CN101881435B - 一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉的设计与制造领域，特别涉及一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体，适用于石油行业稠油热采领域。它包括烟囱、卧式布置的外护层和膜式壁，所述外护层和膜式壁的截面均为矩形，膜式壁置于外护层中，膜式壁的外侧面和外护层的内侧面所包绕的空间通过隔板分割为多个矩形烟气通道，多个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述多个矩形烟气通道通过串并联方式组合后形成一个或多个烟气回程，上述一个或多个烟气回程串联在所述烟囱和所述膜式壁内的炉膛尾部之间。

Description

一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体

技术领域

本发明涉及锅炉的设计与制造领域，特别涉及一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体，适用于石油行业稠油热采领域。

技术背景

在石油行业稠油热采领域，现有高压直流注汽锅炉本体一般有辐射段、过渡段、对流段组成。发明人认为，现有锅炉本体的受热面各部分结构未能实现优化配置，辐射段直径过大，造成锅炉本体高度过高和宽度过大；对流段在辐射段尾部经过渡段连接独立布置，造成锅炉本体长度过长；过渡段没有布置受热面，仅起到连接烟气通道的作用，亦造成锅炉本体长度过长。综上原因，现有高压直流注汽锅炉受热面布置不紧凑，受热面利用率低下，有效受热面较少，致使其额定蒸发量小，难以满足工程现场实际应用，尤其对于车载式高压直流注汽锅炉，其在外形尺寸上超过国家公路运输规范要求，无法正常地投入使用。因此，高压直流注汽锅炉本体要求蒸发量大、燃烧效率高且运行稳定可靠，对于车载式亦应该满足总体外型尺寸符合国家运输规范。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、蒸发量大的烟气多回程高压直流注汽锅炉本体，适用于石油行业稠油热采领域中的车载式高压直流注汽锅炉。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，它包括烟囱、卧式布置的外护层和膜式壁，所述外护层和膜式壁的截面均为矩形，膜式壁置于外护层中，膜式壁的外侧面和外护层的内侧面所包绕的空间通过隔板分割为多个矩形烟气通道，多个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述多个矩形烟气通道通过串并联方式组合后形成一个或多个烟气回程，上述一个或多个烟气回程串联在所述烟囱和所述膜式壁内的炉膛尾部之间。

本发明的进一步改进和特点在于：

(1)所述膜式壁紧贴外护层的一个侧面水平伸入外护层并与其固定，膜式壁的其它三个外侧面和外护层的其它三个内侧面通过隔板分割成三个矩形烟气通道，三个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述烟囱设置在外护层尾部，所述膜式壁内的炉膛的尾部连通三个矩形烟气通道中的两个或一个矩形烟气通道的后端，烟囱连通其它矩形烟气通道的后端，三个矩形烟气通道的前端相互连通。

(2)连通烟囱的矩形烟气通道的侧面设置有保温层。

(3)所述矩形烟气通道位于炉膛的左侧或右侧时，其中的对流管束竖直错列布置。

(4)所述矩形烟气通道位于炉膛的上侧或下侧时，其中的对流管束水平错列布置。

本发明中，外护层和膜式壁的截面均为矩形，膜式壁置于外护层中，膜式壁的外侧面和外护层的内侧面形成烟气通道，烟气通道内设置有对流管束，膜式壁内的炉膛形成烟气的第一回程。烟气两回程时，则外护层前部设置有烟囱，炉膛的尾部连通矩形烟气通道后端，烟囱连通矩形烟气通道的前端；烟气三回程时，对流段烟气通道根据炉膛位置而分割为三个矩形烟气通道，在外护层后部设置有烟囱，炉膛的尾部连通三个矩形烟气通道中的两个或一个矩形烟气通道的后端，烟囱连通其它矩形烟气通道的后端，三个矩形烟气通道的前端相互连通。烟气两回程，炉膛构成烟气的第一回程，烟气通道整体构成第二回程，烟气通道内布置有对流管束；烟气三回程时，炉膛构成烟气的第一回程，连通炉膛尾部的两个或一个矩形烟气通道构成烟气的第二回程，连通烟囱的矩形烟气通道构成烟气的第三回程，三个矩形烟气通道内分别设置有对流管束。这样将锅炉本体对流段设置有在了炉膛的四周，热能利用效率高，锅炉本体的蒸发量可提高2-3倍，结构紧凑，适用于石油行业稠油热采领域中的车载式高压直流注汽锅炉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明的一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体的截面示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；

图3为图1的B-B剖视示意图；

图4为本发明的另一种烟气多回程高压直流注汽锅炉本体的截面示意图；

图中：1、外护层；2、膜式壁；3、炉膛；4、左侧矩形烟气通道；5、右侧矩形烟气通道；6、下侧矩形烟气通道；7、对流管束；8、下侧矩形烟气通道的保温层；9、上侧矩形烟气通道；10、上侧矩形烟气通道的保温层。

具体实施方式

参照图1，图2、图3，为本发明的一种烟气三回程高压直流注汽锅炉本体，其中，卧式布置的外护层1和膜式壁2的截面均为矩形，膜式壁2紧贴外护层1的上侧面水平伸入外护层1并与外护层1固定，膜式壁2的其它三个外侧面和外护层1的其它三个内侧面通过隔板分割成左侧、右侧、下侧三个矩形烟气通道，三个矩形烟气通道内分别设置有对流管束7，左侧、右侧矩形烟气通道4、5中的对流管束竖直错列布置，下侧矩形烟气通道6中的对流管束水平错列布置，膜式壁2的后腔体为炉膛3，外护层1尾部设置有烟囱(图中未示意)。换言之，矩形烟气通道位于炉膛3的左侧或右侧，其中的对流管束竖直错列布置；矩形烟气通道位于炉膛3的下侧，其中的对流管束水平错列布置。

