CN1888528A - 稠油开采燃煤注汽锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于稠油注蒸汽开采的稠油开采燃煤注汽锅炉，由由锅炉本体1、水汽***2、燃料***3、燃烧***4、烟风***5、灰渣***6、控制***7和断电保护***8组成，水汽***2的供水线和输汽管线分别与锅炉本体1进水口和出汽口相连接；燃料***3由分层给煤机将燃煤供给燃烧***4；燃烧***4按燃煤粒度大小分别供给锅炉本体1内的上、中、下层炉排，在炉膛高、低温燃烧室燃烧，由燃烬沉灰室排出烟尘；灰渣***6、烟风***5分别与锅炉本体1炉膛排渣口和烟道相连通；控制***7、断电保护***8分别与锅炉本体1和相关各***连接。此种注汽锅炉设计合理，工作安全可靠，利用它可以以来源充足、价格低廉的煤替代资源紧张、价格昂贵的原油，有利于降低注汽锅炉运行和稠油开采成本，缓解石油紧缺。
Description
技术领域：
本发明涉及一种用于稠油油田注蒸汽开采的蒸汽生产供给装置，属稠油热采设备类。
背景技术：
注蒸汽热力开采是稠油油田开发和稠油井生产的主要方式，这种稠油开采方式需要配置注汽锅炉或蒸汽发生器，用以生产、供给大量的湿饱和蒸汽。目前，现场采用的注汽锅炉通常采用原油作为燃料，因而在生产、供给热采用蒸汽的同时需要耗用大量原油，不仅“大材小用”，且使其生产成本难以降低。尤其是近年来世界石油能源危机日益加剧、油价快速大幅度上涨的形势下，节约石油、寻找替代燃料的工作迫在眉睫，势在必行。由于煤的蕴藏量极为丰富，且价格低廉，自然地成为替代燃油的首选。然而，原油是易于流动输送的液体，而煤则为形状不规则、难以输送的固体，二者截然不同，而现场使用的燃油注汽锅炉结构较为简单，无法适应燃煤的工况条件和工作要求，要实现从燃油到燃煤的转变，需要从结构上进行根本性的改造。
发明内容：
本发明目的在于提供一种以煤为燃料、设计先进、结构优良、工作可靠的稠油开采燃煤注汽锅炉。
本发明的目的是这样实现的。此种燃煤注汽锅炉包括锅炉本体和水汽***、燃料***、燃烧***、烟风***、灰渣***、控制***、断电保护***7个配套***。水汽***的供水线和输汽管线分别与锅炉本体进水口和出汽口相连接；燃料***由置于锅炉本体前的分层给煤机将燃煤供给燃烧***；燃烧***由分层给煤机按燃煤粒度大小分别供给锅炉本体内的上、中、下层炉排，在炉膛内的高、低温燃烧室燃烧，由设在炉膛出口的燃烬沉灰室排出烟尘；灰渣***、烟风***分别与锅炉本体炉膛排渣口和烟道相连通；控制***、断电保护***通过可编程控器、测量仪表、电路分别与锅炉本体和相关各***连接。各***构成和工作过程分述如下：
水汽***由主供水线、断电保护供水线和站内循环线构成，主供水线的工艺流程如下：站外来水进入50m3生水罐，经软化除氧装置处理后由主给水泵供给锅炉；锅炉加热产生的湿饱和蒸汽通过注汽管网供给注汽井注入井下油层。断电保护供水线的流程是：站外来水进50m3生水罐后，由辅助给水泵供给锅炉，加热后的热水经扩容器进入排放水箱，继而进入清水池。站内循环线的流程是：清水池内的热水由热水泵供给锅炉，加热后经扩容器进入排放水箱，再进入清水池，如此在站内反复循环。
锅炉本体由炉体、一级、二级省煤器、锅炉对流管束、托拱管、防焦管、锅炉盘管和水冷壁、主汽阀构成，其工艺流程如下：经氧化和脱氧处理的水由柱塞泵输经一级、二级省煤器，进入锅炉对流管束、托拱管、防焦管、盘管，由主汽阀排出湿饱和蒸汽。
燃烧***由炉前煤舱、分层给煤机、炉排、炉膛、高温燃烧室、低温燃烧室、燃烬沉灰室构成，分层给煤机将煤按粒度大小有序地播撒在炉排上，上层为细屑状煤，中层为小粒状煤，下层为块煤，有利于火床通风和着火燃烧；炉膛由中拱水平分割成上下两段，上段为燃烧挥发成份的低温燃烧室(亦称燃烧换热室)，下段为重点燃烧难燃物固定碳(俗称焦碳)的高温燃烧室，中拱除保持火床的高温燃烧外，还迫使高温火焰在拱下向前后流动，向前加强煤的着火，向后加强煤的燃尽；燃尽沉灰室设在炉膛出口处，烟气向下流动然后转向上，构成一个180°大转弯，以使烟气带走的飞灰得到一次分离，以降低锅炉的原始排尘浓度。
燃料***由干煤棚、小煤斗、槽式给料机、大倾角皮带输送机、小溜煤管、大煤斗、大溜煤管、分层给煤机构成，干煤棚内的燃料煤由小煤斗送至槽式给料机，再由大倾角皮带输送机经小溜煤管输至大煤斗，经大溜煤管输至分层给煤机，供给锅炉本体的炉排进行燃烧。
灰渣***由渣沟、重型板链除渣机、渣场构成，灰渣由炉排排至渣沟并沿渣沟送至重型板链除渣机，再送去渣场。
烟风***由鼓风机、风道、炉膛、一、二级除尘器、烟道、引风机、烟囱构成，通过鼓风机将风沿风道送入炉膛，燃煤形成的烟气经一级、二级除尘器除尘后沿烟道进入引风机，再由烟道输至烟囱排出。
