用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统的制作方法

1.本实用新型涉及油田用高压注汽锅炉结垢清洗技术领域，是一种用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统。

背景技术：

2.稠油也称重油即高粘度重质原油，在油层中的粘度高，流动阻力大甚至不能流动，常规的技术难以经济有效的开发稠油油田；注蒸汽开采稠油工艺可以大幅度增加稠油的产量，高压注汽锅炉产生高压高温蒸汽强制送入地层，降低原油粘度增加原油流动性，提高采收率。新疆油田作业区稠油主要开发方式为注蒸汽热采，建设有高压注汽锅炉多台。
3.高压注汽锅炉在运行过程中，锅炉炉管中结垢导致运行压差高，影响注汽锅炉正常运行，锅炉压差升高，易造成锅炉本体管束堵塞、爆管，同时影响锅炉吸热量，造成燃料消耗升高。目前采用的常规清洗方法必须要停炉，一种是割管后利用药剂作为循环清洗液，在锅炉各段打循环进行清洗；一种是割管后利用泵车推动清洗球清洗管线。随着垢样发生变化，常规清洗作业出现锅炉运行压差降低效果不明显及清洗后持续效果时间短等问题，此外频繁割焊炉管存在一定安全风险。
4.本技术针对油田作业区锅炉及工业设备结垢速率快、除垢难度大，传统清洗技术停运施工周期长，无法保证油田生产的持续运行，为解决生产稳定持续运行之间的突出矛盾，提出不停运设备在线清洗解决方案。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种结构简单，经济实用，利用现有高压注汽锅炉内部的连接结构特点，不需要停炉，利用前端加药罐进行注水给药，药剂随着注水蒸汽流向，使得高压注汽锅炉各个分部件炉管内所结的垢得到溶解，从而使锅炉总压差及锅炉各段压差降低到合格标准，能够有效提高锅炉工作效率、保证锅炉正常运行的用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统。
6.本实用新型公开了一种用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统，主要包括加药罐、离心泵、注汽锅炉系统装置，所述注汽锅炉系统装置主要包含柱塞泵、给水预热器、对流段、过热段、辐射段、取样分离器、汽水分离器、注汽井筒；
7.所述加药罐通过加药管路经离心泵，与柱塞泵相连通，又经管路与给水预热器、对流段、过热段、辐射段管路相连通；所述给水预热器、对流段、过热段、辐射段之间的管路连接，依照原有高压注汽锅炉的连接关系连接，可以不做另外的改变。
8.所述辐射段出口通过管路，经取样分离器与汽水分离装置相连通，所述过热段出口通过管路，经喷水减温器与注汽井筒相连通。
9.所述汽水分离器的干蒸汽出口通过管路，与过热段相连通，所述汽水分离器的饱和水出口，通过管路经喷水减温器与注汽井筒相连通。
10.作为优选，所述的加药罐为两个，以并联方式与加药管路连接。
11.目前高压注汽锅炉在运行过程中在锅炉炉管中结垢导致运行压差高，影响注汽锅炉正常运行，尤其锅炉辐射段压差最高，易造成锅炉本体管束堵塞、爆管。目前采用的常规清洗方法必须要停炉，割管后利用酸作为循环清洗液，在锅炉各段打循环进行清洗；常规清洗压差降低效果不明显，常规清洗后1个月左右压差升高（4mpa升至8mpa左右）。
12.常规清洗时需要停炉打循环清洗，存在很多问题：
13.（1）清洗一次需要停炉3
‑
5天，影响正常注汽生产；
14.（2）酸洗时易造成锅炉炉管腐蚀；
15.（3）循环清洗需要割炉管焊接，增加安全风险；
16.（4）施工周期长，增加管理难度。
17.本实用新型工作原理：
18.在前端加药罐中放入自行研发的除垢清洗剂，从柱塞泵进口处加入到所述注汽锅炉系统装置中，除垢清洗剂经过预热器、对流段、辐射段后对各段中的炉管进行清洗，水在辐射段经加热汽化后达到80%的蒸汽干度，然后进入到球形汽水分离装置进行汽水分离，分离出的干蒸汽从干蒸出口排出，再进入到过热段加热，少量除垢清洗剂会随着干蒸汽进入到过热段，对过热段进行清洗除垢，温度达到470℃左右进入喷水减温器，与在汽水分离器底部分离出的饱和水再混合，混合后的温度降到约370～390℃，除垢清洗剂在汽水分离器底部聚集混掺，会随着喷水减温器携带一部分，饱和水中高浓度的除垢清洗剂部分混掺到干蒸汽中，最后利用注汽井筒将过热蒸汽注入井下。随着过热蒸汽注入到注汽井筒后，混掺的部分除垢清洗剂会对注汽井筒的进行除垢清洗，可以将注汽井筒上的软垢进行清洗，提高注汽效率。
19.与现有技术相比，本实用新型的优点：
20.高压注汽锅炉在线清洗后，锅炉总压差明显降低且锅炉各段压差值恢复至正常压差，在线清洗除垢后锅炉总压差值≤4mpa，锅炉各段压差值≤2.5mpa，（锅炉在线清洗除垢前后锅炉压差值对比，对比数据中水量和干度保持一致），通过在线清洗除垢技术对锅炉清洗后有效减少炉管内结垢，除垢效果明显、彻底，提高锅炉热效率、从而降低锅炉能耗，节约天然气使用量，也可以减少因常规清洗施工周期长造成的锅炉停运时间。
