器(5)的水吸收油田柴油機(jī)廢氣余熱后轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽進(jìn)入單螺桿膨脹機(jī)(1)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電；高溫高壓蒸汽通過單螺桿膨脹機(jī)(1)膨脹后轉(zhuǎn)化為低溫低壓汽水混合物，然后進(jìn)入冷凝器(3)被循環(huán)冷卻水冷卻成低壓低溫水，再通過給水栗(4)栗入蒸發(fā)器(5)完成循環(huán)；熱用戶的低溫水通過供熱給水栗(6)進(jìn)入蒸發(fā)器(5)吸收柴油機(jī)廢氣余熱，達(dá)到熱用戶所需要的供熱參數(shù)，通過供熱管道提供給熱用戶。熱用戶利用蒸汽熱量后轉(zhuǎn)化為低溫水，通過供熱給水栗(6)再次進(jìn)入蒸發(fā)器(5)完成循環(huán)。
[0021]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的余熱發(fā)電系統(tǒng)中動(dòng)力機(jī)為單螺桿膨脹機(jī)；發(fā)電機(jī)是同步發(fā)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)；蒸發(fā)器為雙通道；冷凝器的冷卻系統(tǒng)是水冷系統(tǒng)或空冷系統(tǒng)。
[0022]原有柴油機(jī)廢氣煙道作為旁路系統(tǒng)，當(dāng)余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，快速打開原有柴油機(jī)煙氣管道系統(tǒng)，隨后關(guān)閉余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0023]本實(shí)用新型的效益是:利用油田柴油機(jī)廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電與供熱。
【附圖說明】
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