控制***由触摸屏、可编程控制器(PLC)、变频器、盘显仪表、变送器构成，分为自动和手动两种工作模式，给水温度、锅炉排量、蒸汽压力、蒸汽温度、二次对流温度、排烟温度、排烟含氧等参数分别显示于触摸屏和盘显仪表，触摸屏与盘显仪表相互独立。控制***的工作主要是联锁启动和联锁停运，在联锁启动时，给水泵、排渣机分别启动，炉排、分层给煤机、引风机、鼓风机分别运转，首先使炉内充满水，其次是抽走炉膛内的有害气体，最后向炉膛煤床供氧；在联锁停运时，鼓风机、引风机、分层给煤机、炉排、排渣机先后停运，当蒸汽温度低于100℃时给水泵停运，首先断绝向煤床供氧，阻断继续燃烧，其次是抽走炉膛内的有害气体，使炉管充水继续降温，最后停运。当超出预设的报警极限时，控制***会发出声光报警信号，保证***安全、高效运转。
断电保护***由传感器和PLC组成，当通过给水压力流量采集信号检测到断电停泵缺水信息时，该***迅速启动备用柴油机补水泵，向炉内补水，保证锅炉安全，当蒸汽温度降到100℃时停运，或者由断电保护***断开PLC控制***电源，打开电磁失电排汽控制阀，销音机放空，安全停炉，亦可由断电保护***控制关闭注汽主阀。
本发明构思全面，设计合理，工作安全可靠，利用它可以以来源充足、价格低廉的煤替代资源紧张、价格昂贵的原油，有利于降低注汽锅炉运行和稠油开采成本，缓解石油紧缺。
附图说明：图1为本发明提供的燃煤注汽锅炉及其配套***的工艺流程示意图(图中控制***7、断电保护***8未画出)。图2为该注汽锅炉断电保护***工作过程框图。
具体实施方式：
本发明由以下实施例给出，下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图所示，本发明由锅炉本体1、水汽***2、燃料***3、燃烧***4、烟风***5、灰渣***6、控制***7和断电保护***8组成，其工艺流程连接关系如下：水汽***2的供水线和输汽管线分别与锅炉本体1进水口和出汽口相连接；燃料***3由置于锅炉本体1前的分层给煤机将燃煤供给燃烧***4；燃烧***4由分层给煤机按燃煤粒度大小分别供给锅炉体1内的上、中、下层炉排，在炉膛内的高、低温燃烧室燃烧，由设在炉膛出口的燃烬沉灰室排出烟尘；灰渣***6、烟风***5分别与锅炉本体1炉膛排渣口和烟道相连通；控制***7、断电保护***8通过可编程控器、测量仪表、电路分别与锅炉本体1和相关各***连接。其中，锅炉本体1的一级省煤器为6根并联的φ51×6蛇形管拼装成3组进集箱，二级省煤器和锅炉对流管束为9根并联的φ51×6蛇形管拼装成3组进集箱，托拱管为单根φ89×13的蛇形管，防焦管为φ89×13光管，锅炉水冷壁采用φ89×13的鳍片管制成模式壁。为防止刚开始汽化段的汽化分层，防焦管及下部锅炉排管内装有绕流子；为防止高温炉渣向炉墙黏结，在防焦管和炉排边护板之间加焊耐热钢防焦板；两侧墙及前后墙的立柱采用叠加支架，顶棚用槽钢吊架吊装。燃烧***中的炉排结构上有三大特点：一是通风道有搭接间隙，以减少漏煤，二是炉排下设有横向风仓，保证配风均匀，三是炉排密封性好，可做到各风室间不相互串风。
Claims (9)
1、一种稠油开采燃煤注汽锅炉，由锅炉本体(1)、水汽***(2)、燃料***(3)、燃烧***(4)、烟风***(5)、灰渣***(6)、控制***(7)和断电保护***(8)组成，其特征在于：水汽***(2)的供水线和输汽管线分别与锅炉本体(1)进水口和出汽口相连接；燃料***(3)由置于锅炉本体(1)前的分层给煤机将燃煤供给燃烧***(4)；燃烧***(4)由分层给煤机按燃煤粒度大小分别供给锅炉体(1)内的上、中、下层炉排，在炉膛内的高、低温燃烧室燃烧，由设在炉膛出口的燃烬沉灰室排出烟尘；灰渣***(6)、烟风***(5)分别与锅炉本体(1)炉膛排渣口和烟道相连通；控制***(7)、断电保护***(8)通过可编程控器、测量仪表、电路分别与锅炉本体(1)和相关各***连接。
2、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：锅炉本体(1)由炉体、一级、二级省煤器、锅炉对流管束、托拱管、防焦管、锅炉盘管和水冷壁、主汽阀构成，其工艺流程为：经氧化和脱氧处理的水由柱塞泵输经一级、二级省煤器，进入锅炉对流管束、托拱管、防焦管、盘管，由主汽阀排出湿饱和蒸汽。
3、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：水汽***(2)由主供水线、断电保护供水线和站内循环线构成，主供水线的工艺流程为：站外来水进入50m3生水罐(9)，经软化除氧装置(10)处理后由主给水泵(11)供给锅炉；锅炉加热产生的湿饱和蒸汽通过注汽管网供给注汽井注入井下油层。