21.高压注汽锅炉在线清洗系统技术现场运行，解决了锅炉炉管内因结垢导致锅炉压差过高影响注汽生产的问题，减轻工人劳动强度同时降低了锅炉非计划停炉时率，确保蒸汽干度测量的准确性，降低了设备运行安全风险，从而保证注汽质量效果；增加锅炉产汽量，增加油井产量，具有明显经济效益。
22.本实用新型结构简单，经济实用，利用现有高压注汽锅炉内部的连接结构特点，不需要停炉，利用前端加药罐进行注水给药，药剂随着注水蒸汽流向，使得高压注汽锅炉各个分部件炉管内结垢得到溶解，从而使锅炉总压差及锅炉各段压差降低到合格标准，能够有效保证锅炉提高工作效率、正常运行。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例的系统流程结构示意图。
24.图中所示：1为加药罐ⅰ，2为加药罐ⅱ，3为加药管路，4为离心泵，5为锅炉供水入口，6为柱塞泵，7为给水预热器，8为对流段，9为过热段，10为辐射段，11为汽水分离器，12为
干蒸汽出口，13为饱和水出口，14为排污扩容罐，15为注汽井筒，16为喷水减温器，17为取样分离器，18为冷却水入口，19为油加热器，20为电加热器，21为回油管路，22为空压机，23为天然气入口，24为燃烧器。
具体实施方式
25.实施例1：
26.参照附图，为本实用新型实施例的结构示意图，一种用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统，主要包括加药罐、离心泵4、注汽锅炉系统装置，所述注汽锅炉系统装置主要包含柱塞泵6、给水预热器7、对流段8、过热段9、辐射段10、取样分离器、汽水分离器、注汽井筒；
27.所述加药罐通过加药管路3经离心泵4，与柱塞泵6相连通，又经管路与给水预热器7、对流段8、过热段9、辐射段10管路相连通；所述给水预热器、对流段、过热段、辐射段之间的管路连接，依照原有高压注汽锅炉的连接关系连接，没有做另外的改变。
28.所述辐射段10出口通过管路，经取样分离器17与汽水分离装置11相连通，所述过热段9出口通过管路，经喷水减温器16与注汽井筒15相连通；
29.所述汽水分离器11的干蒸汽出口12通过管路，与过热段9相连通，所述汽水分离器11的饱和水出口13，通过管路经喷水减温器16与注汽井筒15相连通。
30.所述的加药罐为两个，即加药罐ⅰ1、加药罐ⅱ2，以并联方式与加药管路3连接。
31.本实施例中，清洗前锅炉总压差6.27mpa，其中辐射段压差3.43mpa。锅炉运行正常，但由于路管内结垢造成压差过高，能耗增加，安全风险增大，因此锅炉急需进行不停炉清洗除垢。
32.现场装置设备配备如下：
33.（1）加药罐2个，有效容积：1m3×
2；
34.（2）立式离心加药泵1台：扬程160m，流量4m3/h，电机功率4kw；
35.（3）药剂配制水源1处，380v电源接线1处，连接管线阀门若干。
36.锅炉在线清洗安全操作规程：
37.（1）、清洗前，现场负责人对所需清洗的设备进行全面详细检查，并了解设备、材质以便确定清洗方式和制定安全措施，检查水、电是否具备清洗条件；
38.（2）、清洗前必须设计清洗系统，计算化学清洗剂的用量，并做好清洗设备、材料，安全用品和其他物品的准备；
39.（3）、清洗过程中，技术负责人、质检员应做到资料齐全，清洗记录完整、数据准确，在清洗过程中严禁烟火；
40.（4）、严格按锅炉化学清洗规则，认真执行清洗方案，不得随意改动方案；
41.（5）、清洗流程：加药罐
→
清洗管线
→
加药泵
→
锅炉柱塞泵前端进水管线；
42.（6）、清洗系统的要求：a)药剂罐应有足够的体积，加药泵应耐腐蚀。 b)清洗液出口处装滤网，滤网的孔径应小5mm，有效流通截面应大于入口截面的三倍。c) 清洗系统内阀门应灵活、严密、耐腐蚀。d)清洗装置系统连接完，应用0.8
‑
1.6mpa的清水试漏，合格后方可进液，进行化学清洗作业。
43.现场在线清洗锅炉，清洗前锅炉总压差6.27mpa，辐射段压差3.43mpa。通过加药进
行不停炉清洗除垢，锅炉总压差降为2.89mpa，辐射段压差降为1.19mpa，清洗效果明显。以单台高压注汽锅炉为例：高压注汽锅炉每常规清洗一次需要停炉3
‑
5d,按常规清洗一次至少停炉3d，油汽比0.08计算：高压注汽锅炉常规清洗一次减产油量23m
³
/h*0.9*72h*0.08=119.2t,减少23.8万元效益。单台锅炉清洗成本费用10万元。单台锅炉效益：23.8万元
‑
10万元=13.8万元。本实用新型安装工艺便捷，不需要停运锅炉及工业设备，技术指标满足油田生产现场需求，现场适应性高。

