本發(fā)明涉及稠油井油田注汽鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，是一種水煤漿油田注汽鍋爐。

背景技術(shù)：

在我國(guó)例如新疆的克拉瑪依地區(qū)，多以稠油油田為主；稠油具有特殊的高粘度和高凝固點(diǎn)特性。目前稠油開采一般均采用蒸汽吞吐的熱采方式；蒸汽吞吐就是先向油井注250至350℃高溫高壓蒸汽，使近井地帶相當(dāng)距離內(nèi)的油層和原油被加熱，這樣形成的加熱帶中的原油粘度降低，原油流向井底的阻力大大減小，出油率增加，是一種非常有效的增加稠油井產(chǎn)量方法；在熱采過(guò)程中，高溫高壓蒸汽是由專用的注汽鍋爐加熱，普遍使用的是燃?xì)庾⑵仩t；但隨著天然氣用量受限，以及日益增長(zhǎng)的價(jià)格等因素的影響，存在使用受限，成本高的問(wèn)題；因此，尋求新的替代燃料是勢(shì)在必行；經(jīng)對(duì)電站的考察中發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)的很多電站都在使用一種水煤漿的代油煤基流體燃料，其具有低污染、高效率、可管道輸送的特點(diǎn)，解決了使用天然氣而存在的問(wèn)題；但目前，以水煤漿為燃料的注汽鍋爐數(shù)量極少，其中，2001年在遼河油田曾對(duì)23t/h燃油注氣鍋爐進(jìn)行燃用水煤漿的改造，進(jìn)行了連續(xù)燃燒試驗(yàn)，雖然水煤漿燃燒成功，但由于爐膛無(wú)法出渣，不能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，容易滅火，最終失?。辉诖酥?，國(guó)內(nèi)各油田也研發(fā)水煤漿燃料注汽鍋爐，但普遍存在熱利用率低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，以及空氣污染的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種水煤漿油田注汽鍋爐，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決目前獲知的水煤漿燃料注汽鍋爐，不能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種水煤漿油田注汽鍋爐，包括爐體、上水冷壁、下水冷壁、過(guò)熱器和空氣預(yù)熱器；爐體內(nèi)設(shè)呈倒U形的煙道，包括左側(cè)的左豎直煙道、上側(cè)的水平煙道和右側(cè)的右豎直煙道；在左豎直煙道下端的爐體底部設(shè)有左煙道排渣口；在左豎直煙道的左下側(cè)的爐體上設(shè)有與其相通的穩(wěn)燃室，在穩(wěn)燃室處的爐壁上設(shè)有燃燒器安裝孔；與穩(wěn)燃室對(duì)應(yīng)的左豎直煙道下部?jī)?nèi)的爐體內(nèi)壁上固定安裝有下水冷壁；在左豎直煙道上部的爐體內(nèi)壁上固定安裝有上水冷壁，下水冷壁出口與上水冷壁進(jìn)口口相連通；在水平煙道內(nèi)固定安裝有至少一個(gè)過(guò)熱器；在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個(gè)空氣預(yù)熱器；在右豎直煙道的下端的爐體底部設(shè)有右煙道排渣口。

下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述右豎直煙道的內(nèi)可固定安裝有至少一個(gè)省煤器。

上述省煤器為兩個(gè)，分別是高溫省煤器和低溫省煤器，高溫省煤器固定安裝在右豎直煙道的上部?jī)?nèi)；低溫省煤器固定安裝在右豎直煙道的下部?jī)?nèi)；空氣預(yù)熱器為兩個(gè)，分別為一級(jí)空氣預(yù)熱器和二級(jí)空氣預(yù)熱器，二級(jí)空氣預(yù)熱器固定安裝在低溫省煤器下側(cè)的右豎直煙道內(nèi)，二級(jí)空氣預(yù)熱器固定安裝在高溫省煤器與低溫省煤器之間的右豎直煙道內(nèi)。

上述左豎直煙道內(nèi)可固定安裝有脫硝裝置。

上述脫硝裝置可采用SCR脫硝裝置。

上述燃燒器安裝孔可為至少兩個(gè)；或/和，下水冷壁的管線自下而上水平盤掛固定在爐體下部的前爐壁、右爐壁和后爐壁上；上水冷壁的管線自下而上水平盤掛固定在爐體四周爐壁上。

