海上稠油平台多头自调节油气混燃装置的制造方法_4

文档序号:8297048阅读:来源:国知局
管10后排出。变频式送风系统6依据燃料供应器4的燃料供给量,由变频器的调频来改变变频式送风机15的转速,进而自动调整高压风量,正常工作时,电磁控制阀12关闭吹风管11,变频式送风机15产生的高压空气经多路换风阀14统一平均分配后,由送风管13输至混燃头3的输气总管;烟灰自冲洗后的吹扫作业时,变频式送风机15产生的高压空气经吹风管11输至混燃器本体I的主罐体腔内。
[0045]在图4和图5中,燃料供应器4通过燃料盘16和紧定螺钉与混燃头3进行联接,同时混燃头3和燃料供应器4通过燃料盘16与主罐体腔壁间的圆周焊而均匀布置于混燃器本体I内。整个燃料供应器4通过燃料盘16将鼠笼式燃油喷嘴17、空气喷嘴19和燃气喷嘴20以及输油管汇18、输气管汇21和送风管汇22集于一体,合格原油通过输油管汇18送至燃油喷嘴17后实现高压燃油雾化,伴生气经输气管汇21送至燃气喷嘴20后实现燃气高速喷射,而空气经送风管汇22送至空气喷嘴19后实现高压送风。
[0046]在图6和图7中,混燃头3由上而下依次分为增压室29、喉燃室30、混燃室31和油气预混室32四个扩压混燃腔室,保证燃料混均后经高压送风和点火可以充分燃烧。混燃头本体28上由里而外依次布置内螺旋燃烧片26和外螺旋燃烧片25,结合内混燃喷头27和外混燃喷头23所构成的增压室29,最终产生短火焰;同时,内螺旋燃烧片26和外螺旋燃烧片25旋向相反,保证火焰形成后可以均匀加热盘管。外螺旋燃烧片25通过燃烧片座24均布于外混燃喷头23薄壁面上,自行调节火焰的方向和长度。
[0047]在图8中,轴流式驱灰器5的电机38通过电机支座36固定于混燃器本体I底部,驱灰轴34依次穿过主罐体7和轴端压盖35并通过联轴器37与电机38相联接,同时驱灰轴34传递电机38的动力并带动驱灰叶片33旋转,实现主罐体7内烟灰的自清洁。
[0048]在图9中,油气混燃控制系统通过监测进燃气量经由三向转换阀自动控制进燃油量进行油气任意比例的混合,通过监测混燃器本体内的温度由三向转换阀自动控制气动控制阀,调整进燃油和燃气量,同时控制变频控制阀改变送风机的转速,调整送风量。
[0049]在图10中,海上稠油平台多头自调节油气混燃装置的燃料供应流程为,平台自产的合格原油由原油日用储罐经增压泵增压后进入输油管汇18的输油总管,依次经智能液体涡轮流量计、电磁控制阀、球阀和气动控制阀后,由多路阀统一分配给各输油支管,再通过输油接头送至鼠笼式高压燃油喷嘴17,高压燃油经旋流齿高速旋转离心而雾化并喷入混燃头3的油气预混室32内。平台伴生气由压力储罐进入输气管汇21的输气总管,分别经自力式调节阀、智能气体涡轮流量计、电磁控制阀、球阀和气动控制阀后,通过分气路由均匀配送给各输气支管,再经过输气接头送至鼠笼式燃气喷嘴20,并高速喷射入油气预混室32。清洁空气经变频式送风机15变为高压空气,电磁控制阀12关闭吹风管11后,高压空气经多路换风阀14统一平均分配并由送风管13输至输气总管,通过分气路由均匀配送给各输气支管,再经过输气接头送至鼠笼式空气喷嘴19并喷入混燃室31。油气混燃控制系统通过监测输气管汇21的进燃气量经由三向转换阀自动控制输油管汇18的进燃油量,并通过监测混燃器本体I内的温度经由气电转换器自动控制燃料供应器4的进油气量及变频式送风系统6的送风量。
[0050]在图10中,多头自调节油气混燃装置适应海上稠油平台热采注蒸汽设备所需要的立式紧凑布置、短火焰、采用平台自产原油和伴生气等双燃料混燃、自动控制进油气量和烟灰清洁等特点,其油气混燃和短火焰发生机理为,雾化燃油经燃油喷嘴17喷入混燃头本体28的油气预混室32内,截面突然变大使得其体积膨胀而压力骤降,然后再与经燃气喷嘴20高速喷射入油气预混室32的燃气充分混合,混均后的油气进入截面逐渐缩小的锥形混燃室31,使得油气流速下降,并与经空气喷嘴19喷入混燃室31的高压空气在自动点火器点火后充分燃烧产生火焰,火焰继续向上流经柱形喉燃室30时速度开始增大而压力进一步降低,便于喉燃室30产生负压并不断吸进混燃室31随之形成的火焰,此后火焰继续向上流入外混燃喷头23和内混燃喷头27内的增压室29,由于增压室29的流道截面不断增大,使得火焰流速逐渐降低而压力不断增大,并结合外螺旋燃烧片25和内螺旋燃烧片26的综合作用,最终形成螺旋式短火焰,同时外螺旋燃烧片25和内螺旋燃烧片26均采用螺旋形燃烧片且内外旋向相反,使得所形成螺旋式短火焰的轴向力相互抵消进而保证火焰分布均匀。另外,依据注汽装置盘管内的蒸汽流量,油气混燃控制系统调整燃料供应器4供给燃料的流量或压力,相应的燃烧片座24上的外螺旋燃烧片25自行调整角度,进而自动调节所形成短火焰的方向和长度。
