一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高含鹽廢水的處理裝置，尤其涉及一種油田注汽領(lǐng)域的高含鹽廢水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在特超稠油開(kāi)發(fā)時(shí)向地層所注的過(guò)熱蒸汽，是由一種特制直流注汽鍋爐蒸發(fā)稠油田采出水產(chǎn)生的低過(guò)熱度蒸汽提供，其產(chǎn)生過(guò)程如圖1所示，將經(jīng)凈化、軟化等處理后的油田采出水由泵打入直流鍋爐第一段，水受熱蒸發(fā)成干度約為80%的蒸汽，然后將蒸汽導(dǎo)入汽液分離器，分離出的高干度蒸汽進(jìn)入直流鍋爐第二段繼續(xù)加熱成較高過(guò)熱度蒸汽，再通過(guò)一個(gè)摻混器將較高過(guò)熱度蒸汽與分離出的高含鹽水摻混，使高含鹽水全部蒸發(fā)產(chǎn)生較低過(guò)熱度蒸汽作為注汽使用。在此過(guò)程中，蒸汽中攜帶的鹽分易析出，導(dǎo)致注汽一段時(shí)間后析出的鹽分富積在注汽管線、單井管線、油管內(nèi)壁附著水的地方，造成管線內(nèi)徑變小、管線壓力損失增大和磨蝕堵塞設(shè)備等諸多危害。為消除這些危害，需將鹽分除掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器可將99%的鹽分除掉，從而大幅減少了注汽管網(wǎng)系統(tǒng)鹽析，保障了注汽系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，包括球體殼體，其特征在于，所述球形殼體內(nèi)的上半部分設(shè)置有隔板，隔板下固定有螺旋換熱導(dǎo)流板，隔板上部殼體的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管，螺旋式換熱導(dǎo)流板之間形成螺旋盤繞的導(dǎo)流道，導(dǎo)流道的入口設(shè)置有進(jìn)汽管，螺旋盤繞的導(dǎo)流道靠近進(jìn)汽管端上的隔板上開(kāi)有噴水孔作為布水器(實(shí)際上就是在導(dǎo)流道上面的隔板上打孔即可)；隔板中心開(kāi)有通孔，通孔上焊接伸出殼體的出汽管，在出汽管位于殼體內(nèi)部的出汽管內(nèi)安裝內(nèi)置式汽液分離器，殼體的底部中央設(shè)置有向下伸出的排水管，排水管上端位于液相區(qū)中上部，在殼體底部同時(shí)安裝有回水管，回水管與進(jìn)水管相連。
[0006]螺旋盤繞的導(dǎo)流道上開(kāi)設(shè)的噴水孔在靠近進(jìn)汽管處排得密，遠(yuǎn)離進(jìn)汽管處排得疏。
[0007]螺旋式換熱導(dǎo)流板在殼體的水平中開(kāi)面(是指球體的中間平面)上下各占有一定高度。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:99%的除鹽率，注汽干線、注采合一管線和油管內(nèi)鹽析現(xiàn)象大幅緩解，系統(tǒng)可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，可提高鍋爐運(yùn)行時(shí)率，延長(zhǎng)抽油機(jī)檢泵周期，提高采油時(shí)率。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用摻混器的直流注汽鍋爐除鹽工藝流程圖；
[0011]圖2為本發(fā)明所述的球形螺旋迷宮蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是圖2中I一I截面不意圖；
[0013]圖4為本發(fā)明所述的球形螺旋迷宮蒸發(fā)工藝流程圖；