上述穩(wěn)燃室底端和左豎直煙道底端的爐體上可固定有倒錐形的左灰斗，左煙道排渣口位于左灰斗的底端；在右豎直煙道底端的爐體上固定有倒錐形的右灰斗，右煙道排渣口位于右灰斗的底端；或/和，左豎直煙道、水平煙道和右豎直煙道內(nèi)分別固定安裝有至少一個(gè)吹灰器。

上述爐體可為撬裝式爐體；或/和，爐體為可組裝模塊式爐體，包括穩(wěn)燃室和左豎直煙道下部段的模塊一，左豎直煙道上部段的模塊二，水平煙道段及右豎直煙道上側(cè)段的模塊三，脫硝裝置安轉(zhuǎn)段的模塊四，省煤器安裝段的模塊五和空氣預(yù)熱器安裝段的模塊六；模塊一、模塊二、模塊三、模塊四、模塊五和模塊六通過(guò)連接管件固定安裝在一起。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；本注汽鍋爐采用水煤漿作燃料，通過(guò)空氣預(yù)熱器將空氣預(yù)熱后再輸送給水煤漿燃燒器，避免因空氣溫度低而撲滅火焰，提高燃燒可靠性和穩(wěn)定性；燃燒廢料還能夠從排渣口排出，能夠長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)以水煤漿燃料取代天燃?xì)馊剂?，不僅清潔燃燒，還能夠節(jié)能減排；除此之外，在入上水冷壁與下水冷壁之前通過(guò)省煤器預(yù)熱，出上水冷壁與下水冷壁之后的干蒸汽又經(jīng)過(guò)熱器加熱，熱利用率高；以及爐體采用撬裝和可組裝模塊式，方便搬運(yùn)和運(yùn)輸。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為爐體，2為左灰斗，3為二級(jí)空氣預(yù)熱器，4為一級(jí)空氣預(yù)熱器，5為左煙道排渣口，6為穩(wěn)燃室，7為燃燒器安裝孔，8為下水冷壁，9為上水冷壁，10為過(guò)熱器，11為右灰斗，12為右煙道排渣口，13為高溫省煤器，14為脫硝裝置，15為低溫省煤器，16為水平煙道。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。

在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說(shuō)明書附圖1的布圖方式來(lái)進(jìn)行描述的，如：上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書附圖1的布圖方向來(lái)確定的。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如附圖1所示，該水煤漿油田注汽鍋爐包括爐體1、上水冷壁9、下水冷壁8、過(guò)熱器10和空氣預(yù)熱器；爐體1內(nèi)設(shè)呈倒U形的煙道，包括左側(cè)的左豎直煙道、上側(cè)的水平煙道16和右側(cè)的右豎直煙道；在左豎直煙道下端的爐體1底部設(shè)有左煙道排渣口5；在左豎直煙道的左下側(cè)的爐體1上設(shè)有與其相通的穩(wěn)燃室6，在穩(wěn)燃室6處的爐壁上設(shè)有燃燒器安裝孔7；與穩(wěn)燃室6對(duì)應(yīng)的左豎直煙道下部?jī)?nèi)的爐體內(nèi)壁上固定安裝有下水冷壁8；在左豎直煙道上部的爐體內(nèi)壁上固定安裝有上水冷壁9，下水冷壁8出口與上水冷壁9進(jìn)口口相連通；在水平煙道16內(nèi)固定安裝有至少一個(gè)過(guò)熱器10；在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個(gè)空氣預(yù)熱器；在右豎直煙道的下端的爐體1底部設(shè)有右煙道排渣口12。

其中，所述的上水冷壁9和所述的下水冷壁8均采用現(xiàn)有公知的水冷壁結(jié)構(gòu)，水冷壁結(jié)構(gòu)為鍋爐的主要受熱部分，它由數(shù)排鋼管連接而成，能夠吸收左豎直煙道中高溫?zé)煔獾妮椛錈崃?在管內(nèi)產(chǎn)生蒸汽或熱水，并降低爐墻溫度,保護(hù)爐墻；

