CN102410523B - 一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉 - Google Patents

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本发明涉及油田注气锅炉，具体是一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉。本发明解决了现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题。一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉包括卧式炉膛、以及立式对流烟道；卧式炉膛的前墙上安装有煤粉燃烧器，且煤粉燃烧器的输出口与卧式炉膛的输入口连通；卧式炉膛后部与立式对流烟道底部连通；立式对流烟道内自下而上依次安装有高温省煤器、低温省煤器、空气预热器、排烟口；卧式炉膛的截面为方形；卧式炉膛的顶面和两侧面布置有由若干排倒U形管组成的膜式水冷壁。本发明解决了现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题，适用于油田原油热采工艺过程。

Description

一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉
技术领域
本发明涉及油田注气锅炉，具体是一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉。
背景技术
油田热采是指对地下难以开采的黏稠原油进行加热后进行开采。在油田热采过程中用于向地下油层中注入蒸汽加热原油的蒸汽发生设备称为热采锅炉，也叫油田注气锅炉。油田注气锅炉是一种高参数小容量直流蒸汽锅炉，其工作压力高达18Mpa，但容量一般不大。早期的油田注气锅炉燃料一般使用油、气或油田的石油副产品，如废油废气等，而后随着石油价格不断攀升，即使是油田，也希望采用廉价的煤燃料来代替昂贵的燃油，以降低稠油开采成本，于是就有了燃煤油田注气锅炉。现有的燃煤油田注气锅炉一般是以原煤为燃料的层燃锅炉（链条炉排锅炉），直接燃烧原煤的缺点主要有两条：一是效率低，能源利用不充分（一般公认链条炉排锅炉的平均运行效率只有65%左右）；二是锅炉大气污染物排放量较大，不利于环境保护。煤粉燃烧是公认的煤的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率通常可达95％～99％以上，是其它燃烧方式所难以达到的。煤粉燃烧技术也是一项成熟的燃烧技术，在大型电站锅炉上应用相当普遍，并有长期的历史，只是由于经济发展和科学技术的局限，受到成本高、无法控制大气污染物初始排放浓度而造成污染物排放严重等方面的制约，使得这项清洁燃烧技术在小容量锅炉上长期未得到良好的应用。随着节能环保成为基本国策并日益深入人心，煤粉燃烧这项节能高效清洁燃烧技术在小容量锅炉上的研发和应用近年来得到重视。油田注气锅炉属于高参数、小容量的特种锅炉，在油田注气锅炉上应用煤粉燃烧技术，可实现低能耗、低排放。基于此，有必要发明一种以煤粉为燃料的油田注气锅炉，以解决现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题。
发明内容
本发明为了解决现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题，提供了一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉，包括卧式炉膛、以及立式对流烟道；卧式炉膛的前墙上安装有煤粉燃烧器，且煤粉燃烧器的输出口与卧式炉膛的输入口连通；卧式炉膛后部与立式对流烟道底部连通；立式对流烟道内自下而上依次安装有高温省煤器、低温省煤器、空气预热器、排烟口；卧式炉膛底部自前向后依次安装有第一落灰坑、第二落灰坑、第三落灰坑，且第三落灰坑与立式对流烟道底部连通；卧式炉膛的截面为方形；卧式炉膛的顶面和两侧面布置有由若干排倒U形管组成的膜式水冷壁，相邻两排倒U形管的管壁之间密封连接有鳍片；卧式炉膛的底部布置有由若干排水平倾斜光管组成的底部水冷壁；每排水平倾斜光管两端均分别与相邻两排倒U形管对接，相邻两排水平倾斜光管的管壁之间留有间隙。
具体工作过程如下：煤粉在煤粉燃烧器内点燃后，燃烧产生的火焰在卧式炉膛内由前向后传播，与膜式水冷壁和底部水冷壁进行换热后，由炉膛后部转弯向上进入立式对流烟道，依次冲刷高温省煤器、低温省煤器、空气预热器，最后由排烟口排出。煤粉燃烧产生的灰渣落在卧式炉膛底部和立式对流烟道底部，通过水平倾斜光管之间的间隙落入第一落灰坑、第二落灰坑、第三落灰坑完成收集。膜式水冷壁有效地保证了卧式炉膛的密封性，杜绝了卧式炉膛漏风，有利于降低炉膛过量空气指数，减少了排烟热损失。基于上述过程，与现有燃煤油田注气锅炉相比，本发明所述的一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉实现了低能耗、低排放，由此解决了现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题。
本发明基于全新结构，实现了煤的清洁燃烧，在亚临界压力下生产饱和蒸汽，解决了现有燃煤油田注气锅炉效率低、以及大气污染物排放量大的问题，适用于油田原油热采工艺过程。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的膜式水冷壁和底部水冷壁的结构示意图。
图3是本发明的膜式水冷壁和底部水冷壁的截面的结构示意图。
图中：1-卧式炉膛，2-立式对流烟道，3-煤粉燃烧器，4-高温省煤器，5-低温省煤器，6-空气预热器，7-排烟口，8-第一落灰坑，9-第二落灰坑，10-第三落灰坑，11-倒U形管，12-鳍片，13-水平倾斜光管。
具体实施方式
一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉，包括卧式炉膛1、以及立式对流烟道2；卧式炉膛1的前墙上安装有煤粉燃烧器3，且煤粉燃烧器3的输出口与卧式炉膛1的输入口连通；卧式炉膛1后部与立式对流烟道2底部连通；立式对流烟道2内自下而上依次安装有高温省煤器4、低温省煤器5、空气预热器6、排烟口7；卧式炉膛1底部自前向后依次安装有第一落灰坑8、第二落灰坑9、第三落灰坑10，且第三落灰坑10与立式对流烟道2底部连通；卧式炉膛1的截面为方形；卧式炉膛1的顶面和两侧面布置有由若干排倒U形管11组成的膜式水冷壁，相邻两排倒U形管11的管壁之间密封连接有鳍片12；卧式炉膛1的底部布置有由若干排水平倾斜光管13组成的底部水冷壁；每排水平倾斜光管13两端均分别与相邻两排倒U形管11对接，相邻两排水平倾斜光管13的管壁之间留有间隙；
具体实施时，各排倒U形管均垂直于卧式炉膛的轴线。每排水平倾斜光管两端均分别通过弯头与相邻两排倒U形管对接。倒U形管转弯处的鳍片采用直扁钢弯曲制成。膜式水冷壁和底部水冷壁均采用直流循环方式，以满足在亚临界状态下汽水密度差减小仍能可靠工作。

