[實用新型]一種渦輪發動機的廢熱回收保溫系統

有效

• 申請號: 201420473945.0
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN204098964U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 王慶楠;黃紅華;曲玉強
• 申請（專利權）人: 四機賽瓦石油鉆采設備有限公司
• 主分類號: F01D15/08
• 分類號: F01D15/08;F01K17/06;E21B36/00
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 蘇胤杰

技術領域

本實用新型涉及石油鉆采設備領域，特別涉及一種渦輪發動機的廢熱回收保溫系統。

背景技術

隨著石油開采區域的擴大，大量的石油鉆采設備投入到極寒環境下（零下40攝氏度），需要一種可靠、經濟的保溫系統維持設備的正常工作。目前，石油開采過程中的保溫工作主要采用兩種方法。一是在一般環境下，配有柴油發動機的設備，可通過管路進行熱循環來維持其自身的保溫，但無法實現設備外配套區域的保溫需要。且由于其產生的熱值低、管線復雜，僅可供一般低溫（零下20攝氏度）的保溫需要，在極寒環境下難以工作、可靠性低。二是增加獨立的蒸汽鍋爐車或蒸汽發生撬，消耗大量額外的燃油，對其他設備進行加熱保溫，經濟性低、熱量利用率低，且加大現場施工的困難和危險性。

大功率固井壓裂設備配置渦輪發動機作為動力源，較常規設備的柴油發動機功率和能效都要高數倍，在驅動固井壓裂泵作業時，也產生大量高能量的廢熱。渦輪發動機廢熱主要由其產生的高溫廢氣直接排入大氣帶走，其熱值可持續穩定在高溫550攝氏度，質量流量每秒12公斤以上。回收大功率固井壓裂設備的渦輪發動機廢熱，將足夠滿足極寒環境下設備及其配套區域保溫所需的熱量要求。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種渦輪發動機的廢熱回收保溫系統，該保溫系統可在極寒環境下，有效回收大功率固井壓裂設備的渦輪發動機廢熱，實現設備及其他區域的保溫，保溫工作高效經濟、安全可靠。

為實現上述技術目的，本實用新型提供的方案是：一種渦輪發動機的廢熱回收保溫系統，包括驅動固井壓裂泵的渦輪發動機，所述渦輪發動機的尾氣端與具有消聲器的排氣管之間設置廢熱蒸汽鍋爐，該廢熱蒸汽鍋爐的進水端連通儲水柜，廢熱蒸汽鍋爐的熱輸出端連通儲氣罐后再與熱交換器連通。

而且，所述渦輪發動機與排氣管之間設置與廢熱蒸汽鍋爐并連的旁通管路，該旁通管路具有控制閥。

而且，所述廢熱蒸汽鍋爐與所述儲水柜之間設置補水泵。

本實用新型還提供一種回收渦輪發動機廢熱來對石油鉆采設備進行加熱保溫方法，包括如下步驟。

步驟一，將渦輪發動機為固井壓裂泵作業提供動力時產生的高溫廢氣通向蒸汽鍋爐。

步驟二，將水源通入蒸汽鍋爐，水受熱后氣化形成高溫蒸汽；高溫廢氣經熱交換后冷卻，通過具有消聲器的排氣管排放。

步驟三，將高溫蒸汽通入儲氣罐緩沖穩壓后，輸送到熱交換器，由熱交換器對整個設備及配套區域進行加熱保溫。

而且，所述水源為儲水柜內的水。

本實用新型的有益效果是，利用渦輪發動機工作時產生的高溫廢氣，為廢熱蒸汽鍋爐提供能量以制備大量高溫蒸汽，提供極寒環境下設備保溫所需的熱量，可用于設備及配套區域的保溫供熱，也可用于現場需要蒸汽的其他作業需要；本方案結構簡單合理，可整合到大功率固井壓裂設備中，有利于設備的輕量化，無需新增熱源，廢熱能量利用率高，提高現場施工的安全可靠性、經濟性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

其中，1.渦輪發動機，2.固井壓裂泵，3.廢熱蒸汽鍋爐，4.控制閥，5.?具有消音器的排氣管，6.儲氣罐，7.熱交換器，8.補水泵，9.儲水柜。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

本實施例提供一種渦輪發動機的廢熱回收保溫系統，如圖1所示，包括驅動固井壓裂泵2的渦輪發動機1，渦輪發動機1的廢氣出口與廢熱蒸汽鍋爐3的煙氣入口連接，廢熱蒸汽鍋爐3的煙氣出口后串聯消音器和排氣管5，形成蒸汽制備的能量輸入排出通路。渦輪發動機1的廢氣出口與控制閥4的入口連接，控制閥4的出口連接消音器和排氣管5，形成廢熱回收系統停止運行時的旁通回路。

廢熱蒸汽鍋爐3的蒸汽出口與儲氣罐6的入口連接，儲氣罐6的出口連接熱交換器7的入口，形成加熱保溫系統的熱源供給通路。儲氣罐6留有出氣口，供應現場需要蒸汽的其他作業。廢熱蒸汽鍋爐3的水入口與儲水柜9的出水口連接，形成蒸汽制備的供水通路，通過供水通路的調節可以控制系統的蒸汽制備量。在廢熱蒸汽鍋爐3與儲水柜9連接形成的供水通路上設置補水泵8，可保證蒸汽制備的持續性、穩定性。

本實用新型還提供一種回收渦輪發動機廢熱來對石油鉆采設備進行加熱保溫方法，包括如下步驟。

步驟一，將渦輪發動機為固井壓裂泵作業提供動力時產生的高溫廢氣通向蒸汽鍋爐。

步驟二，將水源通入蒸汽鍋爐，水受熱后氣化形成高溫蒸汽；高溫廢氣經熱交換后冷卻，通過具有消聲器的排氣管排放。