一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低品位熱能利用的工藝及設(shè)備，特別涉及一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國有大量的油田分離原油后的污水回注，僅勝利油田就3億多噸/年；兩年多來，我國各大油田增壓式熱泵和吸收式熱泵得到了大幅度推廣應(yīng)用，節(jié)能效果顯著，為節(jié)能減排做出了較大的貢獻(xiàn)。但在使用中，結(jié)垢問題始終困擾著工程技術(shù)人員，特別是三次采油采出液中含有的聚合物，經(jīng)常堵塞換熱器，影響了換熱器的換熱效率，使得熱泵制熱系數(shù)顯著下降，從而導(dǎo)致地?zé)豳Y源的利用步伐減慢。利用油田采出水低沸增壓冷凝換熱，不僅能使油田采出水熱能得到高效利用，而且，低沸增壓冷凝換熱工藝不直接燃燒燃料，不產(chǎn)生二氧化碳廢氣排放，是一種對(duì)環(huán)境友好的設(shè)備。同時(shí)，利用油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝為油田礦區(qū)辦公和居民小區(qū)供暖提供所需的熱量，可節(jié)約大量的天然氣、石油或煤炭，與常規(guī)的供熱鍋爐相比，油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝能效比較高，約為1: 8，克服了老油田采出水中聚合物和水垢對(duì)間隔式換熱器的堵塞難題，油田采出水溫度、流量穩(wěn)定，且無高溫部件，不易損壞，壽命長，維修保養(yǎng)方便。
[0003]在近幾年的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)和各大油田熱泵供暖工藝中，敘述了多種油田污水廢熱驅(qū)動(dòng)熱泵供暖或原油脫水工藝及設(shè)備，由于油田采出水結(jié)垢嚴(yán)重及某些區(qū)塊三次采油聚合物成分較多，在使用中對(duì)換熱器產(chǎn)生堵塞，幾年來未能大面積推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備及工藝，其環(huán)保、節(jié)能、運(yùn)行壓力低并自動(dòng)平衡，系統(tǒng)相對(duì)簡單、可靠、能效比高、運(yùn)行費(fèi)用低、耐腐蝕，不怕結(jié)垢和采出水中聚合物堵塞。
[0005]一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備，包括油田采出水進(jìn)水閥、低壓蒸汽發(fā)生器、蒸汽增壓器、蒸汽冷凝換熱器、出水閥、不凝氣抽氣泵、凝結(jié)水外輸泵、采暖水泵、油田采出水外輸增壓泵，所述的低壓蒸汽發(fā)生器的一側(cè)通過油田采出水進(jìn)水閥連接低品位熱水進(jìn)口，底部通過油田采出水外輸增壓泵連接外排回注管線，在低壓蒸汽發(fā)生器的另一側(cè)通過管線連接蒸汽增壓器，蒸汽增壓器的輸出端連接到蒸汽冷凝換熱器；所述的蒸汽冷凝換熱器的頂部設(shè)有出水管，底部設(shè)有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上設(shè)有采暖水泵，蒸汽冷凝換熱器的側(cè)壁上設(shè)有不凝氣抽氣管和凝結(jié)水外輸管，且在不凝氣抽氣管上設(shè)有不凝氣抽氣泵，在凝結(jié)水外輸管上設(shè)有凝結(jié)水外輸泵。
[0006]上述的低壓蒸汽發(fā)生器的壓力設(shè)置在5 — 1KPa0
[0007]上述的蒸汽增壓器內(nèi)設(shè)有增壓機(jī)，且該增壓機(jī)可用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明提到的油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝，包括以下步驟:
(a)用油田采出水進(jìn)水閥將油田采出水送入低壓蒸汽發(fā)生器在5 — 1KPa下部分汽化，油田采出水汽化放熱后經(jīng)油田采出水外輸增壓泵進(jìn)入外排回注管線；
(b)低壓蒸汽發(fā)生器的汽化低壓蒸汽，由蒸汽增壓器加壓后送至蒸汽冷凝換熱器殼程，放出熱量后凝結(jié)成水由凝結(jié)水外輸泵加壓外排至熱水罐；
