一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置及锅炉燃烧系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置及注汽锅炉燃烧系统。该装置包括药箱、比例泵、搅拌器、连接管道。所述药箱为箱体结构，包括加药口和出药口；所述搅拌器通过该药箱顶部设置的开口，搅拌器的控制部位于药箱外部，搅拌器的叶片及连接轴位于药箱内侧；所述比例泵包括输入口和输出口，所述比例泵的输入口与药箱的出药口连接，所述比例泵的输出口与连接管道的一端相连；所述连接管道的另一端与注汽锅炉相连。本实用新型提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置代替了人工添加方式，解决了人工添加方式容易导致燃料与燃料添加剂混合不均匀的技术问题，同时还减少了操作人员的工作量，提高了燃料添加剂的使用效率。
【专利说明】一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置及锅炉燃烧系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及稠油热采领域，特别涉及一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置及锅炉燃烧系统。
【背景技术】
[0002]石油存在于天然形成的油田之中，其开采技术随着油田类型、原油特性的不同而不同。原油中浙青胶质含量高，蜡质含量少的石油称为稠油。稠油由于粘度高，流动困难，造成开发难度高。稠油在世界油气资源中占有很大的比重，世界各国越来越重视对稠油油田的开发。目前国内外对稠油油田的开发主要采取稠油热采技术，主要是通过升高油层温度，降低稠油粘度，从而降低稠油开发难度。在稠油热采中，主要采取的技术方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等。其中蒸汽吞吐以其显著的优越性成为稠油开发的主要技术。
[0003]蒸汽吞吐又称为周期性注汽或者循环注汽，利用注汽锅炉设备对稠油油井注入高温高压湿饱和蒸汽，将油层中一定范围内的原油加热以降低粘度，然后回采出来。其开采过程分为三个阶段:注蒸汽阶段、焖井阶段、开井回采阶段。在注蒸汽阶段使用的注汽锅炉设备又称为湿蒸汽发生器，它是指利用燃料或其它能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。注汽锅炉是一种高能耗设备，其热效率直接影响着稠油油田的开发成本。依据GB10180-88《工业锅炉热工实验规范》的测试方法对油田热采专用的注汽锅炉设备进行热效率测试，目前注汽锅炉的平均热效率在75%-80%之间。其中燃料燃烧损失是导致注汽锅炉热效率降低的一个重要原因。油田注汽锅炉所用的燃料主要以燃油、燃气为主，例如原油、天然气等。燃料从燃料存储装置输出，经燃料管道由燃料喷嘴雾化后，再由鼓风机的产生的风能带入炉膛内燃烧。出于经济因素考虑，其燃料大部分是来自油田自产原油。自产的原油往往粘度较高，密度较大，导致原油颗粒快速短暂的燃烧过程中分子结构紧凑的大颗粒燃油未能充分燃烧，从而降低了燃料燃尽率，导致注汽锅炉热效率降低。
[0004]在燃料中添加燃料添加剂是提高注汽锅炉热效率的一种方式。燃料添加剂是一种有助燃能力的有机催化剂或助燃剂，该燃料添加剂能够打散燃料原有的分子结构，降低燃料粘度，使其达到接近轻质燃料的燃烧效果，从而提高燃料燃尽率、降低燃料消耗的化学产品。通常情况下在使用液体燃料时使用燃料添加剂，使液体燃料尽可能的充分燃烧，在使用气体燃料时也可以添加燃料添加剂，以提高气体燃料的燃烧效率。目前燃料添加剂均是由人工方式添加到燃料容器中进行静态沉降，自然混合后使用。使用人工方式将燃料添加剂添加到燃料存储装置时，由于燃料存储装置容量大，难以实现燃料添加剂与燃料的充分均匀搅拌，通常由燃料添加剂与燃料自然混合。这种静态沉降、自然混合的方式难以使燃料添加剂与燃料均匀混合，从而降低了燃料的燃烧效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种注汽锅炉燃气(燃油)添加剂(后续简称为“燃料添加剂”)添加装置及锅炉燃烧系统，使燃料添加剂添加能均匀添加到燃料中。[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种注汽锅炉燃料添加剂添加装置，该装置包括药箱、比例泵、搅拌器、连接管道，其中:
[0008]所述药箱为箱体结构，用于盛放燃料添加剂和稀释剂，所述药箱包括加药口和出药口 ；所述加药口用于添加燃料添加剂和稀释剂，所述出药口用于输出燃料添加剂；
