CN104197368A - 恒风量调节器和用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种恒风量调节器和用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，所述恒风量调节器包括筒形的壳体(171)，壳体(171)内设有弹性硅胶囊碗(22)，弹性硅胶囊碗(22)的碗口朝向所述恒风量调节器内的进风方向，弹性硅胶囊碗(22)的侧壁与壳体(171)的内表面之间存在过风间隙(35)。该含有该恒风量调节器的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器能够利用烟道温度和炉膛负压数据，该恒风量调节器无需动力或能源就能够使进入该燃烧器的风量基本保持恒定，该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器由于进风量恒定，所以可以避免外界的影响，提高了水套炉热效率，达到节能减排及便于管理的目的，同时减轻了员工劳动强度。

Description

恒风量调节器和用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器

技术领域

本发明涉及采油工程领域，具体的是一种恒风量调节器，还是一种含有该恒风量调节器的在石油集输过程中提高燃气水套炉热效率的燃烧器。

背景技术

烧天然气水套炉是油田生产和集输过程中不可缺少的主要设备，它主要担负着油井产物的升温与集输系统热量供给的任务。同时它也是油气田最大的自耗燃料设备之一，其技术水平、热效率的高低直接影响油气田地面工程建设的技术水平、节能减排与经济效益。目前，一般采油站配备的有外输炉、一次加热炉、掺油炉、掺水炉、采暖炉、备用炉等水套加热炉设备6台，该设备在整个油田数量庞大，该设备一般都采用天然气作为燃料，是一种由火筒进行天然气燃烧释放热量，将炉内水套存水加热产生蒸汽，形成蒸汽箱，蒸汽箱热量传导给箱内盘管，流经盘管的液体将热量带走。目前在采油站使用的水套加热炉所用的燃烧器，大部分均为人工调节式，进风为拨片或插板，该燃烧器存在着以下缺陷：1、由于调风制作粗糙，只能按燃烧情况调风，不能根据热效率准确调整进风量，无法控制过量的空气系数和烟温，造成热效率任其自然，无法控制。2、该技术状况下的燃烧器受自然风力的影响极大，操作人员无法及时调节风门，导致运行中空气系数随自然风力的变化而变化，空气系数不稳定，造成炉火燃烧不稳定，易发生灭火，既影响水套炉热效率也存在安全隐患，增加员工劳动强度。3、由于技术上的缺陷，造成天然气的浪费和热损失，与节能减排相背。

发明内容

为了解决无动力恒定量进风问题。本发明提供了一种恒风量调节器和用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，利用烟道温度和炉膛负压数据，该恒风量调节器无需动力就能够使进入该燃烧器的风量基本保持恒定，该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器由于进风量恒定，所以提高了水套炉热效率，达到节能减排及便于管理的目的，同时减轻了员工劳动强度。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种恒风量调节器，包括筒形的壳体，壳体的一端为入口端，壳体的另一端为出口端，壳体内设有弹性硅胶囊碗，弹性硅胶囊碗的碗口朝向所述恒风量调节器内的进风方向，弹性硅胶囊碗的侧壁与壳体的内表面之间存在过风间隙。

弹性硅胶囊碗的所述侧壁向弹性硅胶囊碗的中心凹，弹性硅胶囊碗的所述侧壁平行于所述恒风量调节器内的进风方向。

壳体的内表面设有插槽，弹性硅胶囊碗的部分所述侧壁通过钢片固定于壳体的内表面的插槽。

一种用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器,包括气箱，气箱为一端封闭的筒形，气箱与上述的恒风量调节器的所述出口端连通，气箱还连接有燃烧嘴和用于供应天然气的喷气嘴。

气箱通过筒形的恒风量调节器室与恒风量调节器连接，恒风量调节器室的一端与气箱的侧壁固定连接，恒风量调节器套设在恒风量调节器室内。

恒风量调节器室的另一端连接有用于调节进风通道面积的调风风门，调风风门包括叶片安装筒、沿叶片安装筒的周向均匀分布的多个叶片和转盘，叶片的一侧设有动轴，叶片的另一侧设有定轴，转盘为圆环形，转盘内经与外径之间均匀分布有多个滑槽，转盘与叶片安装筒同轴设置，叶片的定轴插接于叶片安装筒的内壁，叶片的动轴插接于转盘的滑槽，当转盘以转盘的轴线为轴转动时，叶片围成的圆环形的内径能够变大或变小。

