CN207936036U - 一种高压燃烧注汽锅炉 - Google Patents
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Abstract
一种高压燃烧注汽锅炉，包括壳体、燃烧室和冷却室。壳体环绕着设置在燃烧室和冷却室外部。壳体和燃烧室及冷却室之间设置有水冷夹层。燃烧室与冷却室之间设置有过渡段连通。冷却室前部的水冷夹层设置喷水孔，往冷却室喷冷却水。燃烧室燃烧生成的高温高压烟气进入冷却室，冷却水被高温高压烟气加热生成高压蒸汽，形成用于采集稠油的蒸汽烟气混合物，从冷却室末端的排烟通道排出。过渡段也可以设置喷水孔，喷入冷却水。壳体与冷却室之间还设置有耐腐蚀材料层，位于冷却室中后部，防止蒸汽烟气混合物腐蚀。本实用新型具有结构简单、体积较小和能量利用率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压燃烧注汽锅炉，尤其涉及一种燃油或燃气的注汽锅炉，属于油田设备技术领域。
背景技术
稠油是一种非常重要的石油资源，具有丰富的储量。稠油粘度较大，流动困难，因此难以开采。目前，注汽热采是最常见的开采稠油的技术，高温高压的蒸汽可通过注汽锅炉来产生。虽然注汽锅炉的技术较为成熟，但仍然存在以下三点缺点。一是注汽锅炉的体积较大，流程较为复杂；二是注汽锅炉烟气中的热量无法全部回收，造成了较大的热损失；三是注汽锅炉的烟气排放会污染环境，若加装烟气处理装置，则直接增加了运行和维护的成本。本实用新型针对上述三个问题进行了改进，装置结构紧凑，既提高了热效率，也降低了污染排放水平。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高压燃烧注汽锅炉，解决注汽锅炉体积较大、热效率较低和污染物排放水平较高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种高压燃烧注汽锅炉，包括壳体、燃烧室和冷却室，所述壳体环绕着设置在所述燃烧室和所述冷却室外部；所述壳体与所述燃烧室之间设置有第一水冷夹层，所述第一水冷夹层贴着所述壳体内壁设置，且所述燃烧室由所述第一水冷夹层内壁环绕而成；所述燃烧室入口设置有燃烧器；按照烟风总体流动方向为前后，所述燃烧室设置在所述冷却室之前，且所述燃烧室与所述冷却室之间设置有过渡段连通，所述壳体与所述冷却室之间设置有第二水冷夹层，所述第二水冷夹层设置有若干个喷水孔，所述喷水孔朝向所述冷却室喷射，使得所述第二水冷夹层内的冷却水喷入所述冷却室；所述冷却室末端设置有排烟通道，所述排烟通道设置在与所述过渡段相对的一端。
上述技术方案中，所述燃烧室与所述冷却室为水平并列布置或上下布置，且所述燃烧室与所述冷却室之间设置有过渡段连通。
作为改进的一种技术方案，所述过渡段设置有冷却水喷孔，往过渡段喷入冷却水。
上述技术方案中，所述燃烧室设置有燃尽风喷口。
上述技术方案中，所述燃尽风喷口沿所述燃烧室周向均匀设置若干个。
作为改进的一种技术方案，所述壳体与所述冷却室之间还设置有耐腐蚀材料层，所述耐腐蚀材料层和所述第二水冷夹层分别设置在所述壳体和所述冷却室之间，所述第二水冷夹层设置在靠近所述过渡段的冷却室前部，所述耐腐蚀材料层设置在远离所述过渡段的冷却室中后部。
上述技术方案中，所述第一水冷夹层与所述第二水冷夹层连通。
上述技术方案中，所述燃烧器使用的燃料包括天然气、液化气、煤油、柴油或重油，所述燃烧器使用的氧化剂包括空气、纯氧或纯氧与CO2和/或N2的混合物。
上述技术方案中，所述燃烧室处于高压燃烧状态，压力为5MPa～25MPa。
上述技术方案中，所述第一水冷夹层和第二水冷夹层结构包括水冷夹套、盘管式膜式水冷壁或垂直水冷壁。
本实用新型具有以下优点及突出性的技术效果：①高压燃烧使得锅炉的体积较小，且与高压注气系统直接连接，无需增压；②注汽锅炉中的换热过程被极大地简化，注汽锅炉的烟气在冷却室中与冷却水混合而形成高温采油蒸汽烟气混合物，有效利用烟气中的CO2和N2提高采出率，同时减小了烟气的热损失，同时降低了污染物的排放水平。
附图说明
图1为本实用新型所涉及的高压燃烧注汽锅炉的结构示意图。
图2为图1其中一种实施方式的俯视示意图。
图中：1-燃烧器；2-壳体；3-第一水冷夹层；4-燃烧室；5-燃尽风喷口；6-过渡段；7-喷水孔；8-冷却室；9-耐腐蚀材料层；10-排烟通道；11-第二水冷夹层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构、原理和工作过程做进一步说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
如图1所示，一种高压燃烧注汽锅炉，包括壳体2、燃烧室4和冷却室8。壳体2环绕着设置在燃烧室4和冷却室8外部，壳体为承压部件，材料可以选用承压钢板。图2是其中一种实施方式的俯视示意图，壳体2总体呈圆形环绕。
如图1所示，壳体2与燃烧室4之间设置有第一水冷夹层3，第一水冷夹层3贴着壳体2内壁设置，水冷夹层的设置会降低壳体2的温度，从而降低对壳体2的材质要求。燃烧室4由第一水冷夹层3内壁环绕而成。燃烧室4入口设置有燃烧器1，燃烧室4入口可以设在燃烧室顶部或者燃烧室前部。燃烧器1使用的燃料包括天然气、液化气、煤油、柴油或重油，氧化剂包括空气、纯氧或纯氧与CO2和/或N2的混合物。
燃烧室4还设置有燃尽风喷口5。燃尽风喷口5沿燃烧室4周向均匀设置若干个。燃尽风从燃尽风喷口，与从燃烧器1通入的氧化剂一起形成分级配风，降低了氮氧化合物的生成量，同时保证燃烧室4内的温度分布较为均匀。
按照烟风总体流动方向为前后，燃烧室4设置在冷却室8之前，且燃烧室4与冷却室8之间设置有过渡段6连通，过渡段6和冷却室8依次设置在燃烧室4的烟风出口之后。在燃烧室4和冷却室8上下设置的实施方式中，过渡段6和冷却室8依次设置在燃烧室4底部。过渡段6和冷却室8还可以水平并列布置。
