油田水套炉双火源燃烧器的制作方法

本实用新型涉及石油工业水套炉的送气燃烧装置，尤其是油田水套炉双火源燃烧器。

背景技术：

在采油生产管理中，水套炉是油井输油的专用加热设备，主要用于将原油加热到一定温度来降低回压，以便于原油外输、沉降、脱水等工艺要求。加热原理是可燃燃料在火筒中燃烧后，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套炉中的水，使水的温度升高，并部分汽化，水及其蒸汽再将热量传递给油盘管中的原油，使油获得热量，温度升高。使从中通过的油井产出液温度升高达到输送要求。

水套炉燃烧器分为常压燃烧火管和负压燃烧火管。常压燃烧火管是用风机强制向炉膛送风，并配备自动点火及熄火保护装置，该燃烧器成本高，管理复杂。

负压燃烧火管所需空气为自然进风，火管结构简单、使用方便，成本低廉，不需要配置其它设备，可以自制，但存在以下问题：1、水套炉火管燃烧过程中存在水套炉燃烧不完全冒黑烟导致环保不达标现象；2、燃料燃烧不完全，过剩空气系数太小，烟气上升至烟囱顶部时水汽突然凝结，水滴顺着烟囱流下来，聚集于炉膛，造成加热炉底部有水流出，导致烟筒滴水腐蚀，烟筒缩短使用寿命；3、加热炉负压不足，供氧量不足，燃烧不充分，导致烟灰堵塞烟道，烟筒易结灰结垢，存在堵塞烟道现象，堵塞严重时导致水套炉报废。4、燃烧不充分，燃烧时重质成份燃烧成焦质堵塞火管，使火管燃烧效果更差。火管结焦出现堵塞熄火，需经常清理，增大工作量。5、燃烧时热效率低存在浪费气源现象。

通常油井水套炉使用的燃烧器，尤其是单井、边远油井水套炉使用的燃烧器均为自制。单井水套炉一般采用6分管，前端用手钢锯锯出几道锯缝作为出气燃烧孔。干线炉一般采用大管套小管焊接在一起的做为常用炉头。由于气源纯净度得不到保证，所以极易造成喷嘴结焦，从而影响燃烧效果，保证不了热效率。上述水套炉燃烧器的结构需要改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供油田水套炉双火源燃烧器，解决水套炉燃烧管结焦、浪费气源和热效率低下的问题，节约能源，保护环境。

本实用新型的技术解决方案是：

油田水套炉双火源燃烧器包括后端板体设有进风孔的内燃烧管和前端管体设有喷嘴的内焰喷管，内焰喷管安装在内燃烧管的后端，内燃烧管的前部还装有外燃烧管，燃烧板设有外焰燃烧管孔和内燃烧管孔，燃烧板固定在外燃烧管和内燃烧管的前端，外焰进气管和进风管设置在内燃烧管的两侧并分别与外燃烧管与内燃烧管之间的环空连通。

所述内燃烧管的管体呈腰鼓形状、两端管体直径大于中段管体直径，中段管体分别是缩径管、喉管和扩散管。

所述外燃烧管的内径大于内燃烧管的外径，外焰燃烧管孔设在内燃烧管与外燃烧管之间的燃烧板中，内燃烧管孔设在内燃烧管前端的燃烧板中。

所述内燃烧管孔的孔径大于外焰燃烧管孔的孔径，所述的外焰燃烧管孔能够是内小外大的锥形孔或直孔。

所述内焰喷管的后部还装有风门调节板，所述风门调节板的板体上设有风门调节孔和风门调节手柄，该风门调节板的板体外径等于或大于内燃烧管后端管体的外径。

所述喷嘴是锥形结构、前端管口小于后端管口。

与现有水套炉燃烧器相比，本实用新型的有益效果是：本燃烧器改进了燃烧管的结构、设置了两个燃烧管，分别是内燃烧管和外燃烧管，而且内燃烧管的管体呈腰鼓形状。当工作气体从喷嘴高速喷出时，在内燃烧管中的喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，周围的空气随即被吸入，燃气和空气在喉管中混合并进行动能交换，使被输送气体的动能增加，最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能，最终释放燃烧，能够将热效率提高10%~15%。内焰喷管后部设置的风门调节板可根据燃烧情况调节进风量，使用做燃气的伴生气与空气充分混合，也可提高燃烧效果。