恒风量调节器室通过风门上盖与调风风门固定连接，风门上盖为筒形，转盘设置在叶片安装筒内。

转盘的边缘设有用于转动该转盘的手柄，手柄设置在叶片安装筒外，手柄与转盘的边缘之间还有指示针，指示针沿转盘的轴向设置，风门上盖的一端的边缘设有与指示针相配合的标尺。

燃烧嘴设置在气箱的封闭端，燃烧嘴的一端设置在气箱内，燃烧嘴的外壁设有用于与气箱固定连接的小法兰，燃烧嘴的另一端设有开放式的连接框，喷气嘴的一端穿过连接框设置在燃烧嘴的另一端内，喷气嘴的另一端通过锁紧螺帽与连接框固定连接。

喷气嘴的直径小于燃烧嘴的另一端的内径，喷气嘴外套设有喷气嘴调风板，喷气嘴调风板设置在连接框内，喷气嘴调风板能够沿喷气嘴的轴向移动，喷气嘴调风板的外径大于燃烧嘴的另一端的内径。

本发明的有益效果是：利用烟道温度和炉膛负压数据，该恒风量调节器无需动力或能源就能够使进入该燃烧器的风量基本保持恒定，该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器由于进风量恒定，所以可以避免外界的影响，提高了水套炉热效率，达到节能减排及便于管理的目的，同时减轻了员工劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明所述的恒风量调节器和用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器作进一步详细的描述。

图1是该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的主视剖视图。

图2是该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的左视图。

图3是恒风量调节器的俯视图。

图4是图1中A-A方向的剖视图。

图5是调风风门的俯视图。

图6是转盘的俯视图。

图7是调风风门关闭时的俯视图。

图8是调风风门全开时的局部剖俯视图。

图9是调风风门调开时的局部剖俯视图。

图10是叶片的俯视图。

图11是叶片的仰视图。

图12是测温表外观示意图。

图13是该用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的使用状态示意图。

其中1.控气阀，2.活接，3.锁紧螺帽，4.喷气嘴，5.连接框，6.喷气嘴调风板，7.小法兰，8.观火视镜，9.观火孔，10.气箱，11.圆板，12.表接头，13.负压表，14.大法兰，15.燃烧嘴，16.恒风量调节器室，17.恒风量调节器，171.壳体，18.动轴，19.指示针，20.手柄，21.叶片，22.弹性硅胶囊碗，23.钢片，24.插槽，25.风门上盖，26.转盘，27.定轴，28.叶片安装筒，29.定轴插孔，30.滑槽，31.标尺，32.点火枪插孔，33.封堵，34.测温表，35.过风间隙，36.调风风门，37.排烟调节杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的恒风量调节器作进一步详细的说明。一种恒风量调节器，包括筒形的壳体171，壳体171的一端为入口端，壳体171的另一端为出口端，壳体171内设有弹性硅胶囊碗22，弹性硅胶囊碗22的碗口朝向所述恒风量调节器内的进风方向，弹性硅胶囊碗22的侧壁与壳体171的内表面之间存在过风间隙35，如图1、图2、图3、图4所示。

空气从图1中壳体171下方的入口端进入向上移动从壳体171上方的出口端流出，空气进入该恒风量调节器17后，由于弹性硅胶囊碗22的碗口朝向进风方向同时弹性硅胶囊碗22具有较好的弹性，没有空气流动时，弹性硅胶囊碗22的侧壁与壳体171的内表面之间的过风间隙35的大小需要根据水套炉的型号而定，以保证有足量稳定的进风为宜，弹性硅胶囊碗22能够感应风速变化，当空气流动的速度变快时，弹性硅胶囊碗22的碗口张开的面积增大，则弹性硅胶囊碗22的侧壁与壳体171的内表面之间的过风间隙35的面积将变小；当空气流动的速度变慢时，弹性硅胶囊碗22的碗口张开的面积将恢复至图3和图4所示，则弹性硅胶囊碗22的侧壁与壳体171的内表面之间的过风间隙35的面积则将相对变小，从而使单位时间内流过该过风间隙35的风量基本保持不变，该恒风量调节器17可以不依靠外加的动力，仅靠弹性硅胶囊碗22的形状和结构就能够使流过该过风间隙35的风量基本保持不变，操作方便且节能。

