一种海洋平台高干度注汽锅炉系统的制作方法

本发明属于石油机械技术领域，尤其是涉及一种海洋平台高干度注汽锅炉系统。

背景技术：

注汽锅炉产生高温高压蒸汽注入井底加热原油，使其流动性能增强，进而被开采出来。目前，陆地用注汽锅炉技术成熟，应用广泛，而随着海洋稠油的开发，对注汽锅炉应用在平台之上提出了小型化、紧凑化的要求，陆用锅炉由于不受场地限制所采用的结构不能满足海洋平台所需。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种海洋平台高干度注汽锅炉系统，降低注汽锅炉的尺寸、减小占地面积，实现海洋稠油的热力开采，提高稠油产量。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的海洋平台高干度注汽锅炉系统，其特征在于包括蒸汽锅炉橇块、给水泵橇块、原油输送泵橇块、柴油输送泵橇块和排放扩容橇块，

所述的蒸汽锅炉橇块包括橇座，设置在此橇座上的注汽锅炉、辅助设备和系统管路，所述的注汽锅炉包括由辐射段、高干段及对流段组成的锅炉本体，所述的辅助设备包括鼓风机，与此鼓风机相连接的燃烧器，与此燃烧器相连接的燃油系统和燃气系统，设置在所述注汽锅炉辐射段正面或辐射段上方的换热器，设置在所述注汽锅炉的汽水系统，设置在所述注汽锅炉辐射段尾端后部筒体上方的烟气通道，设置在所述注汽锅炉的烟风系统，

所述的给水泵橇块包括通过管线与所述注汽锅炉相连接的柱塞泵、管路、阀门和仪表，所述的原油输送泵橇块包括通过管线与所述注汽锅炉相连接的原油输送泵、管路、阀门和仪表，所述的柴油输送泵橇块包括通过管线与所述注汽锅炉相连接的柴油输送泵、管路、阀门和仪表，

所述的排放扩容橇块包括通过管路与所述注汽锅炉相连接的排放扩容器，回收泵，

所述的燃烧器与所述的注汽锅炉前端板相连接，

所述的高干段通过框架法兰与辐射段尾部的烟气转向区相连，所述的对流段设置在所述的高干段上部，所述的对流段上设有吹灰装置。

所述的辐射段为圆筒卧式结构，内部为短管或长管形式的水平蛇形往复管，所述的辐射段后部的上方筒体被切除部位为烟气流通区和烟气转向区。

所述的对流段和高干段均为立式结构布置。

所述的高干段包括方箱，与此方箱相连接的弯头箱ⅰ，设置在所述方箱内的管束ⅰ、侧窗框架ⅰ、保温层ⅰ和固定管板ⅰ，所述的管束ⅰ为光管管束或光管与翅片管组合，所述的管束ⅰ为蛇形往复管形式，所述高干段的进口端为所述辐射段的出口端。

所述的对流段包括方箱，与此方箱相连接的弯头箱ⅱ，设置在所述方箱内的管束ⅱ、侧窗框架ⅱ、保温层ⅱ和固定管板ⅱ，所述的管束ⅱ为翅片管管束或光管与翅片管组合，所述的管束ⅱ为蛇形往复管形式，所述对流段的进口端为所述换热器壳程出口端。

所述的吹灰装置包括设置在对流段的相邻管束ⅱ之间的吹灰管束，此吹灰管束通过吹灰孔深入到所述对流段的管束ⅱ内部。

所述的烟风系统包括辐射段、高干段、对流段和烟囱。

所述的烟囱中部、下部设置有多个孔，此多个孔包括测温孔、氧含量分析孔、烟气组分检测孔和烟气导引孔。

本发明的优点：

本发明的海洋平台高干度注汽锅炉系统，结构紧凑，占地面积小，可通过注蒸汽，提高原油温度，增加稠油产量。

附图说明

图1为本发明蒸汽锅炉橇块图。

图2为本发明给水泵橇块、原油输送泵橇块、柴油输送泵橇块图。

图3为本发明排放扩容橇块图。

图4为本发明锅炉本体结构图。

图5为本发明辐射段结构图。

图6为本发明高干段结构图。

图7为本发明对流段结构图。

图8为本发明汽水流程图。

图9为本发明烟风流程图。

图10为本发明对流段吹灰结构图。

图11为本发明烟囱结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-11所示，本发明的海洋平台高干度注汽锅炉系统，其特征在于包括蒸汽锅炉橇块1、给水泵橇块2、原油输送泵橇块3、柴油输送泵橇块4和排放扩容橇块5，

