[發明專利]一種高壓燃燒注汽鍋爐

在審

• 申請號: 201810065037.0
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108561873A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 申浩樹;吳玉新;呂俊復;張海;張縵
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F22B31/08
• 分類號: F22B31/08;F22D1/24;F23M5/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

一種高壓燃燒注汽鍋爐，包括殼體、燃燒室和冷卻室。殼體環繞著設置在燃燒室和冷卻室外部。殼體和燃燒室及冷卻室之間設置有水冷夾層。燃燒室與冷卻室之間設置有過渡段連通。冷卻室前部的水冷夾層設置噴水孔，往冷卻室噴冷卻水。燃燒室燃燒生成的高溫高壓煙氣進入冷卻室，冷卻水被高溫高壓煙氣加熱生成高壓蒸汽，形成用于采集稠油的蒸汽煙氣混合物，從冷卻室末端的排煙通道排出。過渡段也可以設置噴水孔，噴入冷卻水。殼體與冷卻室之間還設置有耐腐蝕材料層，位于冷卻室中后部，防止蒸汽煙氣混合物腐蝕。本發明具有結構簡單、體積較小和能量利用率高的特點。

技術領域

本發明涉及一種高壓燃燒注汽鍋爐，尤其涉及一種燃油或燃氣的注汽鍋爐，屬于油田設備技術領域。

背景技術

稠油是一種非常重要的石油資源，具有豐富的儲量。稠油粘度較大，流動困難，因此難以開采。目前，注汽熱采是最常見的開采稠油的技術，高溫高壓的蒸汽可通過注汽鍋爐來產生。雖然注汽鍋爐的技術較為成熟，但仍然存在以下三點缺點。一是注汽鍋爐的體積較大，流程較為復雜；二是注汽鍋爐煙氣中的熱量無法全部回收，造成了較大的熱損失；三是注汽鍋爐的煙氣排放會污染環境，若加裝煙氣處理裝置，則直接增加了運行和維護的成本。本發明針對上述三個問題進行了改進，裝置結構緊湊，既提高了熱效率，也降低了污染排放水平。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓燃燒注汽鍋爐，解決注汽鍋爐體積較大、熱效率較低和污染物排放水平較高的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種高壓燃燒注汽鍋爐，包括殼體、燃燒室和冷卻室，所述殼體環繞著設置在所述燃燒室和所述冷卻室外部；所述殼體與所述燃燒室之間設置有第一水冷夾層，所述第一水冷夾層貼著所述殼體內壁設置，且所述燃燒室由所述第一水冷夾層內壁環繞而成；所述燃燒室入口設置有燃燒器；按照煙風總體流動方向為前后，所述燃燒室設置在所述冷卻室之前，且所述燃燒室與所述冷卻室之間設置有過渡段連通，所述殼體與所述冷卻室之間設置有第二水冷夾層，所述第二水冷夾層設置有若干個噴水孔，所述噴水孔朝向所述冷卻室噴射，使得所述第二水冷夾層內的冷卻水噴入所述冷卻室；所述冷卻室末端設置有排煙通道，所述排煙通道設置在與所述過渡段相對的一端。

上述技術方案中，所述燃燒室與所述冷卻室為水平并列布置或上下布置，且所述燃燒室與所述冷卻室之間設置有過渡段連通。

作為改進的一種技術方案，所述過渡段設置有冷卻水噴孔，往過渡段噴入冷卻水。

上述技術方案中，所述燃燒室設置有燃盡風噴口。

上述技術方案中，所述燃盡風噴口沿所述燃燒室周向均勻設置若干個。

作為改進的一種技術方案，所述殼體與所述冷卻室之間還設置有耐腐蝕材料層，所述耐腐蝕材料層和所述第二水冷夾層分別設置在所述殼體和所述冷卻室之間，所述第二水冷夾層設置在靠近所述過渡段的冷卻室前部，所述耐腐蝕材料層設置在遠離所述過渡段的冷卻室中后部。

上述技術方案中，所述第一水冷夾層與所述第二水冷夾層連通。

上述技術方案中，所述燃燒器使用的燃料包括天然氣、液化氣、煤油、柴油或重油，所述燃燒器使用的氧化劑包括空氣、純氧或純氧與CO₂和/或N₂的混合物。

上述技術方案中，所述燃燒室處于高壓燃燒狀態，壓力為5MPa～25MPa。

上述技術方案中，所述第一水冷夾層和第二水冷夾層結構包括水冷夾套、盤管式膜式水冷壁或垂直水冷壁。