[发明专利]替代油气集输生产工艺接转站供能的新型热电联供系统

说明书

技术领域

本发明属于一种利用锅炉、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

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。 

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、燃烧器、炉膛、送引风系统，尾部烟道等组成。 

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。 

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至接转站外(出水)满足站外各系统的加热和伴热。 

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60～65％之间，夏季较高，冬季较低。能量利用率相对较低，火用效率在10～15％之间。 

发明内容

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。 

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。 

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产系统，它包括锅炉、背压式汽轮机发电装置、换热装置和泵。 

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

下面结合附图对本发明进一步说明。 

图1是本发明的整体流程图。 

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。 

图3接转站站内工艺流程图。 

具体实施方案

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)。 

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，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。