所述的過(guò)熱器10采用現(xiàn)有公知的能夠?qū)t體1中的蒸汽從飽和溫度進(jìn)一步加熱至過(guò)熱溫度的部件；

所述的空氣預(yù)熱器是利用爐體1內(nèi)的煙氣熱量來(lái)預(yù)熱燃燒用空氣的換熱器；

首先，建立水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)；先將省煤器的進(jìn)水端通過(guò)管線與自來(lái)水供給裝置連接，省煤器的出水端通過(guò)管線與下水冷壁8的進(jìn)水端連接，在爐體1外設(shè)的汽水分離裝置，上水冷壁9的出水端與汽水分離裝置的進(jìn)口連接，汽水分離裝置的蒸汽出口與過(guò)熱器10連接；過(guò)熱器10的出汽端通過(guò)主蒸汽閥與井下注氣管道連接；

其次，建立熱空氣助燃系統(tǒng)；在燃燒器安裝孔7處的爐體1外安裝水煤漿燃燒器，將空氣預(yù)熱器的出氣端與水煤漿燃燒器的供氣端通過(guò)連接管連通；

使用時(shí)，首先通過(guò)自來(lái)水供給裝置向水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)供水，使水能夠在水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)起來(lái)；然后再啟動(dòng)水煤漿燃燒器，水煤漿燃燒器的燃燒火焰噴入穩(wěn)燃室6內(nèi)燃燒并產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庖来谓?jīng)左豎直煙道、水平煙道16至右豎直煙道，伴隨著溫度逐漸遞減，并形成左豎直煙道的主受熱段、水平通道的過(guò)熱段、右豎直煙道的對(duì)流段和右豎直煙道下部的預(yù)熱段；主受熱段溫度最高，布置的上水冷壁9和下水冷壁8，能夠有效吸收高熱，使下水冷壁8內(nèi)的水能夠迅速加熱，并在管內(nèi)產(chǎn)生蒸汽或熱水；隨著高溫?zé)煔獾纳仙M(jìn)入水平煙道16，該段為過(guò)熱段；在此處安裝過(guò)熱器10，能夠有效利用這里過(guò)熱的熱量對(duì)通過(guò)干飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器進(jìn)行過(guò)熱加熱；高溫?zé)煔膺M(jìn)入右豎直煙道，進(jìn)入后的高溫?zé)煔馀c其原有的內(nèi)部空氣接觸并產(chǎn)生對(duì)流，對(duì)流雖然會(huì)使高溫?zé)煔鉁囟认陆?，但依然能保持一定的溫度，該段為?duì)流段；高溫?zé)煔饫^續(xù)下行至右豎直煙道下部，熱量會(huì)繼續(xù)損耗存在一定的余熱，該段為預(yù)熱段；在對(duì)流段或預(yù)熱段安裝的空氣預(yù)熱器，能夠利用預(yù)熱段或?qū)α鞫未嬖诘臒崃繉?duì)冷空氣加熱，然后再經(jīng)連接管輸送至燃燒器，使燃燒器中的水煤漿能夠與熱空氣接觸并燃燒，避免因空氣溫度低而撲滅火焰，提高燃燒可靠性和穩(wěn)定性；爐體1內(nèi)的燃燒廢料還能夠從排渣口排出，進(jìn)一步保證本注汽鍋爐能夠長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)以水煤漿燃料取代天燃?xì)馊剂?，不受使用限制，成本低?/p>

可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述水煤漿油田注汽鍋爐作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

如附圖1所示，在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個(gè)省煤器。在右豎直煙道內(nèi)安裝省煤器，省煤器能夠?qū)ψ畛鯊淖詠?lái)水供給裝置進(jìn)入水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)的水進(jìn)行預(yù)熱，然后再通過(guò)管線至下水冷壁8和上水冷壁9進(jìn)行高溫受熱；這樣可不僅能夠提高熱利用率，還能夠增加汽化量，更節(jié)能高效。

如附圖1所示，省煤器為兩個(gè)，分別是高溫省煤器13和低溫省煤器15，高溫省煤器13固定安裝在右豎直煙道的上部?jī)?nèi)；低溫省煤器15固定安裝在右豎直煙道的下部?jī)?nèi)；空氣預(yù)熱器為兩個(gè)，分別為一級(jí)空氣預(yù)熱器4和二級(jí)空氣預(yù)熱器3，二級(jí)空氣預(yù)熱器3固定安裝在低溫省煤器15下側(cè)的右豎直煙道內(nèi)，二級(jí)空氣預(yù)熱器3固定安裝在高溫省煤器13與低溫省煤器15之間的右豎直煙道內(nèi)。

