一种伞状换热器预加热装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开采过程中对进入加热炉的液体进行预加热提温的技术领域，具体地说是一种伞状换热器预加热装置。

背景技术：

目前油田的集输站为了有效进行油水分离需要对油井产出的液体进行加热。一般加热温度需要达到70摄氏度左右。

根据国家“宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源”的指导思想，公司集输站根据实际情况，优先采用可再生资源，其次是不可再生资源。清洁能源优先级从高到低排列为污水余热、天然气、电。逐步建立天然气+余热分布式多能互补的清洁能源格局。

公司集输站前期对油井产出的液体进行加热主要应用价格便宜的煤作为燃料，由于燃煤加热炉污染物排放量高，严重影响环境，环保不达标，运行效率低、能源消耗大等原因，目前已经禁止使用。

现在公司主要应用天然气作为加热燃料对油井产出的液体进行加热，存在的主要问题一是冬季天然气价格比较高，由于天气最冷时需要优先保民生用气，供应不连续影响生产的连续性。二是油井自产气受冬季温度较低的影响，部分井气量不足，冬季无法满足集输站加热炉热负荷需求。因此，开展集输站余热利用保证加热的稳定性非常重要。

水源热泵是利用地球表面浅层的水源，如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中；在冬季，则从相对恒定温度的水源中提取能量，利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw以上的热量或者冷量。水源热泵克服了空气源热泵冬季室外换热器结霜的不足，而且运行可靠性和制热效率又高，近年来国内应用广泛。与锅炉和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具有明显的优势。水源热泵要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量；由于水源热泵的热交换温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4。与空气源热泵相比，高40％左右，其运行费用为普通中央空调的50％～60％。因此，近些年来，水源热泵空调系统在国外取得了较快的发展，中国的水源热泵市场也日趋活跃，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

申请号：201520873403.7公开了一种高效石油加热炉，包括输气管、气体流量计、外壳、燃烧腔、电子自动点火器、加热管、喷管、液体流量计、进油管、气压表、喷头、旋转接盘和温度计，所述的外壳内部设有燃烧腔，输气管设置在外壳和燃烧腔的间隙中，输气管出口端与燃烧腔底部相通，输气管出口端设有喷管，进油管也设置在外壳和燃烧腔的间隙中，进油管出口端与燃烧腔顶部相通，进油管出口端设有旋转接盘，加热管设置在燃烧腔内，燃烧腔上设有气压表和温度计。本实用新型充分燃烧，避免燃料浪费，提高加热效率，比例合适，同时避免过多的空气影响加热效果，余热散发出来对空气和石油进行预热，提高工作效率，结构简单，使用方便，耗能少，利于推广。

申请号：201810558843.1属于煤化工深加工技术领域，具体涉及一种适用于加热极易结焦介质的采用辐射筒间接加热炉管的加热炉。加热炉包括介质进口，介质出口，附墙式气体燃烧器，内辐射筒下部耐火砖，内辐射筒上部金属结构，加热盘管，钢结构筒体，内衬，炉管支架，内辐射筒支架。本发明在盘管与燃烧器之间增设复合材料的内辐射筒，改变了盘管的受热原理，从传统的高温气体与固体平面强烈且不均匀的辐射换热变为高温固体平面与固体平面缓和且相对均匀的辐射换热。

申请号：201711195038.9涉及一种应用于石化加热炉的智能相变换热系统，所述系统包括空气预热器、贯通所述空气预热器的用于进烟气的烟道和用于进入预热后冷风的风道，所述系统还包括气液换热器、设于气液换热器上段的空气换热器以及设于气液换热器下段的烟气换热器，所述烟道的尾部连通所述烟气换热器，所述风道的前部连通烟气换热器；所述气液换热器下部连接有进水管，所述进水管通过电动调节阀控制水流量，所述气液换热器的内壁上还设有温度传感器。该系统的空气预热器金属壁温始终保持在酸露点以上，在避免出现低温结露和腐蚀的同时，大幅度回收烟气低温余热。

