一種基于單螺桿膨脹機回收油田柴油機廢氣余熱的發電-供熱聯合系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于單螺桿膨脹機回收油田柴油機廢氣余熱的發電-供熱聯合系統，屬于余熱余壓能源利用領域。
【背景技術】
[0002]野外鉆井工程一般遠離電源，因此常使用大功率柴油機作為動力源。由于柴油機功率較大，柴油機的排氣、冷卻水等余熱量都比較大。當柴油機的出力大于80 %時，有90 %以上的柴油機排煙管溫度大于350°C，煙氣帶走的熱量占總熱量的40%以上，而目前柴油機的余熱基本上沒有被利用。同時當天氣寒冷時，鉆井工程現場一般還需要配備供熱鍋爐來對整個現場來供熱，能源消耗量很大。
[0003]—方面大量的余熱資源沒有得到合理利用，另一方面消耗大量化石能源來做低級利用。因此，針對油田鉆井使用的柴油機余熱提出一種新的回收利用方式，非寒冷季節，通過單螺桿膨脹機對柴油機廢氣余熱回收進行發電，用于井場照明或其他用途，從而減少鉆井平臺自用電。寒冷季節可以利用少部分煙氣余熱對井場移動板房進行供熱、井場及鉆具清洗，剩余煙氣余熱資源被回收用來發電。如果能充分回收利用這些余熱，對于提高能源利用率、增加經濟效益和保護環境都具有重大的意義。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是設計一個可靠的利用單螺桿膨脹機回收油田柴油機煙氣余熱的發電-供熱聯合系統。其系統圖見附圖1，該系統最主要的特點就是提供一種利用油田柴油機煙氣余熱實施發電與供熱，從而實現對柴油機廢氣余熱的回收利用。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是一種利用單螺桿膨脹機回收油田柴油機煙氣余熱的發電-供熱聯合系統，分為發電循環系統、循環冷卻水循環系統、熱用戶循環系統，主要包括單螺桿膨脹機(1)、發電機(2)、冷凝器(3)、給水栗(4)、蒸發器(5)、供熱給水栗
[6]、冷卻塔(7)、循環冷卻水栗⑶以及附屬管道及閥門；
[0006]油田柴油機廢氣管排放道經煙氣管道通過煙氣進口(9)與蒸發器(5)連通；
[0007]給水栗(4)依次通過管路與蒸發器(5)、單螺桿膨脹機(1)、冷凝器(3)，冷凝器
(3)最終與水栗(4)連接，形成發電循環系統，單螺桿膨脹機(1)主軸與發電機轉子連接從而可帶動發電機⑵發電；
[0008]冷凝器(3)與冷卻塔(7)和循環冷卻水栗(8)連通形成循環冷卻水循環系統，使得冷凝器(3)的循環冷卻水通過循環冷卻水栗(8)栗入冷凝器(3)將低溫低壓汽水混合物冷卻成低壓低溫水，循環冷卻水溫度升高后通過冷卻塔(7)溫度降低，然后通過循環冷卻水栗(8)栗入冷凝器完成循環冷卻水循環；
[0009]蒸發器(5)通過管路與供熱給水栗(6)、熱用戶(11)連通并形成循環，構成熱用戶循環系統。
[0010]蒸發器(5)是雙通道，在熱用戶循環系統和發電循環系統中蒸發器(5)分別走不同的通道。
[0011]熱用戶(11)可以是供熱系統也可以是油田工藝用熱系統。
[0012]單螺桿膨脹機與發電機不同轉速時在單螺桿膨脹機與發電機之間使用減速機，兩者同轉速時不使用減速機。
[0013]蒸發器(5)的煙氣進口(9)之前設置有閥門。
[0014]冷凝器(3)的冷卻方式可以將水冷替換為空冷。
[0015]單螺桿膨脹機(1)的進出口均設置閥門。
[0016]熱用戶循環系統在蒸發器(5)的進出口均設置閥門。
[0017]循環冷卻水循環系統在冷凝器(3)的進出口均設置閥門。
[0018]本實用新型使用上述一種利用單螺桿膨脹機回收油田柴油機煙氣余熱的發電-供熱聯合系統進行發電-供熱的方法，其特征在于，
[0019]在非供暖季節，油田柴油機廢氣經煙氣管道由蒸發器(5)的煙氣進口(9)進入蒸發器，被給水栗(4)栗入的給水冷卻后通過蒸發器(5)煙氣出口(10)排出；通過給水栗(4)栗入蒸發器(5)的水吸收油田柴油機廢氣余熱后轉化成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽進入單螺桿膨脹機(1)并帶動發電機(2)發電；高溫高壓蒸汽通過單螺桿膨脹機(1)膨脹后轉化為低溫低壓汽水混合物，然后進入冷凝器(3)被循環冷卻水冷卻成低壓低溫水，再通過給水栗(4)栗入蒸發器(5)完成循環；循環冷卻水通過循環冷卻水栗(8)栗入冷凝器(3)將低溫低壓汽水混合物冷卻成低壓低溫水，循環冷卻水溫度升高后通過冷卻塔(7)溫度降低，然后通過循環冷卻水栗(8)栗入冷凝器完成循環冷卻水循環。
[0020]在供暖季節，油田柴油機廢氣余熱被發電系統和供熱系統中的給水綜合利用，油田柴油機廢氣經煙氣管道由蒸發器(5)的煙氣進口進入(9)蒸發器，被水栗⑷和供熱系統中供熱給水栗(6)栗入的給水冷卻后通過蒸發器(5)煙氣出口(10)排出；通過給水栗
(4)栗入蒸發器(5)的水吸收油田柴油機廢氣余熱后轉化成高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽進入單螺桿膨脹機(1)并帶動發電機(2)發電；高溫高壓蒸汽通過單螺桿膨脹機(1)膨脹后轉化為低溫低壓汽水混合物，然后進入冷凝器(3)被循環冷卻水冷卻成低壓低溫水，再通過給水栗(4)栗入蒸發器(5)完成循環；熱用戶的低溫水通過供熱給水栗(6)進入蒸發器(5)吸收柴油機廢氣余熱，達到熱用戶所需要的供熱參數，通過供熱管道提供給熱用戶。熱用戶利用蒸汽熱量后轉化為低溫水，通過供熱給水栗(6)再次進入蒸發器(5)完成循環。
[0021]本實用新型設計的余熱發電系統中動力機為單螺桿膨脹機；發電機是同步發電機或異步發電機；蒸發器為雙通道；冷凝器的冷卻系統是水冷系統或空冷系統。
[0022]原有柴油機廢氣煙道作為旁路系統，當余熱發電系統發生故障時，快速打開原有柴油機煙氣管道系統，隨后關閉余熱發電系統。
[0023]本實用新型的效益是:利用油田柴油機廢氣余熱進行發電與供熱。
【附圖說明】
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