(c)蒸汽冷凝換熱器管程一側(cè)是來自采暖水泵的供暖水，吸熱后升溫后經(jīng)采暖水出水閥進(jìn)入供暖管網(wǎng)；少量不凝氣體由不凝氣抽氣泵外排至大氣。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)將采暖水加熱到比油田采出水高10 — 20°C，溫差再提高其制熱系數(shù)將下降，油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝的熱源是油田采出水，溫度、流量穩(wěn)定，是一種理想的熱源，本發(fā)明所用設(shè)備除低壓蒸汽發(fā)生器要求防腐外，其它換熱器、閥門、泵均無特殊要求；
另外，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)還有的不同之處是:解決了現(xiàn)有的油田采出水結(jié)垢嚴(yán)重及某些區(qū)塊三次采油聚合物成分較多，進(jìn)而在使用中對(duì)換熱器產(chǎn)生堵塞的問題，系統(tǒng)相對(duì)簡單、可靠、能效比高、運(yùn)行費(fèi)用低、耐腐蝕，不怕結(jié)垢和采出水中聚合物堵塞，可穩(wěn)定提供供暖或油田原油脫水熱源。
【附圖說明】
[0010]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
上圖中:油田采出水進(jìn)水閥1、低壓蒸汽發(fā)生器2、蒸汽增壓器3、蒸汽冷凝換熱器4、出水閥5、不凝氣抽氣泵6、凝結(jié)水外輸泵7、采暖水泵8、油田采出水外輸增壓泵9。
【具體實(shí)施方式】
[0011]結(jié)合附圖1，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
本發(fā)明提到的一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備，包括油田采出水進(jìn)水閥1、低壓蒸汽發(fā)生器2、蒸汽增壓器3、蒸汽冷凝換熱器4、出水閥5、不凝氣抽氣泵6、凝結(jié)水外輸泵7、采暖水泵8、油田采出水外輸增壓泵9，所述的低壓蒸汽發(fā)生器2的一側(cè)通過油田采出水進(jìn)水閥I連接低品位熱水進(jìn)口，底部通過油田采出水外輸增壓泵9連接外排回注管線，在低壓蒸汽發(fā)生器2的另一側(cè)通過管線連接蒸汽增壓器3，蒸汽增壓器3的輸出端連接到蒸汽冷凝換熱器4 ;所述的蒸汽冷凝換熱器4的頂部設(shè)有出水管，底部設(shè)有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上設(shè)有采暖水泵8，蒸汽冷凝換熱器4的側(cè)壁上設(shè)有不凝氣抽氣管和凝結(jié)水外輸管，且在不凝氣抽氣管上設(shè)有不凝氣抽氣泵6，在凝結(jié)水外輸管上設(shè)有凝結(jié)水外輸泵7。
[0012]其中，低壓蒸汽發(fā)生器2的壓力設(shè)置在5 — 1KPa ;上述的蒸汽增壓器3內(nèi)設(shè)有增壓機(jī)，且該增壓機(jī)可用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明提到的油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝，包括以下步驟:
Ca)用油田采出水進(jìn)水閥I將油田采出水送入低壓蒸汽發(fā)生器2在5 — 1KPa下部分汽化，油田采出水汽化放熱后經(jīng)油田采出水外輸增壓泵9進(jìn)入外排回注管線；
(b)低壓蒸汽發(fā)生器2的汽化低壓蒸汽，由蒸汽增壓器3加壓后送至蒸汽冷凝換熱器4殼程，放出熱量后凝結(jié)成水由凝結(jié)水外輸泵7加壓外排至熱水罐；
(c )蒸汽冷凝換熱器4管程一側(cè)是來自采暖水泵8的供暖水，吸熱后升溫后經(jīng)采暖水出水閥進(jìn)入供暖管網(wǎng)；少量不凝氣體由不凝氣抽氣泵6外排至大氣。
[0014]本發(fā)明工藝中，油田采出水易結(jié)垢、腐蝕性強(qiáng)，因此采用耐腐蝕、不怕結(jié)垢的低壓蒸汽發(fā)生器作為基本換熱部件，采用上述工藝流程后，利用油田聯(lián)合站油水分離后產(chǎn)生的油田采出水低品位熱能和增壓機(jī)，該增壓機(jī)可用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)將采暖水加熱到比油田采出水高10 — 20°C，溫差再提高其制熱系數(shù)將下降。油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝的熱源是油田采出水，溫度、流量穩(wěn)定，是一種理想的熱源，本發(fā)明所用設(shè)備除低壓蒸汽發(fā)生器要求防腐外，其它換熱器、閥門、泵均無特殊要求。