技术特征：

1.一种用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统，其特征在于主要包括加药罐、离心泵、注汽锅炉系统装置，所述注汽锅炉系统装置主要包含柱塞泵、给水预热器、对流段、过热段、辐射段、取样分离器、汽水分离器、注汽井筒；所述加药罐通过加药管路经离心泵，与柱塞泵相连通，又经管路与给水预热器、对流段、过热段、辐射段管路相连通；所述辐射段出口通过管路，经取样分离器与汽水分离装置相连通，所述过热段出口通过管路，经喷水减温器与注汽井筒相连通；所述汽水分离器的干蒸汽出口通过管路，与过热段相连通，所述汽水分离器的饱和水出口，通过管路经喷水减温器与注汽井筒相连通。2.如权利要求1所述的用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统，其特征在于所述的加药罐为两个，以并联方式与加药管路连接。

技术总结

本实用新型涉及油田用高压注汽锅炉结垢清洗技术，一种用于油田高压注汽锅炉的在线清洗系统，包括加药罐、离心泵、注汽锅炉系统装置，加药罐通过加药管路经离心泵，与柱塞泵相连通，又经管路与给水预热器、对流段、过热段、辐射段管路相连通；辐射段出口通过管路，经取样分离器与汽水分离装置相连通，过热段出口通过管路，经喷水减温器与注汽井筒相连通；汽水分离器的干蒸汽出口通过管路，与过热段相连通，汽水分离器的饱和水出口，通过管路经喷水减温器与注汽井筒相连通。本实用新型结构简单，经济实用，不需要停炉，利用前端加药罐进行注水给药，药剂随着注水蒸汽流向，使高压注汽锅炉各个分部件炉管内结垢得到溶解，提高锅炉工作效率。工作效率。工作效率。