燃料在燃烧室4内高压燃烧，压力为5MPa～25MPa。燃烧后的高温高压烟气通过过渡段6往冷却室8流动。过渡段6为狭窄通道。壳体2与冷却室8之间设置有第二水冷夹层11，在冷却室8前部的第二水冷夹层11设置有若干个喷水孔7。喷水孔7朝向冷却室8喷射，使得第二水冷夹层11内的冷却水喷入冷却室8前部。通常，第二水冷夹层11内冷却水的温度低于其压力下的饱和温度。喷入冷却室8前部的冷却水被进入冷却室8的高温高压烟气加热生成高压蒸汽，形成蒸汽烟气混合物。
作为一种优化方案，过渡段6也可以设置有冷却水喷孔，往过渡段喷入冷却水。冷却水来自第一水冷夹层3或第二水冷夹层11。
冷却室8设置有排烟通道10，排烟通道10设置在与过渡段6相对的一端，即冷却室8末端。蒸汽烟气混合物通过排烟通道10排出，作为开采稠油的采油蒸汽。
作为改进的一种技术方案，壳体2与冷却室8之间还设置有耐腐蚀材料层9，第二水冷夹层11和耐腐蚀材料层9前后依次设置。第二水冷夹层11设置在靠近过渡段6的冷却室8前部，耐腐蚀材料层9设置在远离过渡段6的冷却室8中后部。耐腐蚀材料层9的设置可以减少或者防止蒸汽烟气混合物对壳体2的腐蚀破坏。
第一水冷夹层3和第二水冷夹层11可以分开设置，各自独立给水，也可以连通设置，使得第二水冷夹层11的冷却水得到预热。第一水冷夹层3和第二水冷夹层11的结构包括水冷夹套、盘管式膜式水冷壁或垂直水冷壁。
冷却水在第一水冷夹层3中吸收燃烧的热量，但其温度要始终低于当地压力下的饱和温度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压燃烧注汽锅炉，包括壳体(2)、燃烧室(4)和冷却室(8)，其特征在于：所述壳体(2)环绕着设置在所述燃烧室(4)和所述冷却室(8)外部；所述壳体(2)与所述燃烧室(4)之间设置有第一水冷夹层(3)，所述第一水冷夹层(3)贴着所述壳体(2)内壁设置，且所述燃烧室(4)由所述第一水冷夹层(3)内壁环绕而成；所述燃烧室(4)入口设置有燃烧器(1)；按照烟风总体流动方向为前后，所述燃烧室(4)设置在所述冷却室(8)之前，且所述燃烧室(4)与所述冷却室(8)之间设置有过渡段(6)连通；所述壳体(2)与所述冷却室(8)之间设置有第二水冷夹层(11)，所述第二水冷夹层(11)设置有若干个喷水孔(7)，所述喷水孔(7)朝向所述冷却室(8)喷射，使得所述第二水冷夹层(11)内的冷却水喷入所述冷却室(8)；所述冷却室(8)的末端设置有排烟通道(10)。
2.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述燃烧室(4)与所述冷却室(8)为水平并列布置或上下布置，且所述燃烧室(4)与所述冷却室(8)之间设置有过渡段(6)连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述过渡段(6)设置有冷却水喷孔。
4.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述燃烧室(4)设置有燃尽风喷口(5)。
5.根据权利要求4所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述燃尽风喷口(5)沿所述燃烧室(4)周向均匀设置若干个。
6.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述壳体(2)与所述冷却室(8)之间还设置有耐腐蚀材料层(9)，所述耐腐蚀材料层(9)和所述第二水冷夹层(11)分别设置在所述壳体(2)和所述冷却室(8)之间，其中所述第二水冷夹层(11)设置在所述冷却室(8)前部，所述耐腐蚀材料层(9)设置在所述冷却室(8)中后部。
7.根据权利要求1或5所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述第一水冷夹层(3)与所述第二水冷夹层(11)连通。
8.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述燃烧器(1)使用的燃料包括天然气、液化气、煤油、柴油或重油，所述燃烧器(1)使用的氧化剂包括空气、纯氧或纯氧与CO2和/或N2的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述燃烧室(4)处于高压燃烧状态，压力为5MPa～25MPa。
10.根据权利要求1所述的一种高压燃烧注汽锅炉，其特征在于：所述第一水冷夹层(3)和第二水冷夹层(11)结构包括水冷夹套、盘管式膜式水冷壁或垂直水冷壁。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820116595.0U CN207936036U (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种高压燃烧注汽锅炉 |
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| CN201820116595.0U Active CN207936036U (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种高压燃烧注汽锅炉 |
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| CN (1) | CN207936036U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108561873A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-09-21 | 清华大学 | 一种高压燃烧注汽锅炉 |
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2018
- 2018-01-23 CN CN201820116595.0U patent/CN207936036U/zh active Active
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