弹性硅胶囊碗22的所述侧壁向弹性硅胶囊碗22的中心凹，弹性硅胶囊碗22的所述侧壁平行于所述恒风量调节器内的进风方向。优选如图3和图4所示，弹性硅胶囊碗22的两侧的侧壁均向弹性硅胶囊碗22的中心凹，这样设计可以使该弹性硅胶囊碗22能更加灵敏的感受气流的变化。该弹性硅胶囊碗22的壁厚为0.5mm～1.5mm。该弹性硅胶囊碗22的材质为硅胶。

壳体171的内表面设有插槽24，弹性硅胶囊碗22的部分所述侧壁通过钢片23固定于壳体171的内表面的插槽24，如图4所示，首先将弹性硅胶囊碗22的右侧壁贴于壳体171的内侧右表面，再将钢片23的两段分别插入插槽24，从而将弹性硅胶囊碗22固定于壳体171的内表面。

壳体171的内径的形状与弹性硅胶囊碗22的形状相对应，如图3和图4所示，壳体171的内表面的左侧还设有两个与弹性硅胶囊碗22的左侧内壁相对应的突起，以防止弹性硅胶囊碗22在气流过大时，可能发生扭曲而不能保持气流的恒定。

一种用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，包括气箱10，气箱10为一端封闭的筒形，气箱10与上述的恒风量调节器17的所述出口端连通，气箱10还连接有燃烧嘴15和用于供应天然气的喷气嘴4，气箱10能与水套炉连接。

气箱10通过筒形的恒风量调节器室16与恒风量调节器17连接，恒风量调节器室16的一端与气箱10的侧壁固定连接，恒风量调节器17套设在恒风量调节器室16内，即恒风量调节器17的外壁与恒风量调节器室16的内壁面固定连连且之间没有缝隙。

恒风量调节器室16的另一端连接有用于调节进风通道面积的调风风门36，调风风门36包括叶片安装筒28、沿叶片安装筒28的周向均匀分布的多个叶片21和转盘26，叶片21的一侧设有动轴18，叶片21的另一侧设有定轴27，动轴18和定轴27都垂直于叶片21的表面，转盘26为圆环形，转盘26内经与外径之间均匀分布有多个滑槽30，转盘26与叶片安装筒28同轴设置，叶片21的定轴27插接于叶片安装筒28的内壁的环形突起，叶片21的动轴18插接于转盘26的滑槽，每个叶片21都安装好以后，这些叶片21围成了一个环形，当转盘26以转盘26的轴线为轴转动时，叶片21围成的圆环形的内径能够变大或变小，如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示。

恒风量调节器室16通过风门上盖25与调风风门36固定连接，风门上盖25为筒形，转盘26设置在叶片安装筒28内，如图1所示，风门上盖25的上下两端分别设有法兰，风门上盖25的上下两端分别与恒风量调节器室16和调风风门36的叶片安装筒28法兰连接。

转盘26的边缘设有用于转动该转盘26的手柄20，手柄20设置在叶片安装筒28外，手柄20与转盘26的边缘之间还有指示针19，指示针19沿转盘26的轴向设置，即指示针19的长度方向与转盘26的轴向相同，风门上盖25的下端的法兰的边缘设有与指示针19相配合的标尺31。转动手柄20可以用于调节叶片21围成的圆环形的内径的大小，而指示针19与标尺31配合将可以量化该叶片21围成的圆环形的内径。

如图1所示，燃烧嘴15设置在气箱10的封闭端，燃烧嘴15的右端设置在气箱10内，燃烧嘴15的外壁设有用于与气箱10固定连接的小法兰7，燃烧嘴15的左端设有开放式的连接框4，喷气嘴4的右端穿过连接框4设置在燃烧嘴15的左端内，喷气嘴4的左端通过锁紧螺帽3与连接框4固定连接。

喷气嘴4的直径小于燃烧嘴15的左端的内径，喷气嘴4外套设有喷气嘴调风板6，喷气嘴调风板6设置在连接框4内，喷气嘴调风板6能够沿喷气嘴4的轴向移动，喷气嘴调风板6的外径大于燃烧嘴15的左端的内径。由于连接框4是开放式的，通过手动调节喷气嘴调风板6与燃烧嘴15左端之间的距离，便可以调节外界空气进入燃烧嘴15左端的空气的流量。