所述的蒸汽锅炉橇块1包括橇座1-1，设置在此橇座1-1上的注汽锅炉1-2、辅助设备和系统管路，所述的注汽锅炉1-2包括由辐射段1-3、高干段1-4及对流段1-5组成的锅炉本体，所述的辅助设备包括鼓风机1-6，与此鼓风机1-6相连接的燃烧器1-7，与此燃烧器1-7相连接的燃气系统1-8和燃油系统1-9，设置在所述注汽锅炉辐射段1-3正面或辐射段1-3上方的换热器1-10，设置在所述注汽锅1-2炉的汽水系统1-11，设置在所述注汽锅炉辐射段1-3尾端后部筒体上方的烟气通道1-12，设置在所述注汽锅炉1-2的烟风系统1-13，注汽锅炉1-2采用卧式直流形式，锅炉本体采用卧式结构，包括辐射段1-3、高干段1-4及对流段1-5。燃烧器1-7位于辐射段1-3前端板，辐射段1-3尾端的后部筒体上方设有烟气通道1-12。高干段1-4位于辐射段1-3烟气转向区1-3-3上部，对流段1-5布置于高干段1-4上方，均为立式结构布置。

所述的给水泵橇块2包括通过管线与所述注汽锅炉1-2相连接的柱塞泵2-1、管路、阀门和仪表，用于注汽锅炉稳定供水，所述的原油输送泵橇块3包括通过管线与所述注汽锅炉1-2相连接的原油输送泵3-1、管路、阀门和仪表，用于锅炉燃料供应，所述的柴油输送泵橇块4包括通过管线与所述注汽锅炉1-2相连接的柴油输送泵4-1、管路、阀门和仪表，用于锅炉燃料供应，

所述的排放扩容橇块5包括通过管路与所述注汽锅炉1-2相连接的排放扩容器5-1，回收泵5-2，用于锅炉余汽排放及凝结水回收,

所述的燃烧器1-7与所述的注汽锅炉1-2前端板相连接，

所述的高干段1-4通过框架法兰与辐射段1-3尾部的烟气转向区相连，所述的对流段1-5设置在所述的高干段1-4上部，所述的对流段1-5上设有吹灰装置。锅炉给水由给水泵橇块2升压后进入换热器1-10壳程，被换热器1-10管程的高温水加热升温后进入对流段1-5，避免对流段1-5的露点腐蚀，经对流段1-5吸热后进入换热器1-10的管程，作为换热器1-10壳程的高温热源，换热完成后进入辐射段1-3产生低干度蒸汽，最后低干度蒸汽在高干段1-4内生成满足注汽要求的高干度蒸汽。

燃料在辐射段1-3内燃烧后，烟气经辐射段1-3、高干段1-4、对流段1-5，最后由烟囱1-14排出。

锅炉对流段1-5设置在线吹灰装置，实现连续吹灰、频率可调。

烟囱1-14设置开孔，用于实现对烟气的测定、取样等多种功能。

所述的辐射段1-3为圆筒卧式结构，内部为短管或长管形式的水平蛇形往复管，即短管管管束1-3-1和长管管束1-3-2所述的辐射段后部的上方筒体被切除部位为烟气流通区和烟气转向区1-3-3。辐射段1-3采用圆筒形结构、卧式布置。辐射段1-3底部及侧面管束延伸至烟气转向区，烟气转向区1-3-3上部为无管束结构，作为烟气流通的通道。高干段1-4采用光管或光管与翅片管组合结构布置，连接辐射段1-3出口蒸汽，提高蒸汽干度。对流段1-5采用翅片管或光管与翅片管组合结构布置，吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉的热效率。

所述的对流段1-5和高干段1-4均为立式结构布置。

所述的高干段1-4包括方箱，与此方箱相连接的弯头箱ⅰ1-4-1，设置在所述方箱内的管束ⅰ1-4-2、侧窗框架ⅰ1-4-3、保温层ⅰ1-4-5和固定管板ⅰ1-4-4，所述的管束ⅰ1-4-2为光管管束或光管与翅片管组合，所述的管束ⅰ1-4-2为蛇形往复管形式，所述高干段1-4的进口端为所述辐射段1-3的出口端。

所述的对流段1-5包括方箱，与此方箱相连接的弯头箱ⅱ1-5-1，设置在所述方箱内的管束ⅱ1-5-2、侧窗框架ⅱ1-5-3、保温层ⅱ1-5-5和固定管板ⅱ1-5-4，所述的管束ⅱ1-5-2为翅片管管束或光管与翅片管组合，所述的管束ⅱ1-5-2为蛇形往复管形式，所述对流段1-5的进口端为所述换热器1-10壳程出口端。

所述的吹灰装置包括通过数个吹灰孔1-5-7与所述对流段的管束ⅱ1-5-2相连接的吹灰管束1-5-6。

所述的吹灰装置包括设置在对流段1-5的相邻管束ⅱ1-5-2之间的吹灰管束1-5-6，此吹灰管束1-5-6通过吹灰孔1-5-7深入到所述对流段1-5的管束ⅱ1-5-2内部。

