[發(fā)明專利]一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510053159.4
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104595879A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于繼飛;盛宏至;曹硯鋒;徐永香;張曉亮;周成龍;陳歡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高鍋爐換熱系數(shù)的方法，特別是關(guān)于一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法。

背景技術(shù)

海上稠油資源豐富，需要采用注蒸汽方式開采，陸地油田稠油熱采使用的注蒸汽鍋爐雖然可以提供所需要的蒸汽，但是體積和占地面積較大，不能適應(yīng)海上平臺小型化的需要。而目前市場上的海上平臺用鍋爐主要通過鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化達到鍋爐小型化的目的。雖然鍋爐蒸發(fā)段水側(cè)換熱系數(shù)可高達200到15000W/(m²·K)，但由于燃氣側(cè)的換熱系數(shù)很小，一般僅能達到5～25W/(m²·K)左右，成為阻礙提高換熱系數(shù)，減小換熱面積和換熱器尺寸的主要障礙。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可有效提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，其包括以下步驟：1)在注蒸汽鍋爐底部，位于燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置布風(fēng)板，布風(fēng)板和換熱管束之間形成一個換熱段；2)在布風(fēng)板和換熱管束之間的換熱段填充有若干固體顆粒；3)燃燒氣體吹動固體顆粒，使固體顆粒沸騰，固體顆粒在注蒸汽鍋爐內(nèi)的高度增加，由換熱管束下方上升至換熱管束上方，浸沒換熱管束，提高氣流與換熱管束之間的換熱系數(shù)。

所述步驟2)中，固體顆粒采用球形材料。

所述步驟3)中，通過所述注蒸汽鍋爐上的進氣閥控制燃燒氣體的氣流速度。

所述步驟3)中調(diào)節(jié)氣流速度在1～5m/s之間，將換熱系數(shù)控制在100到400W/(m²·K)之間。

在所述換熱管束表面設(shè)置有鰭狀換熱片。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明由于采用在注蒸汽鍋爐中燃燒氣體和換熱管束之間設(shè)置的布風(fēng)板上布置一層固體顆粒，固體顆粒由于燃燒氣體的吹動處于沸騰狀態(tài)，可有效提高氣流與換熱管之間的換熱系數(shù)，最大可以達到400W/(m²·K)，可以大幅度縮小換熱面積。2、本發(fā)明由于采用球形材料的固體顆粒，從而減少了固體顆粒對注蒸汽鍋爐中換熱管束的磨損。3、本發(fā)明由于采用帶鰭狀換熱片的換熱管束，進一步提高氣流與換熱管之間的換熱系數(shù)。綜上所述，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于稠油熱采工藝中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種提高注蒸汽鍋爐換熱系數(shù)的方法，包括以下步驟：

1)在注蒸汽鍋爐2底部，位于燃燒氣體和換熱管束3之間設(shè)置布風(fēng)板1，布風(fēng)板1和換熱管束3之間形成一個換熱段。

2)在布風(fēng)板1和換熱管束3之間的換熱段填充有若干固體顆粒4。

3)注蒸汽鍋爐2工作時,燃燒氣體吹動固體顆粒4，使固體顆粒4沸騰，固體顆粒4在注蒸汽鍋爐2內(nèi)的高度增加，由換熱管束3下方上升至換熱管束3上方,將換熱管束浸沒；如圖1所示，由A面上升到B面，有效提高氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)，使得氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)最大可提高到400W/(m²·K)。

上述步驟2)中，固體顆粒4采用直徑為0.5mm～0.8mm的球形材料，如含硅量高的玻璃微珠，可減少固體顆粒4對換熱管束3的磨損。

上述步驟3)中，可以根據(jù)需要，通過注蒸汽鍋爐2上現(xiàn)有的進氣閥控制燃燒氣體的氣流速度，進而控制換熱系數(shù)的大小。通過進氣閥調(diào)節(jié)氣流速度在1～5m/s之間，將換熱系數(shù)控制在100到400W/(m²·K)之間。同時，可以通過控制燃燒氣體的氣流速度，進而控制固體顆粒4的沸騰程度，減緩固體顆粒4相對于換熱管束3的速度，從而減少固體顆粒4對兩換熱管束3的磨損。

在一個優(yōu)選的實施例中，換熱管束3表面設(shè)置有鰭狀換熱片，換熱片高度為5mm～10mm，可提高氣流與換熱管束3之間的換熱系數(shù)。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。