[0014]圖5為利用本發(fā)明所述的球形螺旋迷宮蒸發(fā)器除鹽的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0016]如圖2-3所示，球形螺旋迷宮蒸發(fā)器包括球形的殼體1，殼體I內(nèi)的上半部分焊接有圓形隔板2，圓形隔板2下焊接有螺旋式換熱導(dǎo)流板3，圓形隔板2上部位于殼體I的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管5，螺旋式換熱導(dǎo)流板3之間形成導(dǎo)流道，從上向下看導(dǎo)流道盤繞的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，?dǎo)流道的端頭具有進(jìn)汽管4，螺旋盤繞的導(dǎo)流道上的隔板上開(kāi)有噴水孔作為布水器6，噴水孔在靠近進(jìn)汽管4處排得密，遠(yuǎn)離進(jìn)汽管4處排得疏。在圓形隔板2的中心開(kāi)有通孔，通孔上焊接出汽管8，出汽管8向上伸出殼體1，在出汽管位于殼體內(nèi)的部分內(nèi)安裝有內(nèi)置式汽液分尚器9。
[0017]螺旋式換熱導(dǎo)流板3在殼體I的水平中開(kāi)面(是指球體的中間平面)上下各占有一定高度。圓形隔板2和上部球體形成的空間為進(jìn)水區(qū)W。螺旋式換熱導(dǎo)流板3的底面與下半部分殼體I之間的空間為液相區(qū)L，液相區(qū)L底部中央的殼體上具有向外伸出的排水管7，排水管上端位于液相區(qū)中上部，在殼體底部同時(shí)安裝有回水管10，回水管與進(jìn)水管5相連。
[0018]該裝置蒸發(fā)除鹽的使用方法，如圖4所示，將部分從直流注汽鍋爐產(chǎn)生的較高過(guò)熱度蒸汽a導(dǎo)入蒸發(fā)器并在螺旋式換熱導(dǎo)流板3的螺旋式導(dǎo)管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成旋流蒸汽氣相區(qū)(G，簡(jiǎn)稱氣相區(qū))；
[0019]將汽液分離器來(lái)的高含鹽水b通過(guò)布水器噴射進(jìn)氣相區(qū)G內(nèi)，與蒸汽a充分摻混，并隨其高速流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中，高含鹽水b部分蒸發(fā)進(jìn)入氣相區(qū)G，在摻混蒸發(fā)過(guò)程中有鹽分析出，析出的鹽分和未蒸發(fā)高含鹽水液體及其他液固雜質(zhì)落入蒸發(fā)器底部形成更高含鹽量的液相區(qū)(L，簡(jiǎn)稱液相區(qū))；
[0020]液相區(qū)L與氣相區(qū)G通過(guò)換熱導(dǎo)流板3換熱使高含鹽水b繼續(xù)蒸發(fā)濃縮成近飽和濃縮鹽水(c，250000ppm左右)，根據(jù)排水管7上流量計(jì)的變化來(lái)調(diào)節(jié)雙控制閥Vw以控制排放量，其排放量根據(jù)鍋爐進(jìn)水量及其鹽分含量確定；
[0021]蒸發(fā)器的進(jìn)水量是動(dòng)態(tài)變化的，液相區(qū)L高度也隨之變化，通過(guò)蒸發(fā)器上液相區(qū)L液位計(jì)測(cè)定這些液位變化來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)汽管4上控制閥(Vsi)以調(diào)控蒸汽a進(jìn)入量與高含鹽水b的量相匹配，即液位高于設(shè)定值，增加導(dǎo)入蒸汽量，低于設(shè)定值，減少導(dǎo)入蒸汽量，保證排出水c含鹽量穩(wěn)定在接近飽和點(diǎn)；同時(shí)，通過(guò)回水管10利用密度差產(chǎn)生的動(dòng)力將部分蒸發(fā)器I內(nèi)的部分濃縮鹽水返回到進(jìn)水管5中，并與進(jìn)水b混合然后再次回到蒸發(fā)器I內(nèi)，形成循環(huán)回路，使蒸發(fā)器I內(nèi)液體處在循環(huán)狀態(tài)，確保蒸發(fā)器I內(nèi)液體各處性質(zhì)一致，防止液體鹽析結(jié)垢，并能調(diào)節(jié)蒸發(fā)量。