[0051]在图10中,海上稠油平台多头自调节油气混燃装置的烟灰自清洁流程为,混燃头3中油气双燃料混燃会产生烟灰,此时伺服电机38依据烟气状况调整转速,并经联轴器37驱动驱灰轴34进行旋转,从而带动驱灰叶片33不断搅拌混燃器本体I底部的烟灰,同时驱灰叶片33的旋转作用使得其周围形成负压区,使得扬起的烟灰被吸入旋流场并随混燃头3产生的短火焰一起向上流动,最终排出热采注汽装置。
[0052]在图11中,海上稠油平台多头自调节油气混燃装置的烟灰双重清洗作业流程为,首先由多分支喷淋器2定期实施自冲洗作业,喷淋液由主干管8进入各分支管9,再经增压后由分支管9上的各喷淋嘴喷出,主干管8外端的分支管9中的喷淋液清洗混燃头3和混燃器本体I的主罐体7,而其中心的分支管9内的喷淋液清洗轴流式驱灰器5,清洗下来的烟灰等随喷淋液一起落入主罐体7底部并汇集至排污管10后排出油气混燃器。为彻底清除烟灰,自冲洗作业后,由变频式送风系统6实施吹扫作业,电磁控制阀12关闭送风管13,调整变频器来提高变频式送风机15的转速,进而提升送风量,产生的高压空气经多路换风阀14分配后,由吹风管11分成两股高压风流,分别输至混燃器本体I内,对混燃器本体I的主罐体腔、多分支喷淋器2的管网、混燃头3和轴流式驱灰器5等进行吹扫,带有少量烟灰的气流经由热采注汽装置的盘管而排出。
【主权项】
1.一种海上稠油平台多头自调节油气混燃装置,其特征在于: 一混燃器本体;所述混燃器本体由里而外依次布置轴流式驱灰器与混燃头和燃料供应器,且在混燃头上部布置多分支喷淋器,采用立式容器的形式,排污管与吹风管外侧的主罐体腔壁上沿圆周方向均匀布置3个圆形孔眼,孔眼的轴线与混燃器本体的中心线间呈15。; 一燃料供应器;所述燃料供应器通过燃料盘将燃油供应系统、燃气供应系统和送风系统集于一体,燃气喷嘴、空气喷嘴和燃油支喷嘴依次呈鼠笼式排列且其轴线均与燃油主喷嘴的轴线相平行;合格原油流经输油总管并由多路阀统一分配给各输油支管,燃油喷嘴实现高压燃油雾化,分为燃油主喷嘴和燃油支喷嘴且其结构相同,中间的流道由下而上依次为圆锥面、柱面和倒圆锥面,下锥面内沿锥面螺旋布置旋流齿,旋流齿轴向间距和旋流齿宽不断缩小;伴生气或空气经输气总管并由分气路由均匀配送给各输气支管,燃气喷嘴和空气喷嘴中间的流道均分为主气道和支气道,支气道由圆形柱面和喇叭口形锥面相结合,燃气或空气经主气道换向进入支气道柱面稳流后由喇叭口形锥面喷出;燃气喷嘴实现高压燃气的高速喷射并与雾化后的细油滴充分混合,每个燃气喷嘴结构相同且均包括呈180°对称布置的两个支气道,空气喷嘴实现高压送风,每个空气喷嘴均设有两层排列的支气道; 一混燃头;所述三个混燃头分别与燃料供应器联接好后沿混燃器本体的主罐体腔壁均匀布置,同时混燃头轴线与混燃器本体的中心线间呈15°,混燃头由下而上依次分为油气预混室、混燃室、喉燃室和增压室四个扩压混燃腔室,燃料热能转化率高;混燃头本体采用类“蜂窝”的柱体,中央加工有与燃油主喷嘴相配合的变截面主流道而四周则均匀布置与燃油支喷嘴相配合的鼠笼式变截面支流道;内混燃喷头的内壁和外壁与外混燃喷头的内壁共同构成油气混燃后火焰的增压室,内混燃喷头采用变截面厚壁筒体,外壁上加工有沿圆周方向均匀布置的螺旋形凹槽,外混燃喷头采用薄壁筒体,整体呈现喇叭口状;内外螺旋燃烧片结合增压室的减速增压共同作用产生螺旋式短火焰,且内外旋向相反的燃烧片使火焰轴向力相互抵消以保证形成的火焰分布均匀,同时外螺旋燃烧片可以自动调整角度以此保证所形成短火焰的方向和长度可自调节;内外螺旋燃烧片均采用螺旋形燃烧片,螺旋线法面端面均呈现扇形; 一油气混燃控制系统;所述油气混燃控制系统通过监测输气管汇的进燃气量经三向转换阀自动控制输油管汇的进燃油量,实现油气任意比例的混合;油气混燃控制系统保证混燃头优先使用燃气作为其燃料,且通过监测混燃器本体内的温度,自动控制进油气量和送风量; 一轴流式驱灰器;所述轴流式驱灰器依据供给燃料混燃后的烟气状况调整伺服电动机的转速,控制驱灰量,它包含三片驱灰叶片并沿圆周方向均匀布置,且分别与每个混燃头相对应;驱灰叶片的轮廓线为沿驱灰轴外环面展开的螺旋线,垂直于轮廓线的法面端面的高度沿轮廓线由下而上从零开始逐
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