Передвижной парогенератор Российский патент 2023 года по МПК F22B1/00 F23C1/08 B60H1/22 

Изобретение относится к области отопления, в частности к генерированию пара в паровых котлах, и может быть использовано в нефтегазодобыче для депарафинизации призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования насыщенным паром высокого давления.

Известна передвижная парообразующая установка, содержащая парогенератор с горелочным устройством, пульт запуска и контроля процесса парообразования, вентилятор, топливный и водяной насосы. Установка снабжена агрегатом объемного гидропривода, взаимодействующего, например, с электродвигателем или двигателем автомобиля, и содержит гидромотор, соединенный через упругую муфту с валом вентилятора, топливным и водяным насосами, выполненными в виде силовых гидроцилиндров, поршни которых жестко связаны общим штоком с золотником на входе и выходе рабочей жидкости от агрегата объемного гидропривода и обратными клапанами на входе и выходе перекачиваемой рабочей среды в парогенератор с горелочным устройством, и дополнительно снабжена регуляторами расхода рабочей жидкости, установленными в каждой отдельной линии подачи давления к гидромотору, топливному и водяному насосам. (Патент RU №2184854 С1. Передвижная парообразующая установка. МПК: F01K 15/02. - Опубл. 10.07.2002).

Известна передвижная парообразующая установка для депарафинизации скважин, устьевого оборудования, содержащая шасси автомобиля, агрегат объемного гидропривода, гидропанель с регуляторами расхода жидкости, гидромоторы, соединенные с вентилятором, водяным и топливным насосами, масляный бак с фильтрами, емкости с водой и топливом, паровой котел, блок управления и трубопроводы гидросистемы, при этом трубопроводы гидросистемы от агрегата объемного гидропривода до гидропанели с регуляторами расхода жидкости, трубопроводы слива жидкости от гидромоторов через гидропанель и трубопроводы дренажа от гидромоторов в масляный бак с фильтрами расположены внутри емкости с водой на дне, причем материал и размеры трубопроводов выполнены из расчета оптимальной теплоотдачи. (Патент RU №2295668 С2. Передвижная парообразующая установка. МПК: F22B 1/16. - Опубл. 20.03.2007).

Известна установка паровая передвижная, содержащая на раме автомобиля платформу, на которой установлено закрытое теплоизолированным кузовом оборудование: паровой котел, цистерна, водяной насос, топливный насос для подачи топлива из топливного бака к горелке парового котла, вентилятор для нагрева змеевиков, обвязочные трубопроводы, трансмиссия, контрольно-измерительные приборы, установка снабжена системой выхлопа, согласно полезной модели паровой котел расположен с правой стороны кузова, трансмиссия, соединяющая механизмы установки с двигателем автомобиля, содержит коробку отбора мощности, ведущий вал, ременную передачу, контрвал, отсек управления расположен в кузове за отсеком парового котла, система выхлопа автомобиля производит обогрев технологического оборудования котельного отсека: водоподающего и топливного насосов. (Патент RU №72307 U1. Установка паровая передвижная. МПК: F24H 1/00. - 10.04.2008). Конструкция данной установки принята за прототип.

Недостатком известной установки паровой передвижной является низкий уровень надежности работы парового котла и невозможность использовать в качестве топлива сжиженные углеводородные газы, например, пропан.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности работы парового котла установки путем дополнительного использования сжиженных углеводородных газов, например, жидкого пропана в качестве топлива, подаваемые в топку парового котла как в жидком, так и в газообразном состоянии.

Техническим результатом решения задачи является повышение надежности эксплуатации передвижного парогенератора

Решение технической задачи достигается тем, что в известном передвижном парогенераторе, содержащем платформу на шасси автомобиля, на которой установлены кузов, паровой котел с запальной свечой зажигания топлива, цистерна с водой и баки с дизельным топливом, водяной насос для нагнетания воды из цистерны в паровой котел, топливный насос подачи топлива из баков в жидкотопливную форсунку топки парового котла, вентилятор для наддува воздуха в топку, обвязочные трубопроводы, трансмиссия, соединяющая оба насоса и вентилятор с коробкой отбора мощности, контрольно-измерительные приборы и выхлопную трубу, согласно техническому решению, он дополнительно содержит газгольдер с жидким пропаном, а топка парового котла - газовую горелку, при этом газгольдер выполнен с двумя выпускными штуцерами, один из которых присоединен к верхней части газгольдера для отвода газовой фракции пропана в газовую горелку, а второй штуцер присоединен к его нижней части для отвода жидкой фракции пропана и подключен к трубопроводу подачи жидкого топлива в жидкотопливную форсунку, снабженного обратным клапаном и соединенного трехходовым краном переключения с дизельного топлива на жидкую фракцию пропана и обратно, причем корпус парового котла выполнен с воздушной рубашкой, сообщающейся с топкой и трубопроводом наддува воздуха в топку, а на выходе из теплообменника парового котла перед выхлопной трубой установлен предохранительный клапан.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявленного передвижного парогенератора, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что оно не следует явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемое техническое решение может быть использовано для депарафинизации насыщенным паром высокого давления призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На фиг. 1 представлен общий вид передвижного парогенератора; на фиг. 2 - то же в виде схемы.

