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

背景技術(shù)：

在我國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，普遍使用的是燃氣注汽鍋爐；但隨著天然氣用量受限，以及日益增長的價格等因素的影響，存在使用受限，成本高的問題；因此，尋求新的替代燃料是勢在必行；經(jīng)對電站的考察中發(fā)現(xiàn)，目前國內(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，解決了使用天然氣而存在的問題；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23t/h燃油注氣鍋爐進行燃用水煤漿的改造，進行了連續(xù)燃燒試驗，雖然水煤漿燃燒成功，但由于爐膛無法出渣，不能長期連續(xù)運行，容易滅火，最終失敗；在此之后，國內(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，能源浪費嚴重，以及空氣污染的問題。

技術(shù)實現(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，不能長期連續(xù)運行的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(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、過熱器和空氣預熱器；爐體內(nèi)設呈倒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有左煙道排渣口；在左豎直煙道的左下側(cè)的爐體上設有與其相通的穩(wěn)燃室，在穩(wěn)燃室處的爐壁上設有燃燒器安裝孔；與穩(wěn)燃室對應的左豎直煙道下部內(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口口相連通；在水平煙道內(nèi)固定安裝有至少一個過熱器；在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個空氣預熱器；在右豎直煙道的下端的爐體底部設有右煙道排渣口。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進：

上述右豎直煙道的內(nèi)可固定安裝有至少一個省煤器。

上述省煤器為兩個，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內(nèi)；低溫省煤器固定安裝在右豎直煙道的下部內(nèi)；空氣預熱器為兩個，分別為一級空氣預熱器和二級空氣預熱器，二級空氣預熱器固定安裝在低溫省煤器下側(cè)的右豎直煙道內(nèi)，二級空氣預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；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，通過空氣預熱器將空氣預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，能夠長期連續(xù)運行，實現(xiàn)以水煤漿燃料取代天燃氣燃料，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省煤器預熱，出上水冷壁與下水冷壁之后的干蒸汽又經(jīng)過熱器加熱，熱利用率高；以及爐體采用撬裝和可組裝模塊式，方便搬運和運輸。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明最佳實施例的主視剖視結(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為二級空氣預熱器，4為一級空氣預熱器，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。

具體實施方式

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

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

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述：

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、過熱器10和空氣預熱器；爐體1內(nèi)設呈倒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上設有與其相通的穩(wěn)燃室6，在穩(wěn)燃室6處的爐壁上設有燃燒器安裝孔7；與穩(wěn)燃室6對應的左豎直煙道下部內(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進口口相連通；在水平煙道16內(nèi)固定安裝有至少一個過熱器10；在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個空氣預熱器；在右豎直煙道的下端的爐體1底部設有右煙道排渣口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煙氣的輻射熱量,在管內(nèi)產(chǎn)生蒸汽或熱水，并降低爐墻溫度,保護爐墻；

所述的過熱器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一步加熱至過熱溫度的部件；

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

首先，建立水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)；先將省煤器的進水端通過管線與自來水供給裝置連接，省煤器的出水端通過管線與下水冷壁8的進水端連接，在爐體1外設的汽水分離裝置，上水冷壁9的出水端與汽水分離裝置的進口連接，汽水分離裝置的蒸汽出口與過熱器10連接；過熱器10的出汽端通過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，將空氣預熱器的出氣端與水煤漿燃燒器的供氣端通過連接管連通；

使用時，首先通過自來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；然后再啟動水煤漿燃燒器，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)生高溫煙氣，高溫煙氣依次經(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、水平通道的過熱段、右豎直煙道的對流段和右豎直煙道下部的預熱段；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；隨著高溫煙氣的上升進入水平煙道16，該段為過熱段；在此處安裝過熱器10，能夠有效利用這里過熱的熱量對通過干飽和蒸汽進入過熱器進行過熱加熱；高溫煙氣進入右豎直煙道，進入后的高溫煙氣與其原有的內(nèi)部空氣接觸并產(chǎn)生對流，對流雖然會使高溫煙氣溫度下降，但依然能保持一定的溫度，該段為對流段；高溫煙氣繼續(xù)下行至右豎直煙道下部，熱量會繼續(xù)損耗存在一定的余熱，該段為預熱段；在對流段或預熱段安裝的空氣預熱器，能夠利用預熱段或?qū)α鞫未嬖诘臒崃繉淇諝饧訜?，然后再?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，進一步保證本注汽鍋爐能夠長期連續(xù)運行，實現(xiàn)以水煤漿燃料取代天燃氣燃料，不受使用限制，成本低。

可根據(jù)實際需要，對上述水煤漿油田注汽鍋爐作進一步優(yōu)化或/和改進：

如附圖1所示，在右豎直煙道內(nèi)固定安裝有至少一個省煤器。在右豎直煙道內(nèi)安裝省煤器，省煤器能夠?qū)ψ畛鯊淖詠硭┙o裝置進入水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)的水進行預熱，然后再通過管線至下水冷壁8和上水冷壁9進行高溫受熱；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，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內(nèi)；低溫省煤器15固定安裝在右豎直煙道的下部內(nèi)；空氣預熱器為兩個，分別為一級空氣預熱器4和二級空氣預熱器3，二級空氣預熱器3固定安裝在低溫省煤器15下側(cè)的右豎直煙道內(nèi)，二級空氣預熱器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通過管道串聯(lián)，高溫省煤器13位于右豎直煙道上部的對流段，低溫省煤器15位于右豎直煙道下部的預熱段，從自來水供給裝置進入水汽加熱循環(huán)系統(tǒng)的水先經(jīng)低溫省煤器15進行初步預熱后，再通過管道進入到高溫省煤器13中再預熱，這種雙預熱的方式，能夠提高預熱效果；一級空氣預熱器4與二級空氣預熱器3通過氣體通道串聯(lián)，二級空氣預熱器3的因安裝位置高于一級空氣預熱器4，因此爐體1內(nèi)的二級空氣預熱器3的高溫煙氣溫度較一級空氣預熱器4的溫度高，冷空氣進入一級空氣預熱器4后再經(jīng)氣體通道進入二級空氣預熱器3，實現(xiàn)對冷空氣的雙重換熱，提高空氣加熱效率；綜上，對水的雙預熱結(jié)構(gòu)和對冷空氣的雙重換熱結(jié)構(gòu)能夠有效的利用高溫煙氣的熱量，進一步提高熱利用率，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能處理高溫煙氣中的氮氧化物，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。在燃燒室上可通過至少兩個燃燒器安裝孔7，同時安裝多個氣（水煤漿和天然氣）兩用燃燒器，或，多個漿油（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，這樣可提高高溫煙氣的煙量，進一步提高熱量。

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，提高高熱輻射時長，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起到導灰的作用，提高排灰效果。

根據(jù)需要，為方便對煙道清理沉灰，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吹灰器。

根據(jù)需要，為方便爐體1移動和拆裝，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)實際情況增減模塊數(shù)量，以滿足便于運輸拆裝的需求。

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