[發(fā)明專利]無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置及燃油燃燒方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510427396.2
• 申請(qǐng)日: 2015-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105135428A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宏升;史俊瑞;孔庚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司;大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F23D11/00
• 分類(lèi)號(hào): F23D11/00;F23D11/36;F23D11/44
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李景輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃燒領(lǐng)域，尤其指一種能實(shí)現(xiàn)稠油等低品質(zhì)燃油高效、清潔燃燒的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置及燃油燃燒方法。

背景技術(shù)

石油作為一種重要的非再生性戰(zhàn)略資源，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有特殊的意義。面對(duì)我國(guó)嚴(yán)峻的石油供應(yīng)短缺形勢(shì)，在加緊開(kāi)展新油田勘測(cè)的同時(shí)，提高開(kāi)采后期油田的產(chǎn)量、并實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)燃油(如稠油)的高效率利用具有重要意義。

近年來(lái)，火燒油層作為開(kāi)采稠油的一種熱采工藝受到越來(lái)越多的重視。火燒油層是利用油藏中極小一部分原油就地燃燒的生成熱作為熱源，利用多種驅(qū)動(dòng)綜合作用提高采收率的熱力采油法。該技術(shù)具有采收率高、熱效高、適用范圍廣的特點(diǎn)。地下油層的稠油分布在具有大量孔隙的砂石巖中，該結(jié)構(gòu)可看作是顆粒隨機(jī)分布的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此，火燒油層是涉及高粘度稠油在巖石孔隙型多孔介質(zhì)內(nèi)點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒的復(fù)雜問(wèn)題，火燒油層的驅(qū)油效果與原油性質(zhì)，空氣通風(fēng)量、點(diǎn)火溫度等多個(gè)因素有關(guān)，同時(shí)由于受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性、現(xiàn)場(chǎng)操作困難，加上油藏淹水等因素的限制，火燒油層工藝目前尚未得到普遍認(rèn)同和應(yīng)用，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究也很少。

而對(duì)于已開(kāi)采出的稠油，由于粘度大、雜質(zhì)多等原因，存在燃燒效率低、污染物排放量高等缺陷，嚴(yán)重阻礙了其推廣應(yīng)用，也造成了能源的極大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置及燃油燃燒方法，其能實(shí)現(xiàn)稠油等低品質(zhì)燃油的高效、清潔燃燒。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，所述無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置包括：用于容置燃油的油箱；燃燒部，包括：預(yù)蒸發(fā)區(qū)，所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)內(nèi)填充有第一多孔介質(zhì)，所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)設(shè)有燃油入口和一次風(fēng)入口；燃燒區(qū)，與所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)連通，所述燃燒區(qū)內(nèi)填充有第二多孔介質(zhì)，所述燃燒區(qū)靠近所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)的一端設(shè)有點(diǎn)火器和燃?xì)馊肟冢鋈紵齾^(qū)遠(yuǎn)離所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)的一端設(shè)有第一出口；用于驅(qū)動(dòng)所述燃油進(jìn)入所述燃油入口的驅(qū)動(dòng)泵。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)還設(shè)有第二出口，所述第二出口外接一換熱管，所述換熱管延伸至所述油箱內(nèi)。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述燃燒區(qū)還設(shè)有二次風(fēng)入口，所述二次風(fēng)入口與所述燃?xì)馊肟谙噜彙?/p>

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述二次風(fēng)入口與一環(huán)繞在所述燃燒區(qū)外側(cè)的環(huán)形預(yù)熱通道連通。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述燃燒區(qū)內(nèi)還設(shè)有防爆層，所述防爆層位于所述第二多孔介質(zhì)與所述第一出口之間。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述一次風(fēng)入口為多個(gè)，且每個(gè)所述一次風(fēng)入口周?chē)h(huán)繞有多個(gè)所述燃油入口。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述第一多孔介質(zhì)為泡沫陶瓷。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述第二多孔介質(zhì)為陶瓷堆積型多孔介質(zhì)，所述第二多孔介質(zhì)的孔隙率自靠近所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)的一端至靠近所述第一出口的一端逐漸增大。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述燃油為稠油。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述燃燒部還包括殼體，所述殼體具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔的左側(cè)區(qū)域填充所述第一多孔介質(zhì)形成所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)，所述內(nèi)腔的右側(cè)區(qū)域填充所述第二多孔介質(zhì)形成所述燃燒區(qū)。

如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，其中，所述第一多孔介質(zhì)通過(guò)預(yù)熱和蓄熱使所述燃油汽化，所述燃油在所述第二多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱回流進(jìn)一步預(yù)熱所述第一多孔介質(zhì)。

本發(fā)明還提出一種燃油燃燒方法，其中，所述燃油燃燒方法采用如上所述的無(wú)噴嘴式多孔介質(zhì)燃燒裝置，所述燃油燃燒方法包括以下步驟：

步驟S1：預(yù)混合燃燒：將由燃?xì)夂涂諝饨M成的預(yù)混合燃?xì)馔ㄟ^(guò)所述燃?xì)馊肟谧⑷胨鋈紵齾^(qū)，采用所述點(diǎn)火器點(diǎn)燃所述預(yù)混合燃?xì)猓鲱A(yù)混合燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量對(duì)所述第一多孔介質(zhì)和所述第二多孔介質(zhì)預(yù)熱；

步驟S2：然后啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)泵，同時(shí)通過(guò)所述一次風(fēng)入口向所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)內(nèi)注入一次風(fēng)，所述燃油由所述燃油入口進(jìn)入所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)，并在所述預(yù)蒸發(fā)區(qū)內(nèi)汽化，汽化后的所述燃油進(jìn)入所述燃燒區(qū)內(nèi)被點(diǎn)燃；

步驟S3：在所述燃燒區(qū)內(nèi)的燃油燃燒穩(wěn)定后，關(guān)閉所述燃?xì)馊肟冢鋈加腿紵a(chǎn)生的氣體經(jīng)所述第一出口排出對(duì)外供熱。