无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃烧领域，尤其指一种能实现稠油等低品质燃油高效、清洁燃烧的无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法。
【背景技术】
[0002]石油作为一种重要的非再生性战略资源，对国民经济建设具有特殊的意义。面对我国严峻的石油供应短缺形势，在加紧开展新油田勘测的同时，提高开采后期油田的产量、并实现低品质燃油(如稠油)的高效率利用具有重要意义。
[0003]近年来，火烧油层作为开采稠油的一种热采工艺受到越来越多的重视。火烧油层是利用油藏中极小一部分原油就地燃烧的生成热作为热源，利用多种驱动综合作用提高采收率的热力采油法。该技术具有采收率高、热效高、适用范围广的特点。地下油层的稠油分布在具有大量孔隙的砂石岩中，该结构可看作是颗粒随机分布的多孔介质结构。因此，火烧油层是涉及高粘度稠油在岩石孔隙型多孔介质内点火和稳定燃烧的复杂问题，火烧油层的驱油效果与原油性质，空气通风量、点火温度等多个因素有关，同时由于受地质结构的特殊性、现场操作困难，加上油藏淹水等因素的限制，火烧油层工艺目前尚未得到普遍认同和应用，相关的实验研究也很少。
[0004]而对于已开采出的稠油，由于粘度大、杂质多等原因，存在燃烧效率低、污染物排放量高等缺陷，严重阻碍了其推广应用，也造成了能源的极大浪费。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法，其能实现稠油等低品质燃油的高效、清洁燃烧。
[0006]为达到上述目的，本发明提出一种无喷嘴式多孔介质燃烧装置，所述无喷嘴式多孔介质燃烧装置包括:用于容置燃油的油箱；燃烧部，包括:预蒸发区，所述预蒸发区内填充有第一多孔介质，所述预蒸发区设有燃油入口和一次风入口；燃烧区，与所述预蒸发区连通，所述燃烧区内填充有第二多孔介质，所述燃烧区靠近所述预蒸发区的一端设有点火器和燃气入口，所述燃烧区远离所述预蒸发区的一端设有第一出口 ；用于驱动所述燃油进入所述燃油入口的驱动栗。
[0007]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述预蒸发区还设有第二出口，所述第二出口外接一换热管，所述换热管延伸至所述油箱内。
[0008]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述燃烧区还设有二次风入口，所述二次风入口与所述燃气入口相邻。
[0009]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述二次风入口与一环绕在所述燃烧区外侧的环形预热通道连通。
[0010]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述燃烧区内还设有防爆层，所述防爆层位于所述第二多孔介质与所述第一出口之间。
[0011]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述一次风入口为多个，且每个所述一次风入口周围均环绕有多个所述燃油入口。
[0012]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述第一多孔介质为泡沫陶瓷。
[0013]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述第二多孔介质为陶瓷堆积型多孔介质，所述第二多孔介质的孔隙率自靠近所述预蒸发区的一端至靠近所述第一出口的一端逐渐增大。
[0014]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述燃油为稠油。
[0015]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述燃烧部还包括壳体，所述壳体具有内腔，所述内腔的左侧区域填充所述第一多孔介质形成所述预蒸发区，所述内腔的右侧区域填充所述第二多孔介质形成所述燃烧区。
[0016]如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，其中，所述第一多孔介质通过预热和蓄热使所述燃油汽化，所述燃油在所述第二多孔介质内燃烧产生的热量通过热回流进一步预热所述第一多孔介质。
[0017]本发明还提出一种燃油燃烧方法，其中，所述燃油燃烧方法采用如上所述的无喷嘴式多孔介质燃烧装置，所述燃油燃烧方法包括以下步骤:
[0018]步骤S1:预混合燃烧:将由燃气和空气组成的预混合燃气通过所述燃气入口注入所述燃烧区，采用所述点火器点燃所述预混合燃气，所述预混合燃气燃烧产生的热量对所述第一多孔介质和所述第二多孔介质预热；
[0019]步骤S2:然后启动所述驱动栗，同时通过所述一次风入口向所述预蒸发区内注入一次风，所述燃油由所述燃油入口进入所述预蒸发区，并在所述预蒸发区内汽化，汽化后的所述燃油进入所述燃烧区内被点燃；
[0020]步骤S3:在所述燃烧区内的燃油燃烧稳定后，关闭所述燃气入口，所述燃油燃烧产生的气体经所述第一出口排出对外供热。
[0021]如上所述的燃油燃烧方法，其中，所述预蒸发区还设有第二出口，所述第二出口外接一换热管，所述换热管延伸至所述油箱内；在所述步骤SI中，将所述预混合燃气注入所述燃烧区前，先关闭所述第一出口、开启所述第二出口 ；所述预混合燃气燃烧产生的热量对所述第一多孔介质和所述第二多孔介质预热的同时，燃烧产生的烟气经由所述换热管进入所述油箱内，对所述燃油预热；待所述油箱内的燃油预热充分后，再开启所述第一出口，关闭所述第二出口。
[0022]如上所述的燃油燃烧方法，其中，所述燃烧区还设有二次风入口 ；在所述步骤SI中，采用所述点火器点燃所述预混合燃气的同时，开启所述二次风入口，通过调节进入所述二次风入口的二次风的流量，使所述预混合燃气的燃烧火焰保持稳定；在所述步骤S3中，所述燃烧区内的燃油燃烧稳定后，继续使所述二次风入口保持开启状态。
[0023]本发明的无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法的特点和优点是:
[0024]1、本发明的无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法，根据多孔介质预热、蓄热特点，利用多孔介质内的预混合燃烧对预蒸发区及稠油进行预热，并通过预混合燃烧引导稠油初期燃烧，在多孔介质的热回流作用下，保证稠油快速汽化或蒸发，进而在燃烧区的第二多孔介质内进行持续燃烧，解决了稠油等低品质燃油在自由空间内不易燃烧的问题，能实现高效、充分、清洁燃烧。
[0025]2、本发明的无喷嘴式多孔介质燃烧装置及燃油燃烧方法，通过设置可开关的一次风入口、二次风入口，实现分级送风，且可实现一次风、二次风的流量调节，实现空气的适量、适时供应，从而进一步保证燃油的充分燃烧。
【附图说明】
[0026]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0027]图1是本发明的无喷嘴式多孔介质燃烧装置的示意图；
[0028]图2是图1中沿A-A线的剖视图。
[0029]主要元件标号说明:
[0030]I 油箱11燃油12换热管
[0031]2 燃烧部21预蒸发室
[0032]211燃油入口212 —次风入口213第二出口
[0033]22燃烧室
[0034]221点火器222燃气入口223 二次风入口
[0035]224第一出口225防爆层226环形预热通道
[0036]23 壳体
[0037]3 驱动栗31油管
【具体实施方式】
[0038]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0039]如图1所示，本发明提供一种无喷嘴式多孔介质燃烧装置，可用于燃烧低品质燃油，包括用于容置燃油11的油箱1、燃烧部2和驱动栗3，其中的燃油11例如为稠油等高粘度液体燃料。
[0040]燃烧部2包括用于使燃油汽化或雾化的预蒸发室21 (或预蒸发区)和用于使燃油燃烧的燃烧室22 (或燃烧区)，预蒸发室21内填充有第一多孔介质，用于使燃油汽化，多孔介质是很好的择形催化剂，有利于稠油的催化裂化，能够促进稠油蒸发，扩展贫燃极限，预蒸发室21设有供燃油进入预蒸发