CN103017183A - 一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束 - Google Patents

Abstract

一种用于燃含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，包括挡灰管束，挡灰管束通过两端的法兰分别与挡灰管进口管路和挡灰管出口管路相连，挡灰管进口管路连接辐射管束出口，挡灰管出口管路连接蒸汽取样分离器入口，还包括布置在挡灰管束前的吹灰器和过渡段底部的排灰孔；挡灰管束设置在注汽锅炉L型过渡段转弯处，直管往复排布用弯头相连，弯头布置在挡灰管束两侧的挡灰管管箱内；挡灰管束有两排，管排竖直布置，直管水平布置，两排管错列布置；能阻挡烟气中大部分泥灰和大颗粒灰尘的运动，使其沉积在过渡段底部，还能吸附烟气中熔融态化合物和剩余的大部分飞灰，降低对流段烟气中的飞灰的浓度，使对流管束积灰很少且是疏松灰，容易清理，保证其正常换热。

Description

一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束

技术领域

本发明涉及一种适用于燃油注汽锅炉，特别适用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束。

背景技术

注汽锅炉是开采稠油的重要设备，锅炉产生的高温高压饱和蒸汽注入油井，使稠油温度升高，粘度降低，易于开采。注汽锅炉由辐射段、过渡段、对流段、水-水换热器及连接管路组成。由于原油需求量的增加和原油价格的提高，注汽锅炉普遍采用渣油代替原油作为燃料。渣油是炼油过程中减压蒸馏所得的残存油，原油中的泥沙等杂质及金属化合物都残留在渣油中，渣油重质成分含量高、碳氢比极高、粘度大，很难雾化燃烧，而且由于辐射段尾部空气中氧含量低使渣油很难燃尽，燃烧后的烟气中含大量泥灰、大颗粒焦壳类灰尘、炭黑粒子和熔融态化合物，在对流管束表面生成较严重的难以清除的粘结性积灰。而注汽锅炉出于对结构紧凑的限制，对流管束布置密集并且大部分管为翅片管，使得对流管束的清灰工作异常困难。即使在对流段上添加吹灰器，由于对流管束非常密集，并且对流段积灰多为硬度较高的粘结性灰，吹灰器除灰效果也非常有限。锅炉长期运行后，对流段的粘结性积灰会使锅炉的出力和热效率均下降，影响锅炉的正常运行。不得不经常停炉人工清灰，人工清理不但环境恶劣，而且由于对流管束排布密集，很难将积灰清理干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于燃渣油注汽锅炉，特别是用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，阻挡烟气中大部分泥灰和大颗粒灰尘的运动，使其改变运动方向而沉积在过渡段底部，还能吸附烟气中熔融态化合物和剩余的大部分飞灰，大大降低了对流段烟气中飞灰的浓度，使对流管束积灰很少而且是疏松灰，容易清理，保证了对流管束的正常换热。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，包括挡灰管束3，挡灰管束3通过两端的法兰6分别与挡灰管进口管路1和挡灰管出口管路4相连，挡灰管进口管路1连接辐射管路出口，挡灰管出口管路4连接蒸汽取样分离器入口，还包括布置在挡灰管束3前过渡段2上的吹灰器8和过渡段2底部的排灰孔7。