低溫省煤器15與高溫省煤器13通過(guò)管道串聯(lián)，高溫省煤器13位于右豎直煙道上部的對(duì)流段，低溫省煤器15位于右豎直煙道下部的預(yù)熱段，從自來(lái)水供給裝置進(jìn)入水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)的水先經(jīng)低溫省煤器15進(jìn)行初步預(yù)熱后，再通過(guò)管道進(jìn)入到高溫省煤器13中再預(yù)熱，這種雙預(yù)熱的方式，能夠提高預(yù)熱效果；一級(jí)空氣預(yù)熱器4與二級(jí)空氣預(yù)熱器3通過(guò)氣體通道串聯(lián)，二級(jí)空氣預(yù)熱器3的因安裝位置高于一級(jí)空氣預(yù)熱器4，因此爐體1內(nèi)的二級(jí)空氣預(yù)熱器3的高溫?zé)煔鉁囟容^一級(jí)空氣預(yù)熱器4的溫度高，冷空氣進(jìn)入一級(jí)空氣預(yù)熱器4后再經(jīng)氣體通道進(jìn)入二級(jí)空氣預(yù)熱器3，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷空氣的雙重?fù)Q熱，提高空氣加熱效率；綜上，對(duì)水的雙預(yù)熱結(jié)構(gòu)和對(duì)冷空氣的雙重?fù)Q熱結(jié)構(gòu)能夠有效的利用高溫?zé)煔獾臒崃?，進(jìn)一步提高熱利用率，更加的節(jié)能高效。

如附圖1所示，在左豎直煙道內(nèi)固定安裝有脫硝裝置14。脫硝裝置14能處理高溫?zé)煔庵械牡趸?，避免氮氧化物排放到空氣中，減少污染。

如附圖1所示，脫硝裝置14采用SCR脫硝裝置。SCR脫硝裝置又名選擇性催化還原技術(shù)脫硝裝置，其能夠進(jìn)一步提高本注汽鍋爐中煙氣的脫硝效率。

如附圖1所示，燃燒器安裝孔7為至少兩個(gè)。在燃燒室上可通過(guò)至少兩個(gè)燃燒器安裝孔7，同時(shí)安裝多個(gè)氣（水煤漿和天然氣）兩用燃燒器，或，多個(gè)漿油（水煤漿和油）兩用燃燒器，或，漿氣兩用燃燒器和漿油兩用燃燒器組合安裝，這樣可提高高溫?zé)煔獾臒熈?，進(jìn)一步提高熱量。

如附圖1所示，下水冷壁8的管線自下而上水平盤掛固定在爐體1下部的前爐壁、右爐壁和后爐壁上；上水冷壁9的管線自下而上水平盤掛固定在爐體1四周爐壁上。這樣的下水冷壁8和上水冷壁9的管線直徑大、路徑長(zhǎng)，提高高熱輻射時(shí)長(zhǎng)，增加下水冷壁8和上水冷壁9中水的汽化效果。

如附圖1所示，在穩(wěn)燃室6底端和左豎直煙道底端的爐體1上固定有倒錐形的左灰斗2，左煙道排渣口5位于左灰斗2的底端；在右豎直煙道底端的爐體1上固定有倒錐形的右灰斗11，右煙道排渣口12位于右灰斗11的底端。倒錐形的左灰斗2和倒錐形的右灰斗11起到導(dǎo)灰的作用，提高排灰效果。

根據(jù)需要，為方便對(duì)煙道清理沉灰，在左豎直煙道、水平煙道16和右豎直煙道內(nèi)分別固定安裝有至少一個(gè)吹灰器。

根據(jù)需要，為方便爐體1移動(dòng)和拆裝，爐體1為撬裝式爐體。

根據(jù)需要，為方便爐體1的運(yùn)輸，爐體1為可組裝模塊式爐體，包括穩(wěn)燃室6和左豎直煙道下部段的模塊一，左豎直煙道上部段的模塊二，水平煙道16段及右豎直煙道上側(cè)段的模塊三，脫硝裝置14安轉(zhuǎn)段的模塊四，省煤器安裝段的模塊五和空氣預(yù)熱器安裝段的模塊六；模塊一、模塊二、模塊三、模塊四、模塊五和模塊六通過(guò)連接管件固定安裝在一起。除上述可組裝模塊式爐體1中提到的模塊組裝方式，還可根據(jù)實(shí)際情況增減模塊數(shù)量，以滿足便于運(yùn)輸拆裝的需求。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。