[發明專利]一種注汽鍋爐用燃油低氮燃燒系統

在審

• 申請號: 202010546185.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN113803739A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 劉雨文;趙云獻;徐宏國;李登平;許士軍;李少民;高杰;盧文清;王貴東;史祥輝
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司濱南采油廠;勝利油田勝機石油裝備有限公司
• 主分類號: F23L7/00
• 分類號: F23L7/00;F23N5/20;F23D11/44
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

一種注汽鍋爐燃油低氮燃燒系統，包括煙氣送風系統和煙氣自動控制系統，所述煙氣送風系統包括燃燒器，所述燃燒器具有煙氣引風道和空氣引風道，燃燒煙氣通過煙氣引風道與空氣引風道中的空氣混合進入燃燒器；所述煙氣自動控制系統包括空氣流量調節閥和混合風溫度傳感器，所述空氣流量調節閥設置在空氣引風道上，并連接PLC。本發明解決的就是注汽鍋爐低氮燃燒。通過對流換熱完畢后的出口煙氣再循環至燃燒器進風風道，與大氣中的空氣按比例混合后進入燃燒器助燃風系統，來降低油燃燒區的溫度從而降低燃燒中產生的NOx，因此降低鍋爐煙氣NOx的整個全工藝過程的實現。

技術領域

本發明涉及一種鍋爐燃燒系統，特別涉及一種鍋爐燃油低氮燃燒系統。

背景技術

油田注汽鍋爐是以原油為主要燃料，在運行過程中耗油量較大，在稠油的開發中，注汽鍋爐常年連續運轉，并且注汽鍋爐的運營數量也有加大的趨勢，因此，加大對油田注汽鍋爐的節能措施的探討有利于提高油田的經濟效益，促進油田的可持續發展。本文分析了油田注汽鍋爐的基本原理，并提出了關于油田注汽鍋爐節能的一些措施，希望能引起大家的關注。

注汽鍋爐又稱為濕蒸汽發生器，是油田開采稠油的專用注汽設備。它是利用所生產的高溫高壓濕蒸汽注入油井，加熱油層中的原油以降低稠油的粘度，從而增加稠油的流動性，能夠大幅度地提高稠油的采收率。油田注汽鍋爐是以原油為主要燃料，在運行過程中耗油量較大，在稠油的開發中，注汽鍋爐常年連續運轉，并且注汽鍋爐的運營數量也有加大的趨勢，因此，加大對油田注汽鍋爐的節能措施的探討有利于提高油田的經濟效益，促進油田的可持續發展。本文分析了油田注汽鍋爐的基本原理，并提出了關于油田注汽鍋爐節能的一些措施，希望能引起大家的關注。

重力泄油的理論初的概念是基于注水采鹽的原理，即注入的淡水將鹽層中的固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動，而密度小的水溶液浮在上面，這樣可以通過不斷地在鹽層的上部注水，而鹽層的下部源源不斷地將高濃度的鹽溶液采出。高濃度的鹽溶液向下流動的動力就是水與含鹽溶液的密度差，將這一原理用于注汽熱采過程中就產生了重力泄油概念。蒸汽輔助重力泄油開采超稠油油藏的基本原理是：在水平生產井的上部連續注入大量的高干度蒸汽，使得地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔的邊緣加溫原油，同時蒸汽冷凝成水，與原油依靠重力流入水平生產井，并被大排量采出。蒸汽腔不斷緩慢擴展，并不斷加溫原油，從而形成連續的生產過程，直到蒸汽腔擴展到油層頂界和水平井控制邊界。

目前各大油田稠油開采注汽設備都是采用老式的燃燒器及燃燒形式，此燃燒器是普通燃燒器，煙氣產物中氮氧化物過高為后期的氮氧化物煙氣治理帶來一定困難。煙氣中氮氧化物的治理工藝是過程工業的重要組成部分，也是能源和環境治理的重點領域。不僅燃煤鍋爐存在排放超標的問題,燃用石油、天然氣等能源的鍋爐和其他工業設備同樣存在排放污染問題，隨著人們環保意識的增強，以及國家相應政策措施的實施，氮氧化物的排放指標要求進一步提高，但由于我國經濟發展水平的限制，大氣污染目前仍處于先污染后治理的狀態。油田燃油注汽鍋爐尾氣治理的關鍵是控制氮氧化物的生成量，利用煙氣再循環降低熱力型氮氧化物技術目前在油田行業尚無成功先例。

發明內容

經過試驗研究，改變燃燒器助燃風組分，引取尾部煙氣再循環，可達到降低NOx的作用，其主要原理是：

燃油鍋爐燃燒產生的NOx，來自于空氣中的氮氧生成熱力型和燃油自身含氮轉化生成的燃料型NOx。當燃燒過程配風加大(煙氣中氧量及空氣過剩系數上升)，燃燒區域氧的濃度增大，熱力型NOx生成量急劇增加。同時燃料油熱解析出的有機氮化合物發生的中間反應產生的N-,NH-,NH2-等原子基團隨后被氧化成NOx，燃料型NOx大幅上升。采用煙氣再循環后：由于煙氣稀釋了燃燒的氧量，從而降低了油燃燒區的溫度，最高溫度從1620℃降低到1500℃左右，便于抑制NOx的生成，同時，油燃燒區的溫度降低效果明顯，最高溫度從1500℃左右下降到1300℃左右，而當溫度低于1300℃時熱力型NOx生成量很小。

從機理研究驗證：采用煙氣再循環后，可有效抑制NOx生成。