CN204434314U - 一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器 - Google Patents
一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于直流注汽锅炉除盐技术用的球形螺旋迷宫蒸发设备，设备包括球形螺旋迷宫蒸发器本体，在球形螺旋迷宫蒸发器本体内高含盐水与部分较高过热度蒸汽掺混并蒸发气化扩散进蒸汽气相区，并有盐分析出，析出的盐分和未蒸发盐水及其它固液杂物在离心力作用下落入蒸发器底部形成浓盐水液相区，气相区和液相区通过换热导流板换热将液相浓盐水再次加热蒸发成近饱和浓缩盐水，并从容器底部排出，将盐除掉，高含盐水蒸发后进入气相区形成高干度饱和蒸汽，高干度饱和蒸汽经过汽液分离后与锅炉出汽管线的另一部分过热蒸汽混合成较低过热度蒸汽进入注汽管线网。通过该设备蒸发处理，可将99％的盐分除掉，从而大幅减少了注汽管网***盐析，保障了注汽***连续稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种高含盐废水的处理装置，尤其涉及一种油田注汽领域的高含盐废水处理装置。
背景技术
在特超稠油开发时向地层所注的过热蒸汽，是由一种特制直流注汽锅炉蒸发稠油田采出水产生的低过热度蒸汽提供，其产生过程如图1所示，将经净化、软化等处理后的油田采出水由泵打入直流锅炉第一段，水受热蒸发成干度约为80％的蒸汽，然后将蒸汽导入汽液分离器，分离出的高干度蒸汽进入直流锅炉第二段继续加热成较高过热度蒸汽，再通过一个掺混器将较高过热度蒸汽与分离出的高含盐水掺混，使高含盐水全部蒸发产生较低过热度蒸汽作为注汽使用。在此过程中，蒸汽中携带的盐分易析出，导致注汽一段时间后析出的盐分富积在注汽管线、单井管线、油管内壁附着水的地方，造成管线内径变小、管线压力损失增大和磨蚀堵塞设备等诸多危害。为消除这些危害，需将盐分除掉。
发明内容
为了解决背景技术中存在的以上问题，本发明提供了一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，该蒸发器可将99％的盐分除掉，从而大幅减少了注汽管网***盐析，保障了注汽***连续稳定生产。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，包括球体壳体，其特征在于，所述球形壳体内的上半部分设置有隔板，隔板下固定有螺旋换热导流板，隔板上部壳体的侧壁上设有进水管，螺旋式换热导流板之间形成螺旋盘绕的导流道，导流道的入口设置有进汽管，螺旋盘绕的导流道靠近进汽管端上的隔板上开有喷水孔作为布水器(实际上就是在导流道上面的隔板上打孔即可)；隔板中心开有通孔，通孔上焊接伸出壳体的出汽管，在出汽管位于壳体内部的出汽管内安装内置式汽液分离器，壳体的底部中央设置有向下伸出的排水管，排水管上端位于液相区中上部，在壳体底部同时安装有回水管，回水管与进水管相连。
螺旋盘绕的导流道上开设的喷水孔在靠近进汽管处排得密，远离进汽管处排得疏。
螺旋式换热导流板在壳体的水平中开面(是指球体的中间平面)上下各占有一定高度。
本发明的有益效果是：99％的除盐率，注汽干线、注采合一管线和油管内盐析现象大幅缓解，***可长期稳定运行，可提高锅炉运行时率，延长抽油机检泵周期，提高采油时率。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明
图1为现有技术中采用掺混器的直流注汽锅炉除盐工艺流程图；
图2为本发明所述的球形螺旋迷宫蒸发器结构示意图；
图3是图2中I—I截面示意图；
图4为本发明所述的球形螺旋迷宫蒸发工艺流程图；
图5为利用本发明所述的球形螺旋迷宫蒸发器除盐的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图2-3所示，球形螺旋迷宫蒸发器包括球形的壳体1，壳体1内的上半部分焊接有圆形隔板2，圆形隔板2下焊接有螺旋式换热导流板3，圆形隔板2上部位于壳体1的侧壁上设有进水管5，螺旋式换热导流板3之间形成导流道，从上向下看导流道盘绕的方向为逆时针方向，导流道的端头具有进汽管4，螺旋盘绕的导流道上的隔板上开有喷水孔作为布水器6，喷水孔在靠近进汽管4处排得密，远离进汽管4处排得疏。在圆形隔板2的中心开有通孔，通孔上焊接出汽管8，出汽管8向上伸出壳体1，在出汽管位于壳体内的部分内安装有内置式汽液分离器9。
螺旋式换热导流板3在壳体1的水平中开面(是指球体的中间平面)上下各占有一定高度。圆形隔板2和上部球体形成的空间为进水区W。螺旋式换热导流板3的底面与下半部分壳体1之间的空间为液相区L，液相区L底部中央的壳体上具有向外伸出的排水管7，排水管上端位于液相区中上部，在壳体底部同时安装有回水管10，回水管与进水管5相连。
该装置蒸发除盐的使用方法，如图4所示，将部分从直流注汽锅炉产生的较高过热度蒸汽a导入蒸发器并在螺旋式换热导流板3的螺旋式导管内高速旋转，形成旋流蒸汽气相区(G，简称气相区)；
将汽液分离器来的高含盐水b通过布水器喷射进气相区G内，与蒸汽a充分掺混，并随其高速流动，在流动过程中，高含盐水b部分蒸发进入气相区G，在掺混蒸发过程中有盐分析出，析出的盐分和未蒸发高含盐水液体及其他液固杂质落入蒸发器底部形成更高含盐量的液相区(L，简称液相区)；
液相区L与气相区G通过换热导流板3换热使高含盐水b继续蒸发浓缩成近饱和浓缩盐水(c，250000ppm左右)，根据排水管7上流量计的变化来调节双控制阀Vw以控制排放量，其排放量根据锅炉进水量及其盐分含量确定；