由于天然气的压力与燃烧管孔的直径存在作用关系，燃烧管孔直径过大失去喷射效果，直径过小燃烧热量又不够，为了补偿燃烧，在内燃烧管外部添加了外燃烧管，外燃烧管由外焰进气管和送风管组成，外焰进气管送入的天然气在燃烧时形成负压与送风管中的空气进入到内燃烧管与外燃烧管之间的环空内混合燃烧。天然气进入外燃烧管时由于内燃烧管温度较高，气体中的轻质成分在高温下气化减少了污染、提高了燃烧效果。

内燃烧管利用射流原理在缩径管处形成负压，天然气和空气在内燃烧管的后部管体充分混合，从缩径管射流进入喉管，压力升高，扩散至扩散管压力降低，在开有蜂窝状小孔的燃烧板处燃烧。内焰喷管后部设有风门调节板，可根据燃烧情况调节进风量，通过风门调节板进风使伴生气和空气充分混合，提高燃烧效果。

内焰喷管前部的喷嘴采用了射流结构，增加了外部助燃空气的进入，外燃烧管又增加了加热效率，同等气源条件下可使燃烧热效率提高20%左右。

本燃烧器也可根据水套炉实际情况单独使用内燃烧管或外燃烧管，单独使用内燃烧管燃烧时，关闭外焰进气管的供气阀门即可。

单独使用外燃烧管燃烧时，关闭内燃烧管的供气阀门，此时内燃烧管用做进风口，调节风门进风量，达到燃烧最佳效果。

综上所述本实用新型结构简单，操作方便，具有显著的燃烧效果和应用价值，具体表现在：

1、任意选择燃烧方式，内燃烧管和外燃烧管可混合使用，也可单独使用，调整方便。

2、节省气源，减少天然气消耗量，同等条件下可节约30%-40%天然气量。在同一水套炉试验，自制火管每天耗气450余方，使用本燃烧器每台干线水套炉每天可节约天然气200余立方米，达到增加加热效率的效果。

3、减少烟道清理工作和炉管结焦清理工作，燃烧环保达标减少污染排放，提高了工作效率，降低了工人的劳动强度，炉体内不容易进油出现溢火现象，提高安全系数

4、由于喷嘴采用射流结构，能过滤部分轻质成分，燃烧气体二次过滤使燃烧器不结焦，燃烧器本体无需清理。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本实用新型的保护范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，油田水套炉双火源燃烧器包括后端板体设有进风孔3的内燃烧管8和前端管体设有喷嘴4的内焰喷管1，内焰喷管1安装在内燃烧管8的后端；内燃烧管8的前部还装有外燃烧管12，燃烧板9设有外焰燃烧管孔11和内燃烧管孔10，燃烧板9固定在外燃烧管12和内燃烧管8的前端，外焰进气管14和进风管6设置在内燃烧管8的两侧并分别与外燃烧管12与内燃烧管8之间的环空连通。

所述内燃烧管8的管体呈腰鼓形状、两端管体直径大于中段管体直径，中段管体分别是缩径管5、喉管13和扩散管7。燃气进入内燃烧管8后，具有先在后部管体与气体混合、再被吸入到前部管体燃烧的功能。天然气和空气能够在内燃烧管8中形成负压，天然气和空气在内燃烧管8后部管体中充分混合、经缩径管5射流进入喉管13，压力升高后、经扩散管7进入内燃烧管8前部管体扩散后压力降低，在内燃烧管孔10处燃烧，使燃气与气体混合后的燃烧效果更好。

所述外燃烧管12的内径大于内燃烧管8的外径，外焰燃烧管孔11设在内燃烧管8与外燃烧管12之间的燃烧板9中，内燃烧管孔10设在内燃烧管8前端的燃烧板9中。

所述内燃烧管孔10的孔径大于外焰燃烧管孔11的孔径，所述的外焰燃烧管孔11能够是内小外大的锥形孔或直孔。

所述内焰喷管1的后部还装有风门调节板15，所述风门调节板15的板体上设有风门调节孔2和风门调节手柄16，该风门调节板15的板体外径等于或大于内燃烧管8后端管体的外径。在内燃烧管8后端板体的进风孔3处设置风门调节板15，可根据燃烧情况调节进风量，让用做燃气的油井伴生气与空气的混合更为充分，可提高燃烧效果。

所述喷嘴4是锥形结构、前端管口小于后端管口，进入其中的燃气可以呈射流状喷出。

本装置放置在水套炉炉膛内，将装置后部的风门调节板15放置于炉膛外，便于空气混合进入本燃烧器内并方便调节进风量，内燃烧管8的气源通过供气阀门连接于内焰喷管1后端的螺纹处，外燃烧管12的气源连接于外焰进气管14后端的管口部位。

使用时，点火燃烧后，可通过风门调节板15，调整水套炉的进风量，达到最佳燃烧效果。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。