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1、10申请公布号CN104089277A43申请公布日20141008CN104089277A21申请号201410293104622申请日20140625F22G1/00200601F01D15/10200601F01K17/02200601F17D1/18200601F17D1/0020060171申请人中国石油大学北京地址102249北京市昌平区府学路18号72发明人赵洪滨齐翔江婷54发明名称替代油气集输生产工艺接转站供能的新型热电联供系统57摘要本发明涉及一种利用锅炉、背压式汽轮和换热设备替代加热炉的油气集输热电联供系统。本发明主要是解决现有的油气集输过程中采用单一加热炉无法实现能量梯级。
2、利用、系统火用效率低的问题。本发明的技术方案是利用锅炉、背压式汽轮机和换热设备替代加热炉的油气集输热电联供系统，它包括一个锅炉装置、一个背压式汽轮机及发电机、换热装置和给水泵。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104089277ACN104089277A1/1页21一种利用锅炉、背压式汽轮和换热器机替代加热炉的油气集输热电联供系统，该系统包括锅炉装置、背压式汽轮机发电装置、换热装置和一个给水泵，所述的锅炉装置通过管道与背压式汽轮机相连接，背压式汽轮机与换热装置的热流入口相连接，背压式汽。
3、轮机的排汽全部进入换热装置，换热装置热流出口与给水泵相连接，给水泵将给水直接输送至锅炉装置。2如权利要求1所述的油气集输热电联供系统，其特征在于先将燃料在锅炉中燃烧，产生550左右的高温高压蒸汽通过背压式汽轮机发电装置发电，之后将汽轮机排出250，1MPA左右的低压蒸汽通过管壳式换热器给系统热用户加热，换热之后低温蒸汽变为液态水，再通过泵装置给液态水增压到45MPA左右输送进入锅炉装置，形成小型的热电联产循环系统。3如权利要求1和2所述的油气集输热电联供系统，所使用的换热装置采用管壳式换热器，其特征是热侧流体为背压式汽轮机的排汽，经过壳体换热后变为液态水，冷侧流体共分成三部分，各部分独立管路，。
4、三部分冷流体的进出口均为液体状态。4如权利要求1和2所述的油气集输热电联供系统，所使用的汽轮机发电装置采用200KW小型背压式汽轮机，发电机采用与汽轮机相配套的200KW发电机，其特征是汽轮机额定进气量较小，约在15T/H左右，同时，控制汽轮机工作状态下排汽温度在250左右。5如权利要求1和2所述的油气集输热电联供系统，所使用的锅炉装置采用额定蒸发量为15T/H燃油蒸汽锅炉，其特征在于燃油蒸汽锅炉采用卧式全湿背锅炉，系统运行时可以根据实际情况控制蒸发量在13T/H左右。权利要求书CN104089277A1/3页3替代油气集输生产工艺接转站供能的新型热电联供系统技术领域0001本发明属于一种利用。
5、锅炉、背压式汽轮机和换热装置替代加热炉的油气集输加热系统，它属于一种替代油气集输生产工艺接转站供能的新型热电联供系统。背景技术0002由于我国油气田的油气田所采原油大部分为高含蜡、高凝固点、高粘度原油，因此，油气集输工艺需要加热输送。我国部分油气田采用单一加热炉加热方式实现油气集输过程的加热。采用加热炉进行油气集输的加热系统能耗大，能量利用率低。0003加热炉工作过程就是将燃料的化学能转换为热能。加热炉主要由两大部分组成。一是燃烧系统、二是热交换系统。热交换系统，通过各种受热面将燃料燃烧的化学能交换给工质被加热介质。主要是水套、火筒、管束等。燃烧系统是燃料的燃烧设备总称，它由给料供应系统、燃烧。
6、器、炉膛、送引风系统，尾部烟道等组成。0004油田近年来推广应用的超导热管加热炉、真空加热炉、分体式相变加热炉属于火筒间接加热炉，设计热效率较高，运行热效率理想。燃烧器主要采用进口燃烧器，并配备控制调节系统，能够低氧燃烧，并具有一定的可调性，保证了加热炉的经济运行。0005接转站站内工艺流程图如下图3所示，站外采集的高含水率原油一次来油在有热水伴热的情况下直接进入加热炉内加热，然后进入储罐一次出油，在储罐中有一小部分进入分离器，脱水后作为加热炉燃料燃烧油，储罐中其余的原油二次来油再次进入加热炉加热，加热后的原油外输油经泵外输。伴热水来水也同时进入加热炉，通过加热炉加热后的热水经过水泵增压后输送。
