[实用新型]一种涡轮发动机的废热回收保温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻采设备领域，特别涉及一种涡轮发动机的废热回收保温系统。

背景技术

随着石油开采区域的扩大，大量的石油钻采设备投入到极寒环境下（零下40摄氏度），需要一种可靠、经济的保温系统维持设备的正常工作。目前，石油开采过程中的保温工作主要采用两种方法。一是在一般环境下，配有柴油发动机的设备，可通过管路进行热循环来维持其自身的保温，但无法实现设备外配套区域的保温需要。且由于其产生的热值低、管线复杂，仅可供一般低温（零下20摄氏度）的保温需要，在极寒环境下难以工作、可靠性低。二是增加独立的蒸汽锅炉车或蒸汽发生撬，消耗大量额外的燃油，对其他设备进行加热保温，经济性低、热量利用率低，且加大现场施工的困难和危险性。

大功率固井压裂设备配置涡轮发动机作为动力源，较常规设备的柴油发动机功率和能效都要高数倍，在驱动固井压裂泵作业时，也产生大量高能量的废热。涡轮发动机废热主要由其产生的高温废气直接排入大气带走，其热值可持续稳定在高温550摄氏度，质量流量每秒12公斤以上。回收大功率固井压裂设备的涡轮发动机废热，将足够满足极寒环境下设备及其配套区域保温所需的热量要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种涡轮发动机的废热回收保温系统，该保温系统可在极寒环境下，有效回收大功率固井压裂设备的涡轮发动机废热，实现设备及其他区域的保温，保温工作高效经济、安全可靠。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的方案是：一种涡轮发动机的废热回收保温系统，包括驱动固井压裂泵的涡轮发动机，所述涡轮发动机的尾气端与具有消声器的排气管之间设置废热蒸汽锅炉，该废热蒸汽锅炉的进水端连通储水柜，废热蒸汽锅炉的热输出端连通储气罐后再与热交换器连通。

而且，所述涡轮发动机与排气管之间设置与废热蒸汽锅炉并连的旁通管路，该旁通管路具有控制阀。

而且，所述废热蒸汽锅炉与所述储水柜之间设置补水泵。

本实用新型还提供一种回收涡轮发动机废热来对石油钻采设备进行加热保温方法，包括如下步骤。

步骤一，将涡轮发动机为固井压裂泵作业提供动力时产生的高温废气通向蒸汽锅炉。

步骤二，将水源通入蒸汽锅炉，水受热后气化形成高温蒸汽；高温废气经热交换后冷却，通过具有消声器的排气管排放。

步骤三，将高温蒸汽通入储气罐缓冲稳压后，输送到热交换器，由热交换器对整个设备及配套区域进行加热保温。

而且，所述水源为储水柜内的水。

本实用新型的有益效果是，利用涡轮发动机工作时产生的高温废气，为废热蒸汽锅炉提供能量以制备大量高温蒸汽，提供极寒环境下设备保温所需的热量，可用于设备及配套区域的保温供热，也可用于现场需要蒸汽的其他作业需要；本方案结构简单合理，可整合到大功率固井压裂设备中，有利于设备的轻量化，无需新增热源，废热能量利用率高，提高现场施工的安全可靠性、经济性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中，1.涡轮发动机，2.固井压裂泵，3.废热蒸汽锅炉，4.控制阀，5. 具有消音器的排气管，6.储气罐，7.热交换器，8.补水泵，9.储水柜。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

本实施例提供一种涡轮发动机的废热回收保温系统，如图1所示，包括驱动固井压裂泵2的涡轮发动机1，涡轮发动机1的废气出口与废热蒸汽锅炉3的烟气入口连接，废热蒸汽锅炉3的烟气出口后串联消音器和排气管5，形成蒸汽制备的能量输入排出通路。涡轮发动机1的废气出口与控制阀4的入口连接，控制阀4的出口连接消音器和排气管5，形成废热回收系统停止运行时的旁通回路。

废热蒸汽锅炉3的蒸汽出口与储气罐6的入口连接，储气罐6的出口连接热交换器7的入口，形成加热保温系统的热源供给通路。储气罐6留有出气口，供应现场需要蒸汽的其他作业。废热蒸汽锅炉3的水入口与储水柜9的出水口连接，形成蒸汽制备的供水通路，通过供水通路的调节可以控制系统的蒸汽制备量。在废热蒸汽锅炉3与储水柜9连接形成的供水通路上设置补水泵8，可保证蒸汽制备的持续性、稳定性。

本实用新型还提供一种回收涡轮发动机废热来对石油钻采设备进行加热保温方法，包括如下步骤。

步骤一，将涡轮发动机为固井压裂泵作业提供动力时产生的高温废气通向蒸汽锅炉。

步骤二，将水源通入蒸汽锅炉，水受热后气化形成高温蒸汽；高温废气经热交换后冷却，通过具有消声器的排气管排放。