用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的材质为：

钢制为：活接2、锁紧螺帽3、喷气嘴4、连接框5、喷气嘴调风板6、小法兰7、观火孔9、气箱10、圆板11、表接头12、大法兰14、燃烧嘴15、恒风量调节器室16、动轴18、指示针19、手柄20、叶片21、钢片23、风门上盖25、转盘26、定轴27、叶片安装筒28、定轴插孔29、滑槽30、点火枪插孔32、封堵33。

耐温塑料：壳体171。

硅胶：弹性硅胶囊碗22，该硅胶的弹性模量为：根据伯努利原理，在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。因此，风速大，水套炉烟囱出口气压小，水套炉烟囱抽力大，进风量增大，所以在实际应用中要参考当地风力变化情况及历史最大风力是多少，计算出弹性模量，正常参考该弹性硅胶囊碗22的弹性模量为50 Pa～150Pa。该弹性硅胶囊碗22的材质与压力锅密封胶圈的材质基本相同。

耐高温玻璃：观火视镜8。

仪器仪表：负压表13、测温表34。

用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的连接方式：

活接2与控气阀1和喷气嘴4丝扣连接，喷气嘴4与锁紧螺帽3、连接框5、喷气嘴调风板6丝扣连接，喷气嘴4与燃烧嘴15插入连接，小法兰7与气箱10法兰连接，观火视镜8与观火孔9丝扣连接，气箱10与观火孔9、圆板11、恒风量调节器室16、大法兰14、点火枪插孔32焊接，表接头12与气箱10和烟筒焊接，表接头12与负压表13和测温表34丝扣连接，点火枪插孔32与封堵33丝扣连接，恒风量调节器室16与恒风量调节器17插入连接，弹性硅胶囊碗22与钢片23、插槽24插入连接，恒风量调节器室16与风门上盖25法兰连接，风门上盖25与叶片安装筒28法兰连接，转盘26与叶片安装筒28插入连接，动轴18与滑槽30插入连接，定轴27与定轴29插孔插入连接，叶片21与叶片安装筒28插入连接，指示针19与手柄20螺钉丝扣连接。

用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的使用方法：

a安装：将用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器的大法兰14与水套炉法兰连接好，将活接2与控气阀1连接好，如图1、图2、图12、图13所示。

b点火：水套炉点火前，根据天气风力大小，用手顺时针转动手柄20，使指示针19在标尺31较大位置，按正常水套炉安全操作规程点火，点火后将封堵33拧紧在点火枪插孔32上。

c调试：通过观察负压表13、测温表数据34，调整喷气嘴调风板6、手柄20、排烟调节杆37，使炉膛负压维持在20Pa-30Pa(参考值)。当天气发生变化出现风力变化时，燃烧器则通过恒风量调节器17使进风量保持恒定，即通过弹性硅胶囊碗22能够感应风速变化，产生收缩或膨胀来减小或增大空气流量，弹性硅胶囊碗22与恒风量调节器17的间隙的变化可以自动控制风量，使炉膛内进风量稳定。风是通过水套炉烟筒的高度形成的吸力，因此受自然界影响极大，天气风大吸力就大，本发明采用了恒风量调节器17后就可以基本避免自然因素的影响。

d检测水套炉系统效率：当水套炉运行正常后，用水套炉的热效率计算公式:η＝100-(q2+q3+q4+q5)式中q2—排烟热损失率,单位为％；q3—可燃气体未完全燃烧热损失率,单位为％；q4—可燃固体未完全燃烧热损失率,单位为％；q5—散热损失率,单位为％。计算该水套炉热效率，

e设定：根据计算出的水套炉热效率的高低，摸索设定炉膛负压值，指导日常调试水套炉工作，使水套炉热效率稳定且高。

效果：

通过负压表13、测温表34技术的应用，将水套炉盲目调整变为数据调整，实现随时掌握热效率，达到科学管理。

通过动轴18、指示针19、手柄20、叶片21、风门上盖25、转盘26、定轴27、叶片安装筒28、定轴插孔29、滑槽30、标尺31技术的应用，实现中心进风，使恒风量调节器17技术能够应用。

通过恒风量调节器室16、恒风量调节器17、弹性硅胶囊碗22、钢片23、插槽24技术的应用，消除了自然风力的影响，实现无动力恒定进风，消除了过量空气系数因素对水套炉系统效率的影响，极大的降低了自然风影响造成燃烧器灭火的次数。