[0015]另外，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)還有的不同之處是:解決了現(xiàn)有的油田采出水結(jié)垢嚴(yán)重及某些區(qū)塊三次采油聚合物成分較多，進(jìn)而在使用中對(duì)換熱器產(chǎn)生堵塞的問題，系統(tǒng)相對(duì)簡單、可靠、能效比高、運(yùn)行費(fèi)用低、耐腐蝕，不怕結(jié)垢和采出水中聚合物堵塞，可穩(wěn)定提供供暖或油田原油脫水熱源。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備，其特征是:包括油田采出水進(jìn)水閥(1)、低壓蒸汽發(fā)生器(2)、蒸汽增壓器(3)、蒸汽冷凝換熱器(4)、出水閥(5)、不凝氣抽氣泵(6)、凝結(jié)水外輸泵(7)、采暖水泵(8)、油田采出水外輸增壓泵(9)，所述的低壓蒸汽發(fā)生器(2)的一側(cè)通過油田采出水進(jìn)水閥(I)連接低品位熱水進(jìn)口，底部通過油田采出水外輸增壓泵(9)連接外排回注管線，在低壓蒸汽發(fā)生器(2)的另一側(cè)通過管線連接蒸汽增壓器(3)，蒸汽增壓器(3)的輸出端連接到蒸汽冷凝換熱器(4);所述的蒸汽冷凝換熱器(4)的頂部設(shè)有出水管，底部設(shè)有進(jìn)水管，在進(jìn)水管上設(shè)有采暖水泵(8)，蒸汽冷凝換熱器(4)的側(cè)壁上設(shè)有不凝氣抽氣管和凝結(jié)水外輸管，且在不凝氣抽氣管上設(shè)有不凝氣抽氣泵(6)，在凝結(jié)水外輸管上設(shè)有凝結(jié)水外輸泵(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備，其特征是:所述的低壓蒸汽發(fā)生器(2)的壓力設(shè)置在5 — lOKPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備，其特征是:所述的蒸汽增壓器(3)內(nèi)設(shè)有增壓機(jī)，且該增壓機(jī)可用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的油田采出水低沸增壓冷凝換熱工藝，其特征是包括以下步驟: (a)用油田采出水進(jìn)水閥(I)將油田采出水送入低壓蒸汽發(fā)生器(2)在5—1KPa下部分汽化，油田采出水汽化放熱后經(jīng)油田采出水外輸增壓泵(9)進(jìn)入外排回注管線； (b)低壓蒸汽發(fā)生器(2)的汽化低壓蒸汽，由蒸汽增壓器(3)加壓后送至蒸汽冷凝換熱器(4)殼程，放出熱量后凝結(jié)成水由凝結(jié)水外輸泵(7)加壓外排至熱水罐； (c)蒸汽冷凝換熱器(4)管程一側(cè)是來自采暖水泵(8)的供暖水，吸熱后升溫后經(jīng)采暖水出水閥進(jìn)入供暖管網(wǎng)；少量不凝氣體由不凝氣抽氣泵(6)外排至大氣。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油田采出水低沸增壓冷凝換熱設(shè)備及工藝。包括以下步驟：（a）用油田采出水進(jìn)水閥將油田采出水送入低壓蒸汽發(fā)生器在5—10KPa下部分汽化，油田采出水汽化放熱后經(jīng)油田采出水外輸增壓泵進(jìn)入外排回注管線；（b）低壓蒸汽發(fā)生器的汽化低壓蒸汽，由蒸汽增壓器加壓后送至蒸汽冷凝換熱器殼程，放出熱量后凝結(jié)成水由凝結(jié)水外輸泵加壓外排至熱水罐；（c）蒸汽冷凝換熱器管程一側(cè)是來自采暖水泵的供暖水，吸熱后升溫后經(jīng)采暖水出水閥進(jìn)入供暖管網(wǎng)；少量不凝氣體由不凝氣抽氣泵外排至大氣。有益效果是：系統(tǒng)相對(duì)簡單、可靠、能效比高、運(yùn)行費(fèi)用低、耐腐蝕，不怕結(jié)垢和采出水中聚合物堵塞，可穩(wěn)定提供供暖或油田原油脫水熱源。
【IPC分類】F24D3-02
【公開號(hào)】CN104728896
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510110675
【發(fā)明人】張國春, 趙書波, 周立超, 明光, 李峰, 李鳳名, 楊會(huì)清, 王薛燕
【申請(qǐng)人】山東勝利職業(yè)學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日