Сущность передвижного парогенератора заключается в следующем.

Конструкция передвижного парогенератора содержит платформу 1 на шасси автомобиля, на которой установлен закрытый кузов 2, который со стороны кабины водителя выполнен с дверью 3. Между кабиной водителя и кузовом 2 на платформе 1 установлен газгольдер 4 с жидким пропаном. В кузове 2 размещены вертикальный, цилиндрический, прямоточный паровой котел 5 с выхлопной трубой 6, цистерна 7 с водой и баки 8 с дизельным топливом, вентилятор 9 для наддува воздуха в топку парового котла 5, водяной насос 10 для подачи воды из цистерны 7 в паровой котел 5 и топливный насос 11 с трансмиссией, соединяющей насосы 10, 11 и вентилятор 9 с коробкой отбора мощности от двигателя автомобиля, а также обвязочные трубопроводы и контрольно-измерительные приборы (условно не показаны). За кузовом 3 закреплен комплект магистральных труб 12 для подачи пара в скважину для депарафинизации насыщенным паром высокого давления. (Фиг. 1). Корпус парового котла 5 выполнен с воздушной рубашкой 13, сообщающейся с топкой парового котла 5 и трубопроводом наддува воздуха вентилятором 9 через воздушную рубашку 13 в топку парового котла 5, снабженным датчиком реле 14. В паровом котле 5 расположен теплообменник 15, соединенный снизу с трубопроводом 16 для нагнетания воды насосом 10 из цистерны 7, а сверху теплообменник 15 снабжен выпускным паропроводом 17 с запорно-регулирующей арматурой для подачи пара в скважину и предохранительным клапаном 18. (Фиг. 2). Топка парового котла 5 выполнена с нижним расположением жидкотопливной форсунки 19, соединенной жидкотопливной магистралью 20 с топливным насосом 11 подачи топлива из баков 8 с регулировочным вентилем 21, и газовой горелки 22. Газгольдер 4 с жидким пропаном выполнен с двумя выпускными штуцерами. Штуцер 23 присоединен к верхней части газгольдера 4 для отвода газовой фракции пропана по газовой магистрали, включающей в себя штуцер 24 для заправки газгольдера 4 жидким пропаном, обратный клапан 25, вентили 26 и 27, отсечной клапан 28 и регулируемый дроссель 29, которая присоединена газовая горелка 22. Второй штуцер 30 присоединен к днищу газгольдера 4 для отвода жидкой фракции пропана по трубопроводу, снабженному вентилем 31, расходомером 32 и регулировочным вентилем 33, соединенного трехходовым краном 34 переключения подачи в жидкотопливную форсунку 19 дизельного топлива на жидкую фракцию пропана и обратно по трубопроводу, оснащенному отсечным клапаном 35, с жидкотопливной магистралью 20 подачи жидкого топлива в жидкотопливную форсунку 19, снабженную обратным клапаном 36, фильтром 37 тонкой очистки дизельного топлива и контрольно-измерительным прибором 38. Топливные баки 8 оснащены вентилями 39 и 40 для слива топлива из баков 8 и сообщены между собой трубопроводами, оснащенными вентилями 41 и 42 и соединенными с жидкотопливной магистралью 20 подачи жидкого топлива в жидкотопливную форсунку 19 через фильтр 43 грубой очистки дизельного топлива. На уровне газовой горелки 22 в топку парового котла 5 встроена запальная свеча 44, соединенная с электрической системой зажигания топлива.

Предложенный передвижной парогенератор работает следующим образом.

Вода через заливную горловину заливается в цистерну 7. Затем водяным насосом 10 вода из цистерны 7 по трубопроводу нагнетается в теплообменник 15 парового котла 5 при открытой запорно-регулирующей арматуры выпускного паропровода 17, который перекрывают по мере заполнения теплообменника 15. Затем включают вентилятор 9 и воздух по трубопроводу через воздушную рубашку 13 нагнетается в топку парового котла 5 под контролем датчика реле 14, который контролирует напор наддува воздуха в топку, и выполняется продувка парового котла 5 от остатков топлива с выбросом через выхлопную трубу 6. После этого включают газовую горелку 22, для чего открывают вентили 26 и 27 и газовая фракция пропана из газгольдера 4 через штуцер 23, присоединенный к его верхней части, по газовой магистрали с отсечным клапаном 28 и регулируемым дросселем 29 поступает в газовую горелку 22, при этом обратный клапан 25 исключает истечение газовой фракции пропана наружу через заправочный штуцер 24, включается запальная свеча 44 от электрической системы и газовоздушная смесь от газовой горелки 22 воспламеняется от искры запальной свечи 44 факелом пламени.