所述的烟风系统1-13包括辐射段1-3、高干段1-4、对流段1-5和烟囱1-14。

所述的烟囱1-14中部、下部设置有多个孔，此多个孔包括测温孔1-14-1、氧含量分析孔1-14-2、烟气组分检测孔1-14-3和烟气导引孔1-14-4。

如图1，注汽锅炉1-2、辅助设备、系统管路安装于橇座1-1之上，换热器1-10布置于辐射段1-3正面或根据空间尺寸布置于辐射段1-3上方，以减小占据的面积。

如图2，给水泵橇块2、原油输送泵橇块3、柴油输送泵橇块4包括相应用于输送水、原油、柴油的泵、管路、仪表及阀门。给水泵橇块2上的柱塞泵2-1通过管线与蒸汽锅炉橇块1的注汽锅炉1-2相连，为其提供给水。原油输送泵橇块3及柴油输送泵橇块4上的泵通过两路管线与注汽锅炉1-2相连，为其提供燃料油。

如图3，排放扩容橇块5包括排放扩容器5-1、回收泵5-2及管路。注汽锅炉1-2出口设有两路管线，一路为注蒸汽管路，另一路连接至该橇块，锅炉余汽经减压进入排放扩容器5-1，从而避免锅炉内存水。

如图4，锅炉本体由辐射段1-3、高干段1-4及对流段1-5组成。锅炉前端布置燃烧器1-7，后端筒体上部切除，一方面用于连接高干段1-4及对流段1-5，另一方面使烟气流入高干段1-4，辐射段1-3兼具燃料燃烧及烟气转向的作用。高干段1-4通过框架法兰与辐射段1-3尾部的烟气转向区1-3-3相连，对流段1-5在高干段1-4上部，采用框架法兰与之相连。

如图5，辐射段1-3为圆筒卧式结构，内部为水平蛇形往复管，管束分为短管管束1-3-1及长管管束1-3-2。辐射段1-3后部的上方筒体被切除而作为烟气流通及转向部位，切除长度保证高干段1-4及对流段1-5能够安装于其上，同时预留管路安装位置。未被切除的剩余筒体内部布置短管管束1-3-1。而保持完整结构的中下部筒体内部布置长管管束1-3-2，长管管束1-3-2长度直至烟气转向区1-3-3。短管管束1-3-1和长管管束1-3-2数量根据实际需要而确定。辐射段1-3的进口端为换热器1-10管程出口端。辐射段1-3的出口端为高干段1-4入口端，产生低干度蒸汽。

如图6，高干段1-4采用方箱型结构，为钢板焊制而成的框架形式。高干段1-4由光管管束或光管+翅片管组合、弯头箱ⅰ1-4-1、侧窗框架ⅰ1-4-3、固定管板ⅰ1-4-4及保温层ⅰ1-4-5等组成。管束ⅰ1-4-2采用蛇形往复管形式，管束ⅰ1-4-2间由弯头连接，管子采用高强度合金钢或碳钢管材，能够耐高温高压。高干段1-4的进口端为辐射段1-3出口端，两段通过管线进行连接。高干段1-4的出口端经连接管线、注汽管线与后部井口装置相连使高干度蒸汽注入井底。

如图7，对流段1-5采用方箱型结构，为钢板焊制而成的框架形式。对流段1-5由翅片管管束或光管+翅片管组合、弯头箱ⅱ1-5-1、侧窗框架ⅱ1-5-3、固定管板ⅱ1-5-4及保温层ⅱ1-5-5等组成。管束ⅱ1-5-2采用蛇形往复管形式，管束ⅱ1-5-2间由弯头连接，管子采用高强度合金钢或碳钢管材，能够耐高温高压。对流段1-5的进口端为换热器1-10壳程出口端，进口水为换热器1-10升温水。对流段1-5的出口端为换热器1-10管程入口端，为换热器1-10壳程提供热源。

如图8，锅炉汽水流程为：给水经柱塞泵2-1升压送至换热器1-10壳程，然后进入对流段1-5的管束ⅱ1-5-2，吸收烟气热量后进入换热器1-10管程，加热壳程内的冷水，换热后进入辐射段1-3，最后经高干段1-4的管束ⅰ1-4-2生成合格蒸汽。

如图9，锅炉烟风流程为：燃料在辐射段1-3内燃烧，产生的烟气从烟气转向通道转向后进入高干段1-4，再经对流段1-5至烟囱1-14排出。

如图10，对流段1-5的管束ⅱ1-5-2根据吹灰要求分为3-6组，每组之间开设多个吹灰孔1-5-7，吹灰管束1-5-6通过吹灰孔1-5-7深入管束ⅱ1-5-2内部，定期进行吹扫，吹灰管束1-5-6根据对流段1-5的管束ⅱ1-5-2的分组数量确定其排数。

如图11，烟囱1-14中部、下部开设多个开孔，用于进行烟气测温、氧含量分析、烟气成分检测及烟气导引。即测温孔1-14-1、氧含量分析孔1-14-2、烟气组分检测孔1-14-3及烟气导引孔1-14-4。烟气导引孔1-14-4能够将燃烧产生的部分烟气导出，为海洋平台烟道气回注系统提供所需烟气。

本发明的海洋平台高干度注汽锅炉系统，结构紧凑，占地面积小，可通过注蒸汽，提高原油温度，增加稠油产量。

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