[0009]所述比例泵，用于调节药箱中的燃料添加剂单位时间的输出量，所述比例泵包括输入口和输出口，所述比例泵的输入口与药箱的出药口连接；所述比例泵的输出口与连接管道的一端相连，用于通过连接管道将燃料添加剂输出至注汽锅炉；
[0010]所述搅拌器，用于搅拌燃料添加剂和稀释剂；所述搅拌器包括依次连接的控制部、连接轴和叶片；所述药箱顶部还设置开口，所述搅拌器通过该药箱顶部设置的开口 ；所述控制部位于所述药箱外部，并在所述药箱顶部开口处与所述药箱固定连接；所述搅拌器的叶片及连接轴位于药箱内侧；
[0011]所述连接管道，用于连接比例泵和注汽锅炉，所述连接管道的一端与比例泵的输出口相连，所述连接管道的另一端与注汽锅炉相连。
[0012]上述所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其优选方案为，所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置还包括雾化装置，用于雾化燃料添加剂；所述雾化装置包括输入端与输出端，所述雾化装置的输入端通过连接管道与比例泵的输出口相连，所述雾化装置的输出端与注汽锅炉的鼓风机的出风管道相连。
[0013]上述所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其优选方案为，所述的雾化装置为环形喷雾器；所述环型喷雾器包括用于输入燃料添加剂的输入端，与输入端相连通的环形中空结构的喷头，在喷头内侧壁上等间距排列用于喷出燃料添加剂的喷嘴。
[0014]上述所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其优选方案为，所述的药箱还包括排污口，用于清理药箱和排除剩余燃料添加剂。
[0015]上述所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其优选方案为，所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置的药箱还设置有液位计，用于监控所述药箱内液体的液位。
[0016]上述所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其优选方案为，所述的连接管道为连
接软管。
[0017]结合本实用新型的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，本实用新型提供一种注汽锅炉燃烧系统，该注汽锅炉燃烧系统包括鼓风机装置，燃料供给装置，锅炉燃烧装置，其中，
[0018]所述鼓风机装置，用于提供风能，将燃料带入注汽锅炉燃烧装置；
[0019]所述燃料供给装置，用于提供锅炉燃烧装置所需的燃料；
[0020]所述锅炉燃烧装置，用于提供燃料的燃烧空间，并输出燃烧产生的能量；
[0021]所述注汽锅炉燃烧系统还包括本实用新型实施例1和2提供任意一项所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置。
[0022]本实用新型提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，通过设定燃料添加剂与燃料的添加比定量输出燃料添加剂，将燃料添加剂均匀添加到燃料中，使燃料添加剂能与燃料充分均匀混合，降低燃料粘度，提高燃料燃烧效率，从而提高了锅炉热效率。
【专利附图】
【附图说明】[0023]图1是本实用新型实施例1所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置的结构及各部件连接关系不意图；
[0024]图2是本实用新型实施例1所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置中所使用的一种比例泵2的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型实施例1所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置中搅拌器3的结构及各部件连接关系示意图；
[0026]图4是本实用新型实施例1所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置与注汽锅炉的连接关系不意图；
[0027]图5是本实用新型实施例2所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置的结构及各部件连接关系不意图；
[0028]图6是本实用新型实施例2注汽锅炉燃料添加剂添加装置中环形喷雾器的结构示意图；
