CN102425775A - 燃烧器顶置u形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉 - Google Patents

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王民发
郎凤娥
郎鹏德
郝泽
杜铭华
赵红卫
贾德威
任彦斌
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Abstract

本发明涉及油田注气锅炉，具体是一种燃烧器顶置U形火焰立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。燃烧器顶置U形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉，包括炉膛、对流烟道、以及落灰坑；炉膛的顶墙上安装有煤粉燃烧器，且煤粉燃烧器的输出口与炉膛的输入口连通；炉膛底部与对流烟道底部连通；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；炉膛内布置有由水平环绕上升的膜式水冷壁管围成的膜式水冷壁。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

燃烧器顶置U形火焰立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，具体是一种燃烧器顶置U形火焰立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，提供了一种燃烧器顶置U形火焰立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：燃烧器顶置U形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉，包括炉膛、对流烟道、以及落灰坑；炉膛的顶墙上安装有煤粉燃烧器，且煤粉燃烧器的输出口与炉膛的输入口连通；炉膛底部与对流烟道底部连通；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；落灰坑分别与炉膛底部和对流烟道底部连通；炉膛内布置有由水平环绕上升的膜式水冷壁管围成的膜式水冷壁。
具体工作过程如下：煤粉在煤粉燃烧器内点燃后，燃烧产生的火焰和烟气在炉膛内自上而下传播，与膜式水冷壁换热后，由炉膛底部进入对流烟道，转折向上依次冲刷高温省煤器、低温省煤器、空气预热器，最后通过排烟口排出。在此过程中，火焰和烟气的流动轨迹呈U形。煤粉燃烧产生的灰渣落在炉膛底部和对流烟道底部，由落灰坑完成灰渣的收集。基于上述过程，与现有燃煤油田注气锅炉相比，本发明所述的燃烧器顶置U形火焰立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。
图中：1-炉膛，2-对流烟道，3-落灰坑，4-煤粉燃烧器，5-高温省煤器，6-低温省煤器，7-空气预热器，8-排烟口。
具体实施方式
燃烧器顶置U形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉，包括炉膛1、对流烟道2、以及落灰坑3；炉膛1的顶墙上安装有煤粉燃烧器4，且煤粉燃烧器4的输出口与炉膛1的输入口连通；炉膛1底部与对流烟道2底部连通；对流烟道2内自下而上依次安装有高温省煤器5、低温省煤器6、空气预热器7、排烟口8；落灰坑3分别与炉膛1底部和对流烟道2底部连通；炉膛1内布置有由水平环绕上升的膜式水冷壁管围成的膜式水冷壁；
具体实施时，膜式水冷壁采用直流循环方式，以满足在亚临界状态下汽水密度差减小仍能可靠工作。炉膛高度应能满足煤粉燃烧和燃尽的要求。

Claims (1)

1.一种燃烧器顶置U形火焰立式煤粉燃烧油田注气锅炉，其特征在于：包括炉膛（1）、对流烟道（2）、以及落灰坑（3）；炉膛（1）的顶墙上安装有煤粉燃烧器（4），且煤粉燃烧器（4）的输出口与炉膛（1）的输入口连通；炉膛（1）底部与对流烟道（2）底部连通；对流烟道（2）内自下而上依次安装有高温省煤器（5）、低温省煤器（6）、空气预热器（7）、排烟口（8）；落灰坑（3）分别与炉膛（1）底部和对流烟道（2）底部连通；炉膛（1）内布置有由水平环绕上升的膜式水冷壁管围成的膜式水冷壁。
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