所述挡灰管束3设置在注汽锅炉L型过渡段2转弯处。

所述挡灰管束3采用直管往复连接而成的单回程管束结构，直管间通过弯头相连，弯头布置在挡灰管束3两侧的挡灰管管箱5内。

所述挡灰管束3有两排，管排竖直布置，直管水平布置，两排管错列布置。

所述挡灰管束3的直管采用直径为70～90mm的光管。

所述挡灰管束3的纵向节距S为标准短半径180°弯头一端面中心至另一端面中心的距离，横向节距为0.866S。

所述挡灰管管箱5的外壳用5～10mm厚的钢板加工而成，外壳焊接在锅炉过渡段上，外壳内侧包裹40～60mm厚的保温层。

所述排灰孔7的孔径为60～90mm，排灰孔上布置阀门。

所述吹灰器8选用声波吹灰器或蒸汽吹灰器。

添加挡灰管束带来的有益效果如下：

1.烟气从辐射段出来后首先经过挡灰管，两排挡灰管能有效阻挡烟气中的大部分泥灰和大颗粒灰尘，使其改变运动方向而沉积在过渡段底部，沉积灰在停炉时通过排灰孔集中排灰。

2.挡灰管能吸附烟气中熔融态化合物和剩余的大部分飞灰。在挡灰管前添加吹灰器，定期吹除吸附在挡灰管上的灰尘，防止因挡灰管上积灰过多而影响烟气流动。

3.流经对流段的烟气中飞灰浓度大大降低，对流管束积灰很少而且是疏松灰，容易清理。

4.挡灰管前后没有布置管束，有足够的空间，方便停炉时对挡灰管进行人工除灰和检修。

5.增加了锅炉的对流受热面，可以降低锅炉的排烟温度，提高锅炉的热效率。

6.挡灰管内流动的是辐射段出来的蒸汽，挡灰管吸收烟气热量可以提高蒸汽的干度，提高单位体积蒸汽的蓄热量，提高锅炉的注汽效果，从而提高油井的稠油开采率。

附图说明

图1为安装本发明挡灰管束的燃渣油注汽锅炉的流程图。

图2为安装本发明挡灰管束的燃渣油注汽锅炉的主视图。

图3为安装本发明挡灰管束的燃渣油注汽锅炉的后视图。

图4为本发明挡灰管束的结构示意图，A-A视图。

图5为本发明挡灰管束入口管路侧管箱内弯头布置示意图。

图6为本发明挡灰管束出口管路侧管箱内弯头布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明结构进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，包括挡灰管束3，挡灰管束3通过两端的法兰6分别与挡灰管进口管路1和挡灰管出口管路4相连，挡灰管进口管路1连接辐射管路出口，挡灰管出口管路4连接蒸汽取样分离器入口，还包括布置在挡灰管束3前过渡段2上的吹灰器8和过渡段2底部的排灰孔7。挡灰管束3设置在注汽锅炉L型过渡段2转弯处，由于过渡段处烟温在1000℃左右，因此挡灰管束采用耐高温的15CrMo钢。

如图3所示，挡灰管束3采用直管往复连接而成的单回程管束结构，直管间通过弯头相连，弯头布置在挡灰管束3两侧的挡灰管管箱5内，使其不受高温烟气直接冲刷而且容易更换挡灰管，挡灰管管箱5外壳用5～10mm厚的钢板加工而成，外壳焊接在锅炉过渡段上，外壳内侧包裹40～60mm厚的保温层。根据挡灰管管径的大小，选取标准的短半径180°弯头，挡灰管束中的所有弯头均采用标准短半径180°弯头。挡灰管束3有两排，管排竖直布置，直管水平布置，两排管错列布置，使其从侧向看能完全挡住过渡段的烟气通道。挡灰管束3的直管采用直径为70～90mm的光管。由于锅炉过渡段水平段结构上部宽下部窄呈U型，因此挡灰管束3采用的直管从上到下依次变短。

如图4和图5所示，分别为本发明挡灰管束入口管路侧管箱弯头布置示意图和出口管路侧管箱弯头布置示意图。

本发明专利添加的挡灰管束能够阻挡从辐射段来的高温烟气中的大部分泥灰和大颗粒灰尘，使其改变运动方向而沉积在过渡段底部，排灰孔7布置在挡灰管前的过渡段底部，排灰孔孔径为60～90mm，排灰孔上安装有阀门，锅炉运行时阀门关闭，防止高温烟气从排灰孔排出锅炉造成热损失，注汽锅炉停炉时将阀门打开，人工清扫挡灰管束前积灰使其从排灰孔排出锅炉。高温烟气通过挡灰管束时，烟气中熔融态化合物和剩余的大部分飞灰会吸附在挡灰管的外表面而固定下来，吸附在挡灰管上的积灰通过添加吹灰器来清除，吹灰器8布置在挡灰管前的过渡段上，并且水平布置，吹灰器可选用声波吹灰器或蒸汽吹灰器等常规吹灰器，锅炉运行时定期启动吹灰器，吹除吸附在挡灰管上的灰尘。通过挡灰管束的阻挡和吸附，已挡住大部分泥沙和飞灰，对流段烟气中飞灰的浓度大大降低，这样一来，对流管束积灰很少，而且是疏松灰，很容易清理。挡灰管束布置在过渡段的转弯处，挡灰管束前后没有布置管路，有足够的空间，方便在停炉时检修挡灰管，以及人工清除挡灰管束上吹灰器难以清理的粘性灰。此外，添加挡灰管束还增加对流受热面积，提高锅炉出口蒸汽的干度，提高稠油的开采率，增加受热面积也能降低锅炉的排烟温度。

Claims (9)

1.一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：包括挡灰管束（3），挡灰管束（3）通过两端的法兰（6）分别与挡灰管进口管路（1）和挡灰管出口管路（4）相连，挡灰管进口管路（1）连接辐射管束出口，挡灰管出口管路（4）连接蒸汽取样分离器入口，还包括布置在挡灰管束（3）前过渡段（2）上的吹灰器（8）和注汽锅炉过渡段（2）底部的排灰孔（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管束（3）设置在注汽锅炉L型过渡段（2）转弯处。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管束（3）采用直管往复连接而成的单回程管束结构，直管间通过弯头相连，弯头布置在挡灰管束（3）两侧的挡灰管管箱（5）内。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管束（3）有两排，管排竖直布置，直管水平布置，两排管错列布置。

5.根据权利要求3所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管束（3）的直管采用直径为70～90mm的光管。

6.根据权利要求3所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管束（3）的纵向节距S为标准短半径180°弯头一端面中心至另一端面中心的距离，横向节距为0.866S。

7.根据权利要求3所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述挡灰管管箱（5）的外壳用5～10mm厚的钢板加工而成，外壳焊接在注汽锅炉过渡段上，外壳内侧包裹40～60mm厚的保温层。

8.根据权利要求1所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述排灰孔（7）的孔径为60～90mm，排灰孔上布置阀门。

9.根据权利要求1所述的一种用于燃烧含泥沙较多的渣油注汽锅炉的挡灰管束，其特征在于：所述吹灰器（8）选用声波吹灰器或蒸汽吹灰器。

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