[發(fā)明專利]一種用于火筒式油田加熱爐的內(nèi)置彌散燃燒裝置與方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211327446.6
• 申請(qǐng)日: 2022-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115900082A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙玉杰;劉麟;柳林;陶卉;朱文勝;李京;潘海軍;季敏;王志堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H9/1836
• 分類號(hào): F24H9/1836
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王姍

一種用于火筒式油田加熱爐的內(nèi)置彌散燃燒裝置與方法，屬于火筒式油田加熱爐技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置和方法包括兩次燃料分級(jí)和三次空氣分級(jí)，在火筒的燃燒階段，一級(jí)燃料和一級(jí)空氣在一次燃燒腔體內(nèi)燃燒，二級(jí)燃燒通過(guò)彌散管將燃料輸送到火筒深處，并與互為錯(cuò)位補(bǔ)充的二級(jí)空氣和三級(jí)空氣混合后，在背向火筒壁面方向上進(jìn)行緩慢彌散燃燒。本發(fā)明將燃料燃燒火焰拉長(zhǎng)，燃燒強(qiáng)度降低，可以有效降低火筒局部高溫造成的集中熱應(yīng)力，避免因高溫造成的設(shè)備燒損問(wèn)題，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于彌散燃燒裝置更換維修，相比于傳統(tǒng)火筒式油田加熱爐燃燒裝置，降低了燃燒消耗和運(yùn)行成本，保證火筒式油田加熱爐的高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火筒式油田加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于火筒式油田加熱爐的內(nèi)置彌散燃燒裝置與方法。

背景技術(shù)

作為石油煉制行業(yè)中重要的加熱設(shè)備，廣泛分布的油田加熱爐為原油集輸系統(tǒng)提供了可靠的熱源和動(dòng)力。作為典型爐型的火筒式加熱爐在我國(guó)各個(gè)油田中已經(jīng)取得了廣泛運(yùn)用，其原理是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)火筒管壁直接傳遞給壓力容器內(nèi)的生產(chǎn)介質(zhì)，而被加熱的生產(chǎn)介質(zhì)是通過(guò)淹沒(méi)煙管及火管的形式來(lái)吸收熱量。

然而，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，隨著火筒式加熱爐長(zhǎng)期運(yùn)行，燃燒產(chǎn)生的局部高溫促使雜質(zhì)在火筒壁上結(jié)垢、沉積，影響火筒與介質(zhì)的換熱效果。為保證系統(tǒng)所需溫度需求，勢(shì)必加大燃燒功率，這會(huì)導(dǎo)致火筒工作溫度更高，越發(fā)加快火筒結(jié)垢速度，形成惡性循環(huán)，易造成火筒受熱應(yīng)力作用而發(fā)生鼓包變形、穿孔或燒損。另外，加熱爐熱負(fù)荷過(guò)大，還會(huì)導(dǎo)致排煙溫度升高、熱效率降低，加大能源消耗以及增加運(yùn)行成本。火筒式油田加熱爐內(nèi)為含油、含伴生氣等易燃易爆介質(zhì)，燃燒強(qiáng)度過(guò)大很容易導(dǎo)致設(shè)備燒損，存在極大的安全生產(chǎn)隱患，從而嚴(yán)重影響油田生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：為了解決上述火筒式油田加熱爐燃燒局部高溫導(dǎo)致的火筒設(shè)備鼓包變形、穿孔或燒損，以及熱負(fù)荷過(guò)大產(chǎn)生的煙氣出口溫度偏高、熱效率低和燃料消耗增大等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于火筒式油田加熱爐的內(nèi)置彌散燃燒裝置與方法，所述裝置和方法能夠?qū)⑷剂先紵鹧胬L(zhǎng)，燃燒強(qiáng)度降低，可以有效降低火筒局部高溫造成的集中熱應(yīng)力，避免因高溫造成的設(shè)備燒損問(wèn)題，降低燃燒消耗和運(yùn)行成本，從而保證火筒式油田加熱爐的高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

技術(shù)方案：一種用于火筒式油田加熱爐的內(nèi)置彌散燃燒方法，包括兩次燃料分級(jí)方法和三次空氣分級(jí)方法，其中，所述兩次燃料分級(jí)方法具體為：在火筒內(nèi)的燃燒階段分為一次燃燒區(qū)和彌散燃燒區(qū)，體積占比15%~30%的一級(jí)燃料通過(guò)一次燃料管在一次燃燒腔體內(nèi)進(jìn)行一次燃燒，體積占比70%~85%的二級(jí)燃料通過(guò)二次燃料彌散管被輸送到火筒內(nèi)部的主彌散燃燒腔室進(jìn)行彌散燃燒；

所述三次空氣分級(jí)方法具體為：一級(jí)空氣通過(guò)一次空氣管進(jìn)入一次燃燒腔體內(nèi)與一級(jí)燃料混合燃燒，二級(jí)空氣從二次空氣管進(jìn)入彌散燃燒區(qū)實(shí)現(xiàn)彌散初級(jí)燃燒，三級(jí)空氣通過(guò)三次空氣管進(jìn)入主彌散燃燒腔室補(bǔ)充彌散燃燒所需空氣；

所述一次燃料管為漸縮出口，一級(jí)燃料分別從一次燃料管出口和一次燃料分散孔流入一次燃燒腔體；

所述二次燃料彌散管的開(kāi)設(shè)等距離的一排二次燃料彌散孔，兩根二次燃料彌散管靠近火筒安置，二次燃料彌散孔的一側(cè)背向火筒壁面；

所述一次空氣管環(huán)繞一次燃料管分別從六個(gè)空氣管進(jìn)入一次燃燒腔體，所述二次空氣管和三次空氣管均具有兩個(gè)錯(cuò)位對(duì)稱的輸入管道，二次空氣管為初級(jí)彌散燃燒提高空氣，三次空氣管為主彌散燃燒補(bǔ)充空氣。