CN212841561U - 车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，包括电动燃气调节蝶阀，还具有火焰筒、燃烧头、制氮尾气分配装置、燃料调节蝶阀和自然空气供给装置；火焰筒左端为开放式结构右侧端具有燃烧板；制氮尾气分配装置包括连接筒、内环管，连接筒的下端有尾气管，火焰筒安装在连接筒右前端内，连接筒右侧和油田注汽锅炉的炉膛连接，尾气管下端和空气分离制氮设备的排气管连接；自然空气供给装置安装在连接筒左侧端，燃烧头安装在火焰筒、制氮尾气分配装置、自然空气供给装置内，电动燃气调节蝶阀安装在燃烧头下端。本实用新型充分利用制氮设备尾气中氧气助燃，能实现低NO_X排放，减少环境污染，且由于减小了风机的功率配置，达到了节约电能目的。本新型具有好的前景。

Description

车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器设备技术领域，特别是一种车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器。

背景技术

我国大多数油田，随着开采年限的逐渐加长，油田的稠油和超稠油占比越来越多，随着近年来开采工艺的发展，与之相配套的热采工艺亦日趋完善，稠油的产量逐年上升，这其中一个重要的环节就是注汽锅炉起到的作用。油田注汽锅炉作为稠油开采中的主要设备，在油田中已经得到了广泛的应用，工作时经其配套的燃烧器提供热量，加热其锅炉内的水至沸腾，然后注汽锅炉将干度为80％以上的湿蒸汽送到油田的注汽管线，使石油的粘稠度减低利于后续的开采。

为了达到稠油的有效开采，油田注汽锅炉还配套有空气分离制氮设备，制备的氮气经注氮装置和湿蒸汽一起进入油田的注汽管线，使稠油能得到有效的开采。目前，空气分离制氮设备分离出空气中氮气后，剩余富含氧气等的尾气直接排出到大气，并没有进行二次利用，造成了一定的能源浪费。现有的油田注汽锅炉配套燃烧器因结构所限，只能燃烧天然气等燃料，无法利用空气分离制氮设备排出的废气，因此无法实现有效利用能源的目的。基于上述，提供一种不但具有普通燃烧器的功能，还能有效利用空气分离制氮设备分离氮气后富含氧气等气体助燃的低氮燃烧器显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有车载式油田注汽锅炉配套的燃烧器因结构所限，只能采用单一燃料，无法有效使用空气分离制氮设备分离出空气中氮气后富含氧气等的尾气(相同体积空气和分离氮气后空气，分离氮气后空气氧气、氢气等的比例增大)，直接排放分离氮气后空气会导致能源浪费的弊端，本实用新型提供了一种不但具有普通燃烧器的功能，还能把空气分离制氮设备分离出空气中氮气后富含氧气等的尾气，输入到内部进行助燃燃烧，提高了燃料的燃烧率，能实现低NO_X排放，减少环境污染，且由于尾气引入内部燃烧后，能减小燃烧器本体助燃所需的空气量，从而减小了其配套风机的功率配置，达到了节约电能目的的车载式油田注汽炉用低氮燃烧器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，包括电动燃气调节蝶阀，其特征在于还具有火焰筒、燃烧头、制氮尾气分配装置和自然空气供给装置；所述火焰筒其中一侧为开放式结构另一侧有燃烧板，燃烧板环形分布间隔距离有若干个燃烧孔；所述制氮尾气分配装置包括连接筒和内环管，连接筒的下端有尾气管，内环管安装在连接筒内，内环管环形分布有若干开孔；所述火焰筒其中一侧安装在连接筒其中一侧内，连接筒其中一侧外端和油田注汽锅炉的炉膛连接，连接筒的尾气管和空气分离制氮设备的排气管连接；所述自然空气供给装置安装在连接筒另一侧，燃烧头安装在火焰筒、制氮尾气分配装置、自然空气供给装置内，电动燃气调节蝶阀安装在燃烧头下端。

进一步地，所述自然空气供给装置包括壳体、电机、叶轮、电动风门，壳体其中一侧前后部各有开孔，电机安装在其中一个开孔外侧，叶轮安装在电机的转轴上且位于壳体中部，电动风门出风口安装在另一个开孔外侧，壳体的另一侧和制氮尾气分配装置的连接筒另一侧连接在一起。

进一步地，所述燃烧头包括喷气环管、气管、支撑架和旋风叶片，喷气环管的其中一侧环形分布有若干开孔，气管其中一侧有多根分管，多根分管另一端分别安装在环管另一侧外端、且和环管内相通，支撑架安装在制氮尾气分配装置的内环管内部，气管横向安装在支撑架中部内，气管另一侧中部下端位于自然空气供给装置的壳体另一侧下端中部，旋风叶片有多只，环形分布间隔距离安装在环形套圈外，套圈安装在气管其中一侧端外且位于分管另一端侧部，电动燃气调节蝶阀的排气管和气管下端连接，环管位于火焰筒内，电动燃气调节蝶阀的进气管和外部天然气管排气管连接。