4、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：燃烧***(3)由炉前煤舱、分层给煤机、炉排、炉膛、高温燃烧室、低温燃烧室、燃烬沉灰室构成，分层给煤机将煤按粒度大小有序地播撒在炉排上，上层为细屑状煤，中层为小粒状煤，下层为块煤；炉膛由中拱水平分割成上下两段，上段为燃烧挥发成份的低温燃烧室，上段为重点燃烧难燃物固定碳的高温燃烧室；炉膛出口处设有燃烬沉灰室。
5、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：燃料***(4)由干煤棚(12)、小煤斗(13)、槽式给料机(14)、大倾角皮带输送机(15)、小溜煤管(16)、大煤斗(17)、大溜煤管(18)、分层给煤机构成，干煤棚(12)内的燃料煤由小煤斗(13)送至槽式给料机(14)，再由大倾角皮带输送机(15)经小溜煤管(16)输至大煤斗(17)，经大溜煤管(18)输至分层给煤机，供给锅炉本体(1)的炉排进行燃烧。
6、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：灰渣***(6)由渣沟、重型板链除渣机(25)、渣场(26)构成，灰渣由炉排排至渣沟并沿渣沟送至重型板链除渣机(25)，再送去渣场(26)。
7、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：烟风***(5)由鼓风机(19)、风道、炉膛、一、二级除尘器(20)、(21)、烟道(22)、引风机(23)、烟囱(24)构成，通过鼓风机(19)将风沿风道送入炉膛，燃煤形成的烟气经一级、二级除尘器(20)、(21)除尘后沿烟道(22)进入引风机(23)，再由烟道(22)输至烟囱(24)排出。
8、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：控制***(7)由触摸屏、可编程控制器、变频器、盘显仪表、变送器构成，分为自动和手动两种工作模式，给水温度、锅炉排量、蒸汽压力、蒸汽温度、二次对流温度、排烟温度、排烟含氧等参数分别显示于触摸屏和盘显仪表，触摸屏与盘显仪表相互独立；控制***的工作主要是联锁启动和联锁停运。
9、根据权利要求1所述的稠油开采燃煤注汽锅炉，其特征在于：断电保护***(8)由传感器和可编程控制器PLC组成，当通过给水压力流量采集信号检测到断电停泵缺水信息时，该***迅速启动备用柴油机补水泵，向炉内补水，保证锅炉安全，当蒸汽温度降到100℃停运，或者由断电保护***断开PLC控制***电源，打开电磁失电排汽控制阀，销音机放空，安全停炉，亦可由断电保护***控制关闭注汽主阀。
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| CN 200610047361 CN1888528A (zh) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | 稠油开采燃煤注汽锅炉 |
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| CN1888528A true CN1888528A (zh) | 2007-01-03 |
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| CN (1) | CN1888528A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101881434A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-11-10 | 西安交通大学 | 一种车载式烟气三回程高压直流注汽锅炉*** |
| CN102305057A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-01-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 分层注汽模拟试验***及其工作方法 |
| CN103423727A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-12-04 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 油田燃煤注汽锅炉 |
| CN104405352A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种稠油蒸汽吞吐采油的注入方法及装置 |
-
2006
- 2006-07-28 CN CN 200610047361 patent/CN1888528A/zh active Pending
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