通过观火视镜8、观火孔9、点火枪插孔32、封堵33技术的应用实现密封良好。

通过圆板11技术的应用，稳定风速，使负压表13数值稳定准确。

使水套加热炉提高热效率变为现实，达到节能减排的目的，同时减轻了员工劳动强度。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种恒风量调节器，其特征在于，所述恒风量调节器包括筒形的壳体(171)，壳体(171)的一端为入口端，壳体(171)的另一端为出口端，壳体(171)内设有弹性硅胶囊碗(22)，弹性硅胶囊碗(22)的碗口朝向所述恒风量调节器内的进风方向，弹性硅胶囊碗(22)的侧壁与壳体(171)的内表面之间存在过风间隙(35)。

2.根据权利要求1所述的恒风量调节器，其特征在于：弹性硅胶囊碗(22)的所述侧壁向弹性硅胶囊碗(22)的中心凹，弹性硅胶囊碗(22)的所述侧壁平行于所述恒风量调节器内的进风方向。

3.根据权利要求1所述的恒风量调节器，其特征在于：壳体(171)的内表面设有插槽(24)，弹性硅胶囊碗(22)的部分所述侧壁通过钢片(23)固定于壳体(171)的内表面的插槽(24)。

4.一种用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于，所述用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器包括气箱(10)，气箱(10)为一端封闭的筒形，气箱(10)与权利要求1～3中任一项根据权利要求所述的恒风量调节器(17)的所述出口端连通，气箱(10)还连接有燃烧嘴(15)和用于供应天然气的喷气嘴(4)。

5.根据权利要求4所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：气箱(10)通过筒形的恒风量调节器室(16)与恒风量调节器(17)连接，恒风量调节器室(16)的一端与气箱(10)的侧壁固定连接，恒风量调节器(17)套设在恒风量调节器室(16)内。

6.根据权利要求5所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：恒风量调节器室(16)的另一端连接有用于调节进风通道面积的调风风门(36)，调风风门(36)包括叶片安装筒(28)、沿叶片安装筒(28)的周向均匀分布的多个叶片(21)和转盘(26)，叶片(21)的一侧设有动轴(18)，叶片(21)的另一侧设有定轴(27)，转盘(26)为圆环形，转盘(26)内经与外径之间均匀分布有多个滑槽(30)，转盘(26)与叶片安装筒(28)同轴设置，叶片(21)的定轴(27)插接于叶片安装筒(28)的内壁，叶片(21)的动轴(18)插接于转盘(26)的滑槽，当转盘(26)以转盘(26)的轴线为轴转动时，叶片(21)围成的圆环形的内径能够变大或变小。

7.根据权利要求6所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：恒风量调节器室(16)通过风门上盖(25)与调风风门(36)固定连接，风门上盖(25)为筒形，转盘(26)设置在叶片安装筒(28)内。

8.根据权利要求7所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：转盘(26)的边缘设有用于转动该转盘(26)的手柄(20)，手柄(20)设置在叶片安装筒(28)外，手柄(20)与转盘(26)的边缘之间还有指示针(19)，指示针(19)沿转盘(26)的轴向设置，风门上盖(25)的一端的边缘设有与指示针(19)相配合的标尺(31)。

9.根据权利要求4所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：燃烧嘴(15)设置在气箱(10)的封闭端，燃烧嘴(15)的一端设置在气箱(10)内，燃烧嘴(15)的外壁设有用于与气箱(10)固定连接的小法兰(7)，燃烧嘴(15)的另一端设有开放式的连接框(4)，喷气嘴(4)的一端穿过连接框(4)设置在燃烧嘴(15)的另一端内，喷气嘴(4)的另一端通过锁紧螺帽(3)与连接框(4)固定连接。

10.根据权利要求9所述的用于提高燃气水套炉热效率的燃烧器，其特征在于：喷气嘴(4)的直径小于燃烧嘴(15)的另一端的内径，喷气嘴(4)外套设有喷气嘴调风板(6)，喷气嘴调风板(6)设置在连接框(4)内，喷气嘴调风板(6)能够沿喷气嘴(4)的轴向移动，喷气嘴调风板(6)的外径大于燃烧嘴(15)的另一端的内径。