蒸发器的进水量是动态变化的，液相区L高度也随之变化，通过蒸发器上液相区L液位计测定这些液位变化来调节进汽管4上控制阀(Vsi)以调控蒸汽a进入量与高含盐水b的量相匹配，即液位高于设定值，增加导入蒸汽量，低于设定值，减少导入蒸汽量，保证排出水c含盐量稳定在接近饱和点；同时，通过回水管10利用密度差产生的动力将部分蒸发器1内的部分浓缩盐水返回到进水管5中，并与进水b混合然后再次回到蒸发器1内，形成循环回路，使蒸发器1内液体处在循环状态，确保蒸发器1内液体各处性质一致，防止液体盐析结垢，并能调节蒸发量。
较高过热度蒸汽a在吸收高含盐水b蒸发出的水分后形成饱和蒸汽d，饱和蒸汽d在通过出汽管8排出时，由位于出汽管8内的汽液分离器9将其中夹带的液态水脱除，根据出汽管8和直流锅炉出口过热蒸汽管线上压力计(Ps和Pr)变化通过调节相应控制阀(Vss和Vr)，确保蒸发器内处在稳定状态并使生成的饱和蒸汽d与锅炉出口的部分过热蒸汽混合，形成几乎不含盐的低过热度蒸汽注入注汽管网。
图5为具体的实施例：对从直流注汽锅炉来的较高过热度蒸汽(a，总量：15t/h，温度：480℃，压力：12MPa)和从汽液分离器来的高含盐水(b，总量：5t/h，温度：330℃，压力：13MPa含盐量：14000ppm)的掺混蒸发除盐为实施例进行详细描述。
调节进汽管4上液位控制阀(Vs，启动时手工调节)，将约10t/h的较高过热度蒸汽a通入蒸发器内，并使其以较高气速在换热导流板3间旋流，形成高速旋流蒸汽气相区G；同时将全部高含盐水b以一定流速喷淋进蒸发器内与较高过热度蒸汽a充分掺混并随其在气相区G内高速旋流。在流动过程中部分高含盐水b与蒸汽a换热蒸发气化扩散进气相区G，同时有盐分析出，析出的盐分和未蒸发高含盐水及其它固液杂物落入蒸发器下部形成高含盐水液相区L。
液相区G与气相区L通过换热导流板3换热使高含盐水b继续蒸发气化而变成近饱和的浓缩盐水(c，含盐量为250000ppm)，根据排水管7线上流量计变化通过双调节控制阀Vw，使高浓度盐水c以0.3t/h的量排出；同时，通过回水管10利用密度差产生的动力将部分蒸发器1内的部分浓缩盐水返回到进水管5中，并与进水b混合然后再次回到蒸发器1内，形成循环回路，使蒸发器1内液体处在循环状态，确保蒸发器1内液体各处性质一致，防止液体盐析结垢，并能调节蒸发量。
同时根据液相区L液面高度变化调节进汽管线4上控制阀Vsi来调控导入蒸汽量，实现蒸汽3与高含盐水b的量合理匹配，确保液相区L高度基本稳定。
气相区G内较高过热度蒸汽a吸收从液相区L蒸发出气态水分变成饱和蒸汽d，饱和蒸汽d在通过出汽管8排出时，由位于出汽管8内的汽液分离器9将其中夹带的液态水脱除，根据注汽干线上和蒸发器出汽管线8上压力计(Pr和Ps)变化通过调节相应控制阀(Vr和Vss)使蒸发器内蒸发***处于稳定状态并使饱和蒸汽d与注汽干线内蒸汽混合形成19.7t/h的压力为12MPa的低过热度蒸汽进入注汽管网。
本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。
Claims (7)
1.一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，包括球体本体，其特征在于，所述球形本体内上半部分设置有隔板，隔板下固定有螺旋换热导流板，隔板上部壳体侧壁上设有进水管；螺旋式换热导流板之间形成螺旋导流道，导流道入口设置有进汽管，螺旋盘绕的导流道顶部隔板上靠近进汽管端沿导流道盘旋方向开有喷水孔；隔板中心开有通孔，通孔上焊接伸出壳体的出汽管，在出汽管位于壳体内部的出汽管内安装内置式汽液分离器，壳体的底部中央设置有向下伸出的排水管，排水管上端位于液相区中上部，在壳体底部同时安装有回水管，回水管与进水管相连。
2.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，螺旋式换热导流板在壳体的水平中开面上下各占有一定高度。
3.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，从壳体的上部向下看，所述通道盘绕方向为逆时针。
4.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，螺旋盘绕的导流道上开设的喷水孔在靠近进汽管处排得密，远离进汽管处排得疏。
5.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，隔板中心开通孔，通孔上焊接伸出壳体的出汽管，在出汽管位于壳体内部的出汽管内安装内置式汽液分离器。
6.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，蒸发器底部安装有排水管，排水管上端位于液相区上部。
7.如权利要求1所述的一种含盐水球形螺旋迷宫蒸发器，其特征在于，蒸发器底部安装有回水管，回水管与进水管相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN105114971A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-02 | 武汉凯比思电力设备有限公司 | 碱回收烟气余热回收***及方法 |
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2014
- 2014-09-28 CN CN201420565609.9U patent/CN204434314U/zh active Active
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