以上公开文件与本申请技术方案不相同。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种伞状换热器预加热装置，通过伞状换热器提取沉降罐中污水回注液的热量，用做水源热泵的热源，节约部分天然气用量及部分加热炉数量，保证生产的连续运行，达到节能环保的目的，使用效果理想。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种伞状换热器预加热装置，包括外输油罐、一次除油罐、沉降罐，所述外输油罐内部安装换热盘管，所述一次除油罐出口连接沉降罐进口，还包括水源热泵、伞状换热器，所述伞状换热器安装在沉降罐内部，所述水源热泵通过水源侧循环管线与沉降罐内部的伞状换热器连接，水源热泵通过加热循环管线与外输油罐内部的换热盘管连接。

所述水源热泵具有热水源进口、热水源出口、加热出口、加热回口，所述水源侧循环管线包括水源侧循环进管、水源侧循环回管，所述加热循环管线包括加热循环出管、加热循环回管，所述水源侧循环进管始端连接伞状换热器的出口，水源侧循环进管末端连接水源热泵的热水源进口，所述水源侧循环回管始端连接水源热泵的热水源出口，水源侧循环回管末端连接伞状换热器进口，所述加热循环出管始端连接水源热泵的加热出口，加热循环出管末端连接外输油罐内部换热盘管的进口，所述加热循环回管始端连接外输油罐内部换热盘管的出口，加热循环回管末端连接水源热泵的加热回口。

所述水源侧循环进管上安装热源侧循环泵。

所述加热循环回管上安装加热循环泵。

所述沉降罐出口连接污水回注泵。

所述一次除油罐进口连接三相分离器出水口，外输油罐进口连接三项分离器出油口，三项分离器出气口连接水套炉的燃气管道。

所述水套炉具有原油进口、原油出口，水套炉的原油进口连接原油来液管，水套炉的原油出口连接三相分离器进口。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

从沉降罐的顶部人孔中下入伞状换热器，通过伞状换热器提取沉降罐中污水回注液的热量，用做水源热泵的热源，节约部分天然气用量及部分加热炉数量，保证生产的连续运行，达到节能环保的目的，使用效果理想。当集输站正常运行时，热源侧循环泵持续运行，不断从回注水中提取热量利用水源热泵转化为高品位热源为储液罐中的液体进行加热，实现节能减排的目标。本实用新型通过该工艺流程的实施，解决了回注水中热量浪费的现状，节约了能源。同时该套工艺装置简单，不需要对原有流程进行改造，便于实施。通过现场使用，效果非常明显。

附图说明

图1为本实用新型的一种伞状换热器预加热装置结构示意图。

图中标记：沉降罐1、伞状换热器2、水源侧循环管线3、热源侧循环泵4、水源热泵5、加热循环管线6、加热循环泵7、换热盘管8、外输油罐9、一次除油罐10、三项分离器11、天燃气管12、水套炉13、污水回注泵14。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种伞状换热器预加热装置，包括外输油罐9、一次除油罐10、沉降罐1，所述外输油罐内部安装换热盘管8，所述一次除油罐出口连接沉降罐进口，还包括水源热泵5、伞状换热器2，所述伞状换热器安装在沉降罐内部，所述水源热泵通过水源侧循环管线3与沉降罐内部的伞状换热器连接，水源热泵通过加热循环管线6与外输油罐内部的换热盘管连接。

所述水源热泵5具有热水源进口、热水源出口、加热出口、加热回口，所述水源侧循环管线3包括水源侧循环进管、水源侧循环回管，所述加热循环管线6包括加热循环出管、加热循环回管，所述水源侧循环进管始端连接伞状换热器的出口，水源侧循环进管末端连接水源热泵的热水源进口，所述水源侧循环回管始端连接水源热泵的热水源出口，水源侧循环回管末端连接伞状换热器进口，所述加热循环出管始端连接水源热泵的加热出口，加热循环出管末端连接外输油罐内部换热盘管的进口，所述加热循环回管始端连接外输油罐内部换热盘管的出口，加热循环回管末端连接水源热泵的加热回口。