[0022]較高過(guò)熱度蒸汽a在吸收高含鹽水b蒸發(fā)出的水分后形成飽和蒸汽d，飽和蒸汽d在通過(guò)出汽管8排出時(shí)，由位于出汽管8內(nèi)的汽液分離器9將其中夾帶的液態(tài)水脫除，根據(jù)出汽管8和直流鍋爐出口過(guò)熱蒸汽管線上壓力計(jì)(Ps和Pr)變化通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)控制閥(Vss和Vr)，確保蒸發(fā)器內(nèi)處在穩(wěn)定狀態(tài)并使生成的飽和蒸汽d與鍋爐出口的部分過(guò)熱蒸汽混合，形成幾乎不含鹽的低過(guò)熱度蒸汽注入注汽管網(wǎng)。
[0023]圖5為具體的實(shí)施例:對(duì)從直流注汽鍋爐來(lái)的較高過(guò)熱度蒸汽(a，總量:15t/h，溫度:480°C，壓力:12MPa)和從汽液分離器來(lái)的高含鹽水(b，總量:5t/h，溫度:330°C，壓力:13MPa含鹽量:14000ppm)的摻混蒸發(fā)除鹽為實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]調(diào)節(jié)進(jìn)汽管4上液位控制閥(Vs，啟動(dòng)時(shí)手工調(diào)節(jié))，將約10t/h的較高過(guò)熱度蒸汽a通入蒸發(fā)器內(nèi)，并使其以較高氣速在換熱導(dǎo)流板3間旋流，形成高速旋流蒸汽氣相區(qū)G ;同時(shí)將全部高含鹽水b以一定流速噴淋進(jìn)蒸發(fā)器內(nèi)與較高過(guò)熱度蒸汽a充分摻混并隨其在氣相區(qū)G內(nèi)高速旋流。在流動(dòng)過(guò)程中部分高含鹽水b與蒸汽a換熱蒸發(fā)氣化擴(kuò)散進(jìn)氣相區(qū)G，同時(shí)有鹽分析出，析出的鹽分和未蒸發(fā)高含鹽水及其它固液雜物落入蒸發(fā)器下部形成高含鹽水液相區(qū)L。
[0025]液相區(qū)G與氣相區(qū)L通過(guò)換熱導(dǎo)流板3換熱使高含鹽水b繼續(xù)蒸發(fā)氣化而變成近飽和的濃縮鹽水(C，含鹽量為250000ppm)，根據(jù)排水管7線上流量計(jì)變化通過(guò)雙調(diào)節(jié)控制閥Vw，使高濃度鹽水c以0.3t/h的量排出；同時(shí)，通過(guò)回水管10利用密度差產(chǎn)生的動(dòng)力將部分蒸發(fā)器I內(nèi)的部分濃縮鹽水返回到進(jìn)水管5中，并與進(jìn)水b混合然后再次回到蒸發(fā)器I內(nèi)，形成循環(huán)回路，使蒸發(fā)器I內(nèi)液體處在循環(huán)狀態(tài)，確保蒸發(fā)器I內(nèi)液體各處性質(zhì)一致，防止液體鹽析結(jié)垢，并能調(diào)節(jié)蒸發(fā)量。
[0026]同時(shí)根據(jù)液相區(qū)L液面高度變化調(diào)節(jié)進(jìn)汽管線4上控制閥Vsi來(lái)調(diào)控導(dǎo)入蒸汽量，實(shí)現(xiàn)蒸汽3與高含鹽水b的量合理匹配，確保液相區(qū)L高度基本穩(wěn)定。
[0027]氣相區(qū)G內(nèi)較高過(guò)熱度蒸汽a吸收從液相區(qū)L蒸發(fā)出氣態(tài)水分變成飽和蒸汽d，飽和蒸汽d在通過(guò)出汽管8排出時(shí)，由位于出汽管8內(nèi)的汽液分離器9將其中夾帶的液態(tài)水脫除，根據(jù)注汽干線上和蒸發(fā)器出汽管線8上壓力計(jì)(Pr和Ps)變化通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)控制閥(Vr和Vss)使蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)并使飽和蒸汽d與注汽干線內(nèi)蒸汽混合形成19.7t/h的壓力為12MPa的低過(guò)熱度蒸汽進(jìn)入注汽管網(wǎng)。