[0029]图7是本实用新型实施例2所述的含有所述排污口 3和所述液位计4的注汽锅炉燃料添加剂添加装置结构及连接关系示意图；
[0030]图8是本实用新型实施例2所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置与注汽锅炉的连接关系不意图；
[0031]图9是本实用新型提供的一种含有本实用新型实施例1和实施例2中任意一种所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置的注汽锅炉燃烧系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0033]实施例1为本实用新型提供的一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置。图1是本实用新型实施例1注汽锅炉燃料添加剂添加装置的结构及各部件连接关系示意图。如图1所示，本实用新型提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置包括药箱1、比例泵2、搅拌器3、连接管道5，其中:
[0034]药箱1，可以用于盛放燃料添加剂与稀释剂，所述药箱I可以是长方体、圆柱体等箱体结构。所述药箱I包括加药口 101、出药口 102。所述加药口 101，可以用于添加燃料添加剂和稀释剂的。所述加药口 101可以设置在药箱I的顶部或侧壁的上半部分。所述出药口 102，可以用于输出燃料添加剂。所述出药口 102可以设置于药箱I的底部或侧壁的下半部分。如图1所示，本实施中药箱I为长方体，所述加药口 101位于药箱I顶部，所述出药口 102位于药箱I侧壁下半部分。
[0035]比例泵2，可以用于调节药箱I内的燃料添加剂单位时间输出量。所述比例泵包括输入口和输出口，所述比例泵的输入口与药箱的出药口连接；所述比例泵的输出口与连接管道的一端相连，用于通过连接管道将燃料添加剂输出至注汽锅炉。所述比例泵2可以是为满足工艺流程需要能按照一定比例输送液体物料的输液泵。图2是本实施例1中所使用的一种比例泵2结构示意图。如图2所示，所述比例泵2可以包括:内部有做往复运动的驱动活塞的泵体203、与泵体203相连用于吸入液体的输入口 201、与泵体203相连用于泵出液体的输出口 202、与泵体相连为泵体提供动力并可以调节泵体单位时间输出量的电控组204。所述比例泵的输入口 201可以与所述药箱I的出药口 102相连接。所述比例泵的输出口 202可以与所述连接管道5的一端相连。所述比例泵的输出口 202还可以包括用于实时显示比例泵2单位时间输出量的流量计2021。本实用新型中实施例1中所指的比例泵2不限于上述所述比例泵结构，目前国内外市场上为满足工艺流程需要能按照一定比例输送液体物料的输液泵可以作为本实用新型实施例1中所指的比例泵2。
[0036]所述药箱I的出药口 102与比例泵2的输入口 201之间的连接方式，可以通过以下方式实现:
[0037]所述药箱I的出药口 102与比例泵2的输入口 201之间采用法兰连接；
[0038]所述药箱I的出药口 102与比例泵2的输入口 201之间采用焊接连接。
[0039]搅拌器3，可以用于药箱I中燃料添加剂与稀释剂的混合搅拌，使燃料添加剂与稀释剂充分混合，提高燃料添加剂的使用效率。所述搅拌器3可以包括控制部301、连接轴302和叶片303。图3示出了本实施例1中所述搅拌器3的结构及各部件连接关系。所述控制部301可以设置于药箱I的顶部。所述控制部301与药箱I顶部固定连接，例如可以采用螺纹或焊接连接。在药箱I顶部控制部301处设置一开口，该开口有向下延伸至药箱I内部并连接控制部301和叶片303的连接轴302。所述搅拌器3的控制部还可以含有定时控制器，实现定时搅拌功能。
[0040]连接管道5，可以用于燃料添加剂由比例泵输送至注汽锅炉设备。所述连接管道5的一端与比例泵2的输出口 202相连，所述连接管道5的另一端与注汽锅炉相连。
[0041]上述实施例1所述的连接管道5可以为连接软管。
[0042]上述实施例1所述的药箱I还可以包括排污口 3，所述排污口 103，用于清理药箱I和排除剩余燃料添加剂。所述排污口 103可以设置于药箱I的底部或侧壁的下半部分。
[0043]上述实施例1所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置还可以包括液位计4，所述液位计4可以用于监控药箱I内液体的液位。所述液位计4可以是磁浮子液位计、压力液位计、雷达液位计等。本实施例1中的液位计4为磁浮子液位计。所述磁浮子液位计4测量液体液位的测量装置位于所述药箱I的内部，所述磁浮子液位计显示药箱I内液体液位的读数装置位于所述药箱I的外部。