本实用新型有益效果是:本实用新型通过车载方式和车载式油田注汽锅炉配套使用。使用时，天然气进入火焰筒内燃烧，空气分离制氮设备分离出空气中氮气后富含氧气等的尾气进入火焰筒内助燃，通过调节电动燃气调节蝶阀的阀门开闭程度，能实现进燃烧筒内天然气量的大小，通过调节自然空气供给装置电动风门的开闭程度大小，能调节进入火焰筒内的空气量大小(还可调节电机的转速进而达到改变进入燃烧筒内空气量大小的目的)。火焰筒内燃烧后燃料产生的火焰，进入油田注汽锅炉的炉膛内，加热其锅炉内的水至沸腾，然后注汽锅炉将干度为80％以上的湿蒸汽送到油田的注汽管线，使石油的粘稠度减低利于后续的开采。本实用新型充分利用制氮设备尾气中氧气助燃，提高了燃料的燃烧率，能实现低NO_X排放，减少了环境污染，且由于尾气引入内部燃烧后，能减小燃烧器本体助燃所需的空气量，从而减小了其配套风机的功率配置，达到了节约电能目的。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型仰视结构示意图。

图2是本实用新型俯视结构示意图。

图3是本实用新型剖面结构示意图。

图4是本实用新型制氮尾气分配装置结构示意图。

图5是本实用新型火焰筒燃烧板结构示意图。

图6是本实用新型火焰筒结构示意图。

具体实施方式

图1、2、3、4、5、6中所示，车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，包括电动燃气调节蝶阀1，还具有火焰筒2、燃烧头3、制氮尾气分配装置4和自然空气供给装置6；所述火焰筒2左端为开放式结构右侧端焊接有燃烧板21，燃烧板21环形间隔一定距离分布有若干个椭圆形燃烧孔211；所述制氮尾气分配装置4 包括左右侧端和下侧端为开放式结构的连接筒41和内环管42，连接筒41的左右侧端分别焊接有一个法兰盘7，连接筒41的下端中部焊接有一根和其内部相通的尾气管43，尾气管43下外侧端焊接有法兰盘7，内环管42横向长度略小于连接筒41横向长度、外径小于连接筒41内径，左右侧端为开放式结构,内环管42焊接在连接筒41内，(内环管42外侧端间隔一定距离环形分布焊接有多只支撑杆，多只支撑板环形分布外侧焊接在连接筒41内侧达到安装内环管42目的)内环管42环形分布有若干开孔421；所述火焰筒 2左侧端经螺杆螺母安装在连接筒41右前端内(火焰筒2左侧端外径略小于连接筒41内径、两者密封)，连接筒41右侧法兰盘7和油田注汽锅炉的炉膛法兰盘经螺杆螺母连接，连接筒的尾气管43法兰盘和空气分离制氮设备的排气管法兰盘经螺杆螺母连接；所述自然空气供给装置6安装在连接筒左侧端，燃烧头3 安装在火焰筒、制氮尾气分配装置3、自然空气供给装置4内，电动燃气调节蝶阀1安装在燃烧头3下端。

图1、2、3、4、5、6中所示，自然空气供给装置6包括右侧端为开放式结构左侧端是封闭式结构的主风壳体61、电机62、叶轮63、电动风门64(通过转换电源开关调节电动风门64的配套电机减速机构电源输入极性，也就是改变电机减速机构带动电动风门64的圆形风板转向，能改变电动风门的风板和电动风门蜗壳内间隙，进而改变经风板进入壳体61内的空气量)，壳体61左部前后侧端各有一个圆形开孔，电机62(380V、2KW可调速风机，通过调节电机62的配套调速开关，可调节电机62的转速，电机62转动时经叶轮63产生负压吸力将外部空气吸入壳体61内，再输出到火焰筒2内)的外壳前端法兰盘和壳体 61后端开孔后侧端法兰盘经螺杆螺母连接在一起，叶轮63安装在电机62的转轴上且位于壳体61左内侧中部，电动风门64的蜗壳出风口一端法兰盘和壳体61前端开孔法兰盘经螺杆螺母连接在一起，壳体61 的右侧端法兰盘和制氮尾气分配装置的连接筒41左侧端法兰盘7经螺杆螺母连接在一起。燃烧头3包括喷气环管31、气管32、支撑架33和旋风叶片34，喷气环管31的右侧端环形分布具有若干开孔(左侧端密封)，“┍”型气管32的右侧端为封闭式结构，气管32右部环形分布焊接有四根和其内部相通的“┍”型分管35，分管35的另一侧分别焊接在环管31左侧端四个开孔外侧、且和环管31内相通，支撑架33上下端分别垂直焊接在制氮尾气分配装置的内环管42内上下侧端中部，气管32中部紧套安装在支撑架33 中部环形圈内，气管32左侧下端位于自然空气供给装置的风壳61右下端中部、且和风壳61之间连接部位是密封状态，旋风叶片34有多只，环形分布间隔一定距离焊接在一只环形套圈341外侧，套圈341焊接在气管32右外中部且位于分管35左侧端，环管31位于火焰筒2内左侧，电动燃气调节蝶阀1的排气管法兰盘和气管32下端法兰盘通过螺杆螺母连接，电动燃气调节蝶阀5的进气管法兰盘和外部天然气管排气管法兰盘通过螺杆螺母连接(通过转换电源开关调节电动燃气调节蝶阀1的配套电机减速机构电源输入极性，也就是改变电机减速机构带动蝶阀1的阀芯转向，能改变电动燃气调节蝶阀1的阀芯开闭程度大小，进而改变经电动燃气调节蝶阀1进入火焰筒2内的天然气量)。

