[實用新型]一種基于鉆井柴油機余熱回收及利用的供熱裝置

有效

• 申請號: 201420361539.5
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN203940402U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 張東;高軍喜
• 申請（專利權）人: 北京時代科銳新能源科技有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18
• 代理公司: 北京市眾天律師事務所 11478
• 代理人: 李新軍

技術領域

本發明專利屬于油田鉆井隊現場用的設備，是一種基于鉆井柴油機余熱回收及利用的供熱裝置。

背景技術

目前，鉆井隊通常配備多臺柴油發動機，用于帶動泥漿泵、鉆機等等設備，而柴油機正常工作時產生的熱能只有約35％轉化為機械能，其余有35％隨著高溫廢氣排出，還有25％通過散熱帶走，另有5％用于柴油機內耗。這種高溫的廢氣直接排入大氣中，造成了能源的浪費。隨著技術的發展和節能減排要求的提高，依靠現有的技術，完全可以將柴油機高溫廢氣中的余熱進行回收利用，用來替代鉆井隊現有的冬防鍋爐，既符合國家節能減排政策的要求，還可以為鉆井隊降低冬防費用，減少冬季鉆井的生產成本。

目前關于鉆井柴油機余熱回收裝置有很多種，比如中國專利號為“ZL201120415114.4”，專利名稱為“鉆井用柴油機的尾氣余熱回收系統”就公開了鉆井柴油機的尾氣余熱回收的系統，類似的技術還有很多。

但是目前的鉆井柴油機余熱回收裝置和技術存在著以下的問題：

一、普通鉆井柴油機余熱回收裝置工作時，鍋爐中產生的飽和蒸汽在管道內流動時，由于散熱冷卻，一部分變成了液態水，蒸汽損耗較大。

二、鉆井柴油機余熱回收裝置工作時，運行一段時間后煙氣背壓增大，影響柴油機的正常工作。

三、鉆井柴油機余熱回收裝置工作時，管道內流通水或者水蒸氣，但是當該設備停止運行時，在管道內會有存水，當溫度低于零度以后，管道內的存水會結冰，結冰可能堵塞管道影響設備的再次運行，也有可能直接導致管道爆裂。

四、在鉆井工作過程中，柴油機有時候是低負荷運行的，由于柴油機的低負荷運行，所以排出的廢氣余熱就不足，廢氣余熱不足就會影響產汽量，影響用戶使用。

發明內容

本發明為了解決現有的鉆井柴油機余熱回收裝置和回收技術中的不足，采取了利用井場原有的壓縮空氣來清掃管道中存水和增加了輔熱裝置等技術，設計出了一種新型的基于鉆井柴油機余熱回收及利用的供熱裝置和回收技術，本技術確保了該裝置運行的可靠性。

為此，本發明具體采用以下技術方案：該裝置包括鍋爐、分汽缸、水罐、給水泵、管道、輔熱裝置和蓄熱器，所述鍋爐有柴油機煙氣入口和排煙口，鍋爐出汽端通過管道連接分汽缸，鍋爐進水端通過管道連接有給水泵和水罐，鍋爐進水端的管道上還接有壓縮空氣提供裝置，所述輔熱裝置通過管道連接在鍋爐的兩端，鍋爐出汽端的管道還連接有蓄熱器。

壓縮空氣提供裝置可以是壓縮孔空氣管道，由從現場直接接入壓縮空氣，也可以壓縮空氣機，還可以是壓縮空氣儲罐。在裝置停止運行時，壓縮空氣提供裝置通過壓縮空氣管道往管道中吹壓縮空氣，此舉可以將所停運范圍內的存水吹出，防止水凍成冰，可防止嚴寒對設備造成的損壞。

優選的，所述該裝置連接多臺鉆井柴油機，鍋爐的數量與鉆井柴油機的臺數相同，各鍋爐之間進行并連。

優選的，所述鍋爐為帶有過熱器的鍋爐，所述輔熱裝置采用電磁鍋爐。過熱器可以將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽，可以有效地消除或者減少蒸汽在沿途管道的損失。電磁鍋爐利用電磁感應原理，其體積小、受熱面積大、升溫速度快，不易結垢。

優選的，所述給水泵與鍋爐之間的管道上還連接換熱器，換熱器連接到鉆井柴油機機身循環水水管。鉆井柴油機工作的時候機身會產生大量的熱，此時需要水進行冷卻，循環水溫度升高，經過換熱器以此來提高給水泵與鍋爐之間的管道內的水，管道內的水進入鍋爐內。此種設計，將鉆井柴油機機身內高溫循環水的熱量進行了利用，最大限度的回收了鉆井柴油機的余熱。

優選的，所述柴油機煙氣入口安裝有三通擋板閥。三通擋板閥能根據柴油機排氣背壓值調節煙氣排空量，從而保證柴油機的正常運行。所述鍋爐、分汽缸、水罐、給水泵、輔熱裝置和蓄熱器的兩端管道均安裝有閥門，所述壓縮空氣提供裝置上有閥門。安裝閥門的作用是可以控制該設備是否需要連接到管網。

優選的，所述水罐有進水管道，水罐與給水泵之間還接有水處理裝置和軟水箱，所述分汽缸有管道連接水罐，管道上帶有閥門。水處理裝置和軟水箱是為了保證管網中水質滿足鍋爐正常運行要求。

本發明的有益效果在于：

1.節能增效：裝置不僅回收了鉆井柴油機排出的高溫廢氣余熱，而且就也回收了鉆井柴油機在運轉時用來冷卻的循環水的余熱，該裝置能夠完全替代現有的保障冬季正常生產用的加熱鍋爐。不需要燃料成本消耗。對于北方高寒油區，冬防保溫將持續5-6個月，節能增效更加明顯。