[0044]图4为本实用新型实施例1所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置与注汽锅炉的连接关系示意图。如图4所示，在炉膛10入口处有燃料管道8，燃料管道8连接着可以雾化液体燃料的燃料喷嘴9。所述连接管道5的另一端与注汽锅炉的燃料管道8相连接。燃料添加剂通过连接管道5与燃料在燃料管道8中自然混合，通过燃料喷嘴9喷出。鼓风机产生的风能带动燃料喷嘴9喷出的燃料混合进入炉膛10，然后在炉膛10内燃烧。
[0045]本实施例1提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置中，燃料添加剂与稀释剂在药箱I中混合，经搅拌器3搅拌后充分稀释混合。比例泵2根据燃料添加剂与燃料的添加比，设置单位时间内燃料添加剂的输出量，将燃料添加剂输送到注汽锅炉设备，实现了燃料添加剂与燃料按照设定比例的均匀混合。
[0046]实施例2为本实用新型提供的第二种注汽锅炉燃料添加剂添加装置的实施例。图5示出了本实用新型实施例2注汽锅炉燃料添加剂添加装置的结构及各部件连接关系。如图5所示，本实用新型实施例2提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置的结构及各部件连接关系与实施例1相同，区别在于该注汽锅炉燃料添加剂添加装置还包括雾化装置6，其中:
[0047]所述雾化装置6，可以用于雾化燃料添加剂，所述雾化装置6的结构包括输入燃料添加剂的输入端、喷出燃料添加剂的输出端。所述雾化装置的6输入端通过连接管道5与比例泵2的输出口 202相连，所述雾化装置6的输出端与注汽锅炉的鼓风机的出风管道相连。
[0048]所述连接软管5的另一端与雾化装置6的输入端的连接方式，可以通过以下方式实现:
[0049]所述连接软管5的第二端与雾化装置6的输入端之间采用快速接头相连。
[0050]上述所述快速接头，是一种不需要外部工具就能实现管路连通或断开的接头。本实施例1中使用的快速接头可以是气体液体共用快速接头，也可以是油压用快速接头。
[0051]上述实施例2所述的雾化装置6具体的可以为环形喷雾器。图6是所述环形喷雾器的结构示意图，如图6所述，所述环形喷雾器包括与连接管道5的另一端相连用于输入燃料添加剂的输入端601，与输入端601相连通的环形中空结构的喷头602，在喷头602内侧壁上等间距排列用于喷出燃料添的喷嘴603。燃料添加剂由所述环形喷雾器的喷嘴603喷出进行雾化。所述喷嘴603可以调节喷口大小以调节雾化效果。本实施例中2使用的雾化装置6为环形喷雾器。所述环形喷雾器的喷头602的形状，可以根据炉膛10入口的实际情况选择长方形或柱形结构。
[0052]上述实施例2所述的连接管道可以为连接软管。
[0053]上述实施例2所述的药箱I还可以包括实施例1中所述的排污口 3，所述排污口103，用于清理药箱I和排除剩余燃料添加剂。
[0054]上述实施例2所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置还可以包括实施例1中所述的液位计4，所述液位计4可以用于监控药箱I内液体的液位。
[0055]图7是本实用新型实施例2所述的含有所述排污口 3和所述液位计4的注汽锅炉燃料添加剂添加装置结构及连接关系示意图。
[0056]图8是本实用新型实施例2所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置与注汽锅炉的连接关系示意图。如图8所示，定量输出的燃料添加剂经雾化装置6雾化后由鼓风机产生的风能带入炉膛10入口处，与燃料喷嘴9喷出的燃料混合进入炉膛10内燃烧。
[0057]本实用新型实施例2提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，比例泵2按照燃料添加剂与燃料的混合比例定量输出燃料添加剂，定量输出的燃料添加剂经雾化装置6雾化后再与燃料喷嘴9雾化后的燃料混和，这样在实现了燃料添加剂与燃料的均匀混合的过程中，进一步提高了燃料添加剂与燃料的混合程度，提高了燃料添加剂的使用效率。
[0058]本实用新型提供一种含有上述实施例1和实施例2中提供的任意一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置的注汽锅炉燃烧系统。图9是所述注汽锅炉燃烧系统的结构示意图。如图9所示，该注汽锅炉燃烧系统包括鼓风机装置，燃料供给装置，锅炉燃烧装置，燃料添加剂添加装置。其中，
[0059]所述鼓风机装置，可以用于提供风能，将燃料送入注汽锅炉燃烧装置；
[0060]所述燃料供给装置，可以用于提供锅炉燃烧装置所需的燃料；[0061]所述锅炉燃烧装置，可以用于提供燃料的燃烧空间，并输出燃烧产生的能量；