Claims (1)

1.一种卧式煤粉燃烧油田注气锅炉，其特征在于：包括卧式炉膛（1）、以及立式对流烟道（2）；卧式炉膛（1）的前墙上安装有煤粉燃烧器（3），且煤粉燃烧器（3）的输出口与卧式炉膛（1）的输入口连通；卧式炉膛（1）后部与立式对流烟道（2）底部连通；立式对流烟道（2）内自下而上依次安装有高温省煤器（4）、低温省煤器（5）、空气预热器（6）、排烟口（7）；卧式炉膛（1）底部自前向后依次安装有第一落灰坑（8）、第二落灰坑（9）、第三落灰坑（10），且第三落灰坑（10）与立式对流烟道（2）底部连通；卧式炉膛（1）的截面为方形；在卧式炉膛（1）内布置有若干排倒U形管（11），且若干排倒U形管（11）的两侧面管和顶部管分别形成卧式炉膛（1）的两个侧面和顶面的膜式水冷壁，相邻两排倒U形管（11）的管壁之间密封连接有鳍片（12）；卧式炉膛（1）的底部布置有由若干排水平倾斜光管（13）组成的底部水冷壁；每排水平倾斜光管（13）两端均分别与相邻两排倒U形管（11）对接使得卧式炉膛（1）水冷壁的管整体上沿卧式炉膛（1）的轴线形成螺旋形，相邻两排水平倾斜光管（13）的管壁之间留有间隙。
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