炉膛3的尾部分别连通左侧、右侧矩形烟气通道4、5的后端，烟囱连通下侧矩形烟气通道6的后端，三个矩形烟气通道的前端相互连通。连通烟囱的下侧矩形烟气通道6的侧面设置有保温层8。这样，炉膛3构成烟气的第一回程，连通炉膛3尾部的左侧、右侧矩形烟气通道4、5构成烟气的第二回程，连通烟囱的下侧矩形烟气通道6构成烟气的第三回程。燃料由方形炉膛3前端进入，在炉膛3中燃烧生成烟气并形成第一回程，烟气经炉膛3尾部左右分流转弯进入左侧、右侧矩形烟气通道4、5的后端形成第二回程，烟气又经左侧、右侧矩形烟气通道4、5的前端转弯混合进入下侧矩形烟气通道6形成第三回程，最后，烟气经过第三回程后从锅炉本体后端烟囱排出。

在第二回程，左侧、右侧矩形烟气通道4、5中的对流管束竖直错列布置，位于在炉膛3两侧，烟气横向冲刷竖直错列管束，管束可采用光管或者翅片管。在第三回程，下侧矩形烟气通道6中的对流管束水平错列布置，烟气横向冲刷水平错列管束。

本实施例中的烟气三回程高压直流注汽锅炉本体，其受热面布置紧凑，在同等的换热量情况下，整体尺寸明显减小，其散热损失亦明显减少。而且，其设计容易模块化，易拆卸，方便安装与维修。可根据实际情况所需，锅炉本体所有受热面均可以从本体中前端或者后端整体抽出。锅炉本体所有受热面均可在锅炉之外焊接，组装，再整体推入锅炉本体之中。高压直流注汽锅炉须长途运输时，可按照模块拆解，到达工程实际地点进行组装，其高效，方便，易于工程操作。

本实施例中的烟气三回程高压直流注汽锅炉本体只须在整体外侧以及下侧矩形烟气通道6四周铺设保温材料，炉膛3受热面外部直接和第二回程烟气接触，不存在烟气散热损失，不用铺设保温材料，一方面减轻了锅炉本体的受热面的承重，另一方面烟气对炉膛辐射管束的冲刷增强了换热，此外，锅炉本体受热面的宽度也可缩减。

本实施例中的烟气三回程高压直流注汽锅炉本体，其受热面辐射段采用膜式壁2，左侧、右侧矩形烟气通道4、5中都采用横向冲刷错列管束(光管)，下侧矩形烟气通道6中的对流管束均为翅片管，换热效率高。这样，炉膛3出口处烟气冲刷光管，待烟温下降不至于烧坏管束时采用翅片管增强换热，从而受热面管材利用效率高，节省管材耗量。

参照图4，可设计为一种烟气三回程高压直流注汽锅炉本体，与上述图1所示实施例的区别在于，膜式壁2紧贴外护层的下侧面水平伸入外护层1并与外护层1固定，炉膛3构成烟气的第一回程，连通炉膛3尾部的左侧、右侧矩形烟气通道4、5构成烟气的第二回程，连通烟囱的上侧矩形烟气通道9构成烟气的第三回程。

同样参照图4，可设计为一种烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，与上述实施例的区别在于，本实施例为两回程，膜式壁2紧贴外护层的下侧面水平伸入外护层1并与外护层1固定，炉膛3构成烟气的第一回程，左侧、右侧、上侧矩形烟气通道4、5、9并联(也可以拆除三个烟气通道间的隔板)构成烟气的第二回程。烟囱设置在外护层前端，烟气的第二回程连接在炉膛3尾部和烟囱之间。

综上所述，所述外护层和膜式壁的截面均为矩形，膜式壁置于外护层中，膜式壁的外侧面和外护层的内侧面所包绕的空间通过隔板分割为多个矩形烟气通道，多个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述多个矩形烟气通道通过串并联方式组合后形成一个或多个烟气回程，上述一个或多个烟气回程串联在所述烟囱和所述膜式壁内的炉膛尾部之间。符合上述描述的技术方案均能达到发明目的，解决现有技术缺陷。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (5)

1.一种烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，包括烟囱、卧式布置的外护层和膜式壁，所述外护层和膜式壁的截面均为矩形，膜式壁置于外护层中，膜式壁的外侧面和外护层的内侧面所包绕的空间通过隔板分割为多个矩形烟气通道，多个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述多个矩形烟气通道通过并联方式组合后形成一个烟气回程，上述一个烟气回程串联在所述烟囱和所述膜式壁内的炉膛尾部之间。

2.根据权利要求1所述的烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，所述膜式壁紧贴外护层的一个侧面水平伸入外护层并与其固定，膜式壁的其它三个外侧面和外护层的其它三个内侧面通过隔板分割成三个矩形烟气通道，三个矩形烟气通道内分别设置有对流管束；所述烟囱设置在外护层前端，所述膜式壁内的炉膛的尾部连通三个矩形烟气通道的后端，烟囱连通矩形烟气通道的前端。

3.根据权利要求1或2所述的烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，连通烟囱的矩形烟气通道的侧面设置有保温层。

4.根据权利要求1或2所述的烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，所述矩形烟气通道位于炉膛的左侧或右侧时，其中的对流管束竖直错列布置。

5.根据权利要求1或2所述的烟气二回程高压直流注汽锅炉本体，其特征在于，所述矩形烟气通道位于炉膛的上侧或下侧时，其中的对流管束水平错列布置。

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