7、至接转站外出水满足站外各系统的加热和伴热。0006接转站所使用的加热炉热效率的高低主要取决于结构设计是否合理，近年来油田应用于原油集输的真空加热炉通常运行效率在6065之间，夏季较高，冬季较低。能量利用率相对较低，火用效率在1015之间。发明内容0007本发明的目的是解决采用单一加热炉加热的油气集输加热系统能耗大、能量利用率低的问题并提供一种可以实现能量梯级利用的高效热电联产系统。0008在接转站流程工艺中，被加热的伴热水与原油所需要的温度均在100以内，因此，燃油燃烧所产生的高温能量直接与伴热水和原油进行能量交换，没有实现能量的梯级利用，致使燃料的热效率及火用效率较低，如果将燃油燃烧所产生的。
8、热量用来制取高温过热蒸汽，高温的过热蒸汽就可以用来发电，产生高品位电能，之后再将发电后的蒸汽余热用来给伴热水和原油换热，就可以充分实现能量的梯级利用，从而，提高燃油的热效率和火用效率。0009本发明为解决上述问题而采用的技术方案是利用锅炉、背压式汽轮机、换热装置以及给水泵替代加热炉的油气集输加热系统，从而形成接转站原油集输工艺的新型热电联说明书CN104089277A2/3页4产系统，它包括锅炉、背压式汽轮机发电装置、换热装置和泵。0010本发明的有益效果是，通过使用新型热电联供系统替代加热炉系统，有效提高了系统总效率，同时火用效率可以提高一倍左右。附图说明0011下面结合附图对本发明进一步说。
9、明。0012图1是本发明的整体流程图。0013图2是采用新型热电联产替代加热炉后的接转站站内的工艺流程图。0014图3接转站站内工艺流程图。具体实施方案0015在图1中，在锅炉装置1内通过燃烧燃油加热产生高温高压的水蒸汽，水蒸汽通过背压式汽轮机2带动发电装置3，产生电能，背压式汽轮机排汽进入换热装置4进行换热，为油气集输系统需要加热的步骤进行换热，从换热系统排出的水通过给水泵5装置增压后进入锅炉装置1。0016在图2中，燃油泵输送燃油6为锅炉装置1提供燃料，给水泵5将给水9输入锅炉内，换热后产生高温高压的汽轮机进汽10，在背压汽轮机2内做功后的汽轮机排汽7进入换热装置4的热流为热用户提供热量，。
10、换热后的冷凝水8进入给水泵5形成循环。其中，换热装置4的三股冷流体分别为站外来水、站外一次来油和二次来油，站外来水经换热装置换热后变为出水输送至站外，一次来油经换热装置加热后进入储罐，储罐中一定量原油经过分离器分离后得到燃油6通过燃油泵为锅炉装置1提供燃料，储罐的其余部分作为二次来油再进入换热装置加热，达到工艺要求的输送温度后作为外输油从接转站输出。0017热电联产系统所使用的背压式汽轮机2为200KW的小型背压式汽轮机，进汽温度为550，进汽压力为45MPA，排汽温度为250，排汽压力为1MPA，锅炉装置1采用燃油蒸汽锅炉，额定蒸发量为13T/H。换热装置4采用管壳式换热器，在换热器中背压汽。
11、轮机排汽释放汽化潜热转变为液态水。0018通过对2013年11月江苏油田瓦6集油站统计数据，进行能量平衡及火用平衡的计算，并对新星系统和原系统进行举例对比，2013年11月月平均数据如下表1所示。0019表1江苏油田瓦6集油站2013年11月月平均数据0020说明书CN104089277A3/3页50021根据上表数据分别对新型系统和原系统进行分析计算，得到采用热电联产技术的新型系统与采用加热炉的原系统相关能量计算结果对比见表2。0022表2热电联产新型系统与原系统相关结果对比00230024从表2可以看出，采用热电联产新型系统后总效率比原系统有明显的提高，同时，在基于2013年11月份数据的计算中，原系统加热炉装置火用效率计算结果为1016，在使用新型热电联产系统后的火用效率为2421，比同样情况下使用现有加热炉设备提高了一倍以上。说明书CN104089277A1/2页6图1图2说明书附图CN104089277A2/2页7图3说明书附图CN104089277A。