所述水源侧循环进管上安装热源侧循环泵4。

所述加热循环回管上安装加热循环泵7。

所述沉降罐出口连接污水回注泵14。

所述一次除油罐进口连接三相分离器11出水口，外输油罐进口连接三项分离器出油口，三项分离器出气口连接水套炉13的燃气管道，当然水套炉的燃气管道还直接连接天然气管12。

所述水套炉具有原油进口、原油出口，水套炉的原油进口连接原油来液管，水套炉的原油出口连接三相分离器进口。

所述原油来液管就是对单独油井的生产液体进行最后的汇集管线，是单独生产井生产液体管输的终端。所述水套炉是通过燃烧天然气对储液罐的液体进行加热。达到油水分离的要求。所述油水气三项分离器就是对加热后的液体进行分离的设备。所述外输油罐就是存放油水分离器分离出来的原油，可以进行外输销售。所述一次除油罐和沉降罐就是存放分离器分离出来的回注水，可以进行地层回注增加地层压力。

本实用新型中的所有部件本身均为本技术领域内的现有技术常规部件，直接应用连接即可。其中伞状换热器，也就是换热器的吸热片成辐射状，像伞的辐条而得名。均为本领域内的常规技术。

从沉降罐的顶部人孔中下入伞状换热器，通过伞状换热器提取沉降罐中污水回注液的热量，用做水源热泵的热源，节约部分天然气用量及部分加热炉数量，保证生产的连续运行，达到节能环保的目的，使用效果理想。当集输站正常运行时，热源侧循环泵持续运行，不断从回注水中提取热量利用水源热泵转化为高品位热源为储液罐中的液体进行加热，实现节能减排的目标。本实用新型通过该工艺流程的实施，解决了回注水中热量浪费的现状，节约了能源。同时该套工艺装置简单，不需要对原有流程进行改造，便于实施。通过现场使用，效果非常明显。通过该工艺流程的实施，解决了回注水中热量浪费的现状，节约了能源。同时该套工艺装置简单，不需要对原有流程进行改造，便于实施。通过现场使用，效果非常明显。

原油来液管线的原油温度为25-35度，进入水套炉加热后升温至60-65度，再进入三项分离器，其中进入一次除油罐内的水为55-60度，然后再进入沉降罐中，其中进入外输油罐内的油肯定不够外输所需要的70度，其中气进入水套炉燃气管道利用，沉降罐中伞状换热器与水源热泵循环连接，伞状换热器吸收沉降罐中水的热量，水源侧循环进管的换热介质经过伞状换热器后为40度，把热量带入水源热泵，水源热泵直接利用，水源侧循环回管中介质降为35度，通过热源侧循环泵不停循环，让水源热泵充分利用沉降罐中伞状换热器所吸收的热量，水源热泵通过自身的原理工作后，把85度高温介质通过加热循环管线6带入外输油罐中的换热盘管，对外输油罐中的油加热，加热循环回管中的介质变为80度，通过加热循环泵7不停循环，以达到外输油罐中的油或者外输管线中的油70度的目的。从沉降罐的顶部人孔中下入伞状换热器，通过伞状换热器提取沉降罐中污水回注液的热量，用做水源热泵的热源，节约部分天然气用量及部分加热炉数量，保证生产的连续运行，达到节能环保的目的，使用效果理想。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本实用新型公开了一种伞状换热器预加热装置，包括外输油罐、一次除油罐、沉降罐，所述外输油罐内部安装换热盘管，所述一次除油罐出口连接沉降罐进口，还包括水源热泵、伞状换热器，所述伞状换热器安装在沉降罐内部，所述水源热泵通过水源侧循环管线与沉降罐内部的伞状换热器连接，水源热泵通过加热循环管线与外输油罐内部的换热盘管连接。本实用新型通过伞状换热器提取沉降罐中污水回注液的热量，用做水源热泵的热源，节约部分天然气用量及部分加热炉数量，保证生产的连续运行，达到节能环保的目的，使用效果理想。