[0062]所述燃料添加剂添加装置，可以用于将燃料添加剂输出，与燃料均匀混合。
[0063]所述燃料添加剂添加装置，包括药箱、比例泵、搅拌器、连接管道，其中:
[0064]所述药箱为箱体结构，用于盛放燃料添加剂和稀释剂，所述药箱包括加药口和出药口，所述加药口用于添加燃料添加剂和稀释剂，所述出药口用于输出燃料添加剂；
[0065]所述比例泵，用于调节药箱中的燃料添加剂单位时间的输出量，所述比例泵包括输入口和输出口，所述比例泵的输入口与药箱的出药口连接；所述比例泵的输出口连接管道相连，用于通过连接管道将燃料添加剂输出至注汽锅炉与燃料混合；
[0066]所述搅拌器，用于搅拌燃料添加剂和稀释剂；所述搅拌器包括依次连接的控制部、连接轴和叶片；所述药箱顶部还设置开口，所述搅拌器通过该药箱顶部设置的开口 ；所述控制部位于所述药箱外部，并在所述药箱顶部开口处与所述药箱固定连接；所述搅拌器的叶片及连接轴位于药箱内侧；
[0067]所述连接管道，用于连接比例泵和注汽锅炉，所述连接管道的一端与比例泵的输出口相连，所述连接管道的另一端与注汽锅炉相连。
[0068]所述注汽锅炉燃烧系统中的燃料添加剂添加装置可以为本实用新型中实施例1和实施例2提供的任意一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置。
[0069]本实用新型提供的注汽锅炉燃料添加剂添加装置及注汽锅炉燃烧系统能使燃料添加剂均匀添加到燃料中，与燃料充分混合，提高燃料燃尽率，进而提高了注汽锅炉的热效率。
【权利要求】
1.一种注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，该装置包括药箱、比例泵、搅拌器、连接管道，其中: 所述药箱为箱体结构，用于盛放燃料添加剂和稀释剂，所述药箱包括加药口和出药口 ；所述加药口用于添加燃料添加剂和稀释剂，所述出药口用于输出燃料添加剂； 所述比例泵，用于调节药箱中的燃料添加剂单位时间的输出量，所述比例泵包括输入口和输出口，所述比例泵的输入口与药箱的出药口连接；所述比例泵的输出口与连接管道的一端相连，用于通过连接管道将燃料添加剂输出至注汽锅炉； 所述搅拌器，用于搅拌燃料添加剂和稀释剂；所述搅拌器包括依次连接的控制部、连接轴和叶片；所述药箱顶部还设置开口，所述搅拌器通过该药箱顶部设置的开口 ；所述控制部位于所述药箱外部，并在所述药箱顶部开口处与所述药箱固定连接；所述搅拌器的叶片及连接轴位于药箱内侧； 所述连接管道，用于连接比例泵和注汽锅炉，所述连接管道的一端与比例泵的输出口相连，所述连接管道的另一端与注汽锅炉相连。
2.如权利要求1所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置还包括雾化装置，用于雾化燃料添加剂；所述雾化装置包括输入端与输出端，所述雾化装置的输入端通过连接管道与比例泵的输出口相连，所述雾化装置的输出端与注汽锅炉的鼓风机的出风管道相连。
3.如权利要求2所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，所述的雾化装置为环形喷雾器；所述环型喷雾器包括用于输入燃料添加剂的输入端，与输入端相连通的环形中空结构的喷头，在喷头内侧壁上等间距排列用于喷出燃料添加剂的喷嘴。
4.如权利要求1、2或3所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，所述的药箱还包括排污口，用于清理药箱和排除剩余燃料添加剂。
5.如权利要求1、2或3所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，所述注汽锅炉燃料添加剂添加装置的药箱还设置有液位计，用于监控所述药箱内液体的液位。
6.如权利要求1、2或3所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置，其特征在于，所述的连接管道为连接软管。
7.一种注汽锅炉燃烧系统，包括鼓风机装置，燃料供给装置，锅炉燃烧装置，其中， 所述鼓风机装置，用于提供风能，将燃料带入注汽锅炉燃烧装置； 所述燃料供给装置，用于提供锅炉燃烧装置所需的燃料； 所述锅炉燃烧装置，用于提供燃料的燃烧空间，并输出燃烧产生的能量； 其特征在于，所述注汽锅炉燃烧系统还包括如权利要求1-6中任意一项所述的注汽锅炉燃料添加剂添加装置。
【文档编号】F23K5/00GK203620546SQ201320718061
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】张红朋, 许宝燕, 李娟娟, 马庆, 许玲彬, 邵恒玉, 陈楠 申请人:中国石油天然气股份有限公司