图1、2、3、4、5、6所示，本实用新型通过车载方式和车载式油田注汽锅炉配套使用。使用时，天然气经电动燃气调节蝶阀1、燃烧头的气管32、分管35进入环管31内，并从环管31右前端的若干开孔喷出，点火后经火焰筒2的燃烧板多个燃烧孔211喷射而出进入油田注汽锅炉的炉膛内，加热其锅炉内的水至沸腾，然后注汽锅炉将干度为80％以上的湿蒸汽送到油田的注汽管线，使石油的粘稠度减低利于后续的开采；通过调节电动燃气调节蝶阀1的阀芯开闭程度，能实现进入燃烧筒内天然气量的大小调节。本实用新型中，空气分离制氮设备分离出空气中氮气后富含氧气等的尾气经连接筒41进入内环管42内、再进入火焰筒2的右端内，和处于燃烧状态的天然气一起燃烧起到助燃作用。本实用新型中，外部的空气经电动风门64进入风壳61内，电机62驱动叶轮63(顺时针转动)产生的负压吸力将空气输入到风壳61内右端，再输出到火焰筒2内，对燃烧的天然气和尾气燃烧提供合适的空气，保证了天然气和尾气的稳定燃烧。通过调节自然空气供给装置电动风门64的开闭程度大小能调节进入火焰筒2内的空气量大小(还可调节电机62的转速进而达到改变进入火焰筒2内空气量大小、达到节能的目的)。本实用新型中，将火焰筒1 燃烧板在其右前端出口处设置成多孔出气口，呈圆周均布式，这样可以将燃烧火焰切割成多个小火焰，使火焰散热效果更好；在燃烧板21左内侧端没有开孔的部位区域能形成负压区，燃烧后的烟气形成内循环，燃烧尾气的低氮效果更好，同时火焰筒2右前侧端燃烧的火焰分布可以匹配注汽锅炉的炉膛形状，形成合适的炉膛温度分布。本实用新型的若干只旋风叶片盘34是由多个带有一定角度的叶片组成，内环管42环形分布有若干开孔421，可以使经过旋风叶片盘34、内环管42的助燃空气和尾气充分混合均匀，这样有助于火焰燃烧的稳定性。

图1、2、3、4、5、6所示，本实用新型一体式设计，结构尺寸小巧灵活，通过车载方式能方便运输到需要的地方使用，可满足现场空间狭小条件使用。充分利用制氮设备尾气中氧气助燃，提高了燃料的燃烧率，能实现低NO_X排放，减少了环境污染，且由于尾气引入内部燃烧后，能减小燃烧器本体助燃所需的空气量，从而减小其配套风机的电机62功率配置，达到了节约电能的目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，包括电动燃气调节蝶阀，其特征在于还具有火焰筒、燃烧头、制氮尾气分配装置和自然空气供给装置；所述火焰筒其中一侧为开放式结构另一侧有燃烧板，燃烧板环形分布间隔距离有若干个燃烧孔；所述制氮尾气分配装置包括连接筒和内环管，连接筒的下端有尾气管，内环管安装在连接筒内，内环管环形分布有若干开孔；所述火焰筒其中一侧安装在连接筒其中一侧内，连接筒其中一侧外端和油田注汽锅炉的炉膛连接，连接筒的尾气管和空气分离制氮设备的排气管连接；所述自然空气供给装置安装在连接筒另一侧，燃烧头安装在火焰筒、制氮尾气分配装置、自然空气供给装置内，电动燃气调节蝶阀安装在燃烧头下端。

2.根据权利要求1所述的车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，其特征在于，自然空气供给装置包括壳体、电机、叶轮、电动风门，壳体其中一侧前后部各有开孔，电机安装在其中一个开孔外侧，叶轮安装在电机的转轴上且位于壳体中部，电动风门出风口安装在另一个开孔外侧，壳体的另一侧和制氮尾气分配装置的连接筒另一侧连接在一起。

3.根据权利要求1所述的车载式油田注汽锅炉用低氮燃烧器，其特征在于，燃烧头包括喷气环管、气管、支撑架和旋风叶片，喷气环管的其中一侧环形分布有若干开孔，气管其中一侧有多根分管，多根分管另一端分别安装在环管另一侧外端、且和环管内相通，支撑架安装在制氮尾气分配装置的内环管内部，气管横向安装在支撑架中部内，气管另一侧中部下端位于自然空气供给装置的壳体另一侧下端中部，旋风叶片有多只，环形分布间隔距离安装在环形套圈外，套圈安装在气管其中一侧端外且位于分管另一端侧部，电动燃气调节蝶阀的排气管和气管下端连接，环管位于火焰筒内，电动燃气调节蝶阀的进气管和外部天然气管排气管连接。

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