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種修改、變化和組合，并且認(rèn)為這種修改、變化和組合是在獨(dú)創(chuàng)性思想的范圍之內(nèi)的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，包括球體本體，其特征在于，所述球形本體內(nèi)上半部分設(shè)置有隔板，隔板下固定有螺旋換熱導(dǎo)流板，隔板上部殼體側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管；螺旋式換熱導(dǎo)流板之間形成螺旋導(dǎo)流道，導(dǎo)流道入口設(shè)置有進(jìn)汽管，螺旋盤繞的導(dǎo)流道頂部隔板上靠近進(jìn)汽管端沿導(dǎo)流道盤旋方向開(kāi)有噴水孔；隔板中心開(kāi)有通孔，通孔上焊接伸出殼體的出汽管，在出汽管位于殼體內(nèi)部的出汽管內(nèi)安裝內(nèi)置式汽液分離器，殼體的底部中央設(shè)置有向下伸出的排水管，排水管上端位于液相區(qū)中上部，在殼體底部同時(shí)安裝有回水管，回水管與進(jìn)水管相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，螺旋式換熱導(dǎo)流板在殼體的水平中開(kāi)面上下各占有一定高度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，從殼體的上部向下看，所述通道盤繞方向?yàn)槟鏁r(shí)針。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，螺旋盤繞的導(dǎo)流道上開(kāi)設(shè)的噴水孔在靠近進(jìn)汽管處排得密，遠(yuǎn)離進(jìn)汽管處排得疏。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，隔板中心開(kāi)通孔，通孔上焊接伸出殼體的出汽管，在出汽管位于殼體內(nèi)部的出汽管內(nèi)安裝內(nèi)置式汽液分離器。
6.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，蒸發(fā)器底部安裝有排水管，排水管上端位于液相區(qū)上部。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽水球形螺旋迷宮蒸發(fā)器，其特征在于，蒸發(fā)器底部安裝有回水管，回水管與進(jìn)水管相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于直流注汽鍋爐除鹽技術(shù)用的球形螺旋迷宮蒸發(fā)設(shè)備，設(shè)備包括球形螺旋迷宮蒸發(fā)器本體，在球形螺旋迷宮蒸發(fā)器本體內(nèi)高含鹽水與部分較高過(guò)熱度蒸汽摻混并蒸發(fā)氣化擴(kuò)散進(jìn)蒸汽氣相區(qū)，并有鹽分析出，析出的鹽分和未蒸發(fā)鹽水及其它固液雜物在離心力作用下落入蒸發(fā)器底部形成濃鹽水液相區(qū)，氣相區(qū)和液相區(qū)通過(guò)換熱導(dǎo)流板換熱將液相濃鹽水再次加熱蒸發(fā)成近飽和濃縮鹽水，并從容器底部排出，將鹽除掉，高含鹽水蒸發(fā)后進(jìn)入氣相區(qū)形成高干度飽和蒸汽，高干度飽和蒸汽經(jīng)過(guò)汽液分離后與鍋爐出汽管線的另一部分過(guò)熱蒸汽混合成較低過(guò)熱度蒸汽進(jìn)入注汽管線網(wǎng)。通過(guò)該設(shè)備蒸發(fā)處理，可將99％的鹽分除掉，從而大幅減少了注汽管網(wǎng)系統(tǒng)鹽析，保障了注汽系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
【IPC分類】C02F1-04, C02F103-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204434314
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420565609
【發(fā)明人】朱澤民, 劉智勇, 顧泓, 周建平, 劉周恩, 周京都
【申請(qǐng)人】北京和默能源技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年9月28日