При работе на дизельном топливе трехходовой кран 34 устанавливается в положение «Дизельное топливо», открываются вентили 41 и 42, регулировочный вентиль 21 устанавливается в определенное положение, включается топливный насос 11 и дизельное топливо из топливных баков 8 через фильтр 43 грубой очистки топливным насосом 11 по трубопроводам жидкотопливной магистрали 20 через фильтр 37 тонкой очистки дизельного топлива при открытом отсечном клапане 35 подается в жидкотопливную форсунку 19 топки парового котла 5, а контрольно-измерительный прибор 38 фиксирует давление подачи дизельного топлива. Жидкотопливная форсунка 19 распыляет дизельное топливо в потоке воздуха и от факела пламени газовой горелки 22 воспламеняет топливовоздушная смесь.

При переключении топливной системы с линии подачи дизельного топлива на линию подачи жидкой фазы пропана, трехходовой кран 34 устанавливается в положение «Пропан» и жидкая фаза пропана из газгольдера 4 через нижний штуцер 30, открытый вентиль 31, расходомер 32, регулировочный вентиль 33, трехходовой кран 34 и отсечной клапан 35 под давлением подается жидкотопливную форсунку 19. В этом случае газовая горелка 22 не выключается и выполняет функцию воспламенения, обеспечивая взрывобезопасность работы парогенератора.

Вода, проходя по теплообменнику 15, нагревается и превращается в пар, который под собственным давлением подается в скважину или на объект пропарки при помощи комплекта магистральных труб 12. Комплект состоит из труб с быстросъемными соединениями. В транспортном положении трубы укладываются за кузовом 3. При превышении давления пара в теплообменнике 15 и предотвращения разрушения парового котла 5 предусмотрен предохранительный клапан 18, расположенный в верхней части теплообменника 15. При исчезновении факела пламени на газовой горелке 22, автоматически срабатывают отсечные клапаны 28 и 35 и линии подачи дизельного топлива или жидкой фазы пропана перекрываются. Контрольно-измерительные приборы позволяют контролировать основные параметры установки (давление и температуру пара, топлива и воды).

Изобретение может быть использовано в нефтяной и газовододобывающих отраслях для депарафинизации призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования насыщенным паром высокого давления. Передвижной парогенератор содержит платформу на шасси автомобиля, на которой установлены кузов, паровой котел (5) с запальной свечой (44) зажигания топлива, цистерна с водой и баки (8) с дизельным топливом. Имеются водяной насос для нагнетания воды из цистерны в паровой котел (5) и топливный насос (11) подачи топлива из баков (8) в жидкотопливную форсунку (19) топки парового котла. Имеются также вентилятор (9) для наддува воздуха в топку, обвязочные трубопроводы, трансмиссия, соединяющая оба насоса, вентилятор с коробкой отбора мощности, контрольно-измерительные приборы (38) и выхлопная труба (6). Парогенератор дополнительно содержит газгольдер (4) с жидким пропаном. Топка парового котла (5) содержит газовую горелку (22). Газгольдер (4) выполнен с двумя выпускными штуцерами (25) и (30). Штуцер (25) присоединен к верхней части газгольдера (4) для отвода газовой фракции пропана в газовую горелку (22). Второй штуцер (30) присоединен к нижней части газгольдера (4) для отвода жидкой фракции пропана и подключен к трубопроводу подачи жидкого топлива в жидкотопливную форсунку (19). Трубопровод снабжен обратным клапаном (36) и соединен с трехходовым краном (34) переключения с дизельного топлива на жидкую фракцию пропана и обратно. Корпус парового котла (5) выполнен с воздушной рубашкой (13), сообщающейся с топкой и трубопроводом наддува воздуха в топку. На выходе из теплообменника (15) парового котла (5) перед выхлопной трубой (6) установлен предохранительный клапан (18). Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации передвижного парогенератора. 2 ил.

Передвижной парогенератор, содержащий платформу на шасси автомобиля, на которой установлены кузов, паровой котел с запальной свечой зажигания топлива, цистерна с водой и баки с дизельным топливом, водяной насос для нагнетания воды из цистерны в паровой котел, топливный насос подачи топлива из баков в жидкотопливную форсунку топки парового котла, вентилятор для наддува воздуха в топку, обвязочные трубопроводы, трансмиссия, соединяющая оба насоса и вентилятор с коробкой отбора мощности, контрольно-измерительные приборы и выхлопную трубу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит газгольдер с жидким пропаном, а топка парового котла - газовую горелку, при этом газгольдер выполнен с двумя выпускными штуцерами, один из которых присоединен к верхней части газгольдера для отвода газовой фракции пропана в газовую горелку, а второй штуцер присоединен к его нижней части для отвода жидкой фракции пропана и подключен к трубопроводу подачи жидкого топлива в жидкотопливную форсунку, снабженному обратным клапаном и соединенному трехходовым краном переключения с дизельного топлива на жидкую фракцию пропана и обратно, причем корпус парового котла выполнен с воздушной рубашкой, сообщающейся с топкой и трубопроводом наддува воздуха в топку, а на выходе из теплообменника парового котла перед выхлопной трубой установлен предохранительный клапан.