申请日2016.06.01
公开(公告)日2018.02.23
IPC分类号F22B13/00; F22B37/54; E21B43/24
摘要
本发明提供了一种废水复合热载体发生器及复合热载体产生方法，该废水复合热载体发生器包括：发生器本体，其包括燃烧室及套设在燃烧室外部的蒸气室，燃烧室的上端与蒸气室相连通，蒸气室的上端连接有出口管道;发生器头部结构，其连接在发生器本体的下端，发生器头部结构具有头部本体和设置在头部本体内的燃烧喷嘴和点火电极，燃烧喷嘴和点火电极均与燃烧室相对设置，头部本体内设有与蒸气室相连通的进水通道及排垢通道;磁化装置，其具有进水管路，进水管路的外部套设有水磁化器，进水管路与进水通道相连接。本发明通过水磁化装置可对通入发生器内的废水进行水磁化处理，使废水的结垢相对松散，方便排出水垢。
权利要求书
1.一种废水复合热载体发生器，其特征在于，所述废水复合热载体发生器包括：
发生器本体，其包括燃烧室及套设在所述燃烧室外部的蒸气室，所述燃烧室的上端与所述蒸气室相连通，所述蒸气室的上端连接有出口管道;其中，所述燃烧室与所述蒸气室之间形成蒸气环腔，所述燃烧室上方的所述蒸气室形成蒸气气化腔，所述蒸气环腔与所述蒸气气化腔相连通;
发生器头部结构，其连接在所述发生器本体的下端，所述发生器头部结构具有头部本体和设置在所述头部本体内的燃烧喷嘴和点火电极，所述燃烧喷嘴和所述点火电极均与所述燃烧室相对设置，所述头部本体内设有与所述蒸气室相连通的进水通道及排垢通道;其中，所述进水通道内通入的水为废水;
水磁化装置，其具有进水管路，所述进水管路的外部套设有水磁化器，所述进水管路与所述进水通道相连接;其中，所述水磁化器包括壳体及设置在所述壳体内的直流电磁铁块，所述直流电磁铁块套设在所述进水管路的外部。
2.如权利要求1所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述蒸气室的上端沿圆周方向设有多个上进水孔，多个所述上进水孔与所述蒸气室相连通。
3.如权利要求1所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述头部本体与所述燃烧室相对的内端面上连接有耐高温隔热层，所述燃烧喷嘴和所述点火电极均密封设于所述耐高温隔热层中。
4.如权利要求3所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述头部本体的内端面形成有冷却腔，所述耐高温隔热层位于所述冷却腔的上方，所述进水通道通过所述冷却腔与所述蒸气室相连通。
5.如权利要求3所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述耐高温隔热层的材料为钨、钽、铼或锇。
6.如权利要求3所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述耐高温隔热层的厚度为20mm～30mm。
7.如权利要求1所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述直流电磁铁块包括两个对扣在一起的半环形的半直流电磁铁块，两个所述半直流电磁铁块之间夹设有铁板。
8.如权利要求1所述的废水复合热载体发生器，其特征在于，所述直流电磁铁块与直流电源电连接。
9.一种如权利要求1～8中任一项所述的废水复合热载体发生器的复合热载体产生方法，其特征在于，所述复合热载体产生方法包括如下步骤：
a)向水磁化装置的进水管路内注入废水 ，所述废水经所述水磁化装置的水磁化器磁化后通过发生器头部结构的进水通道注入发生器本体的蒸气室内;
b)打开点火电极，通过燃烧喷嘴向所述发生器本体的燃烧室内喷射燃料，所述蒸气室内的废水吸收所述燃烧室的热量后气化为蒸气并同时结垢;
c)所述燃料燃烧后生成的气体与所述蒸气室内的蒸气，在所述蒸气室的上端掺混后形成复合热载体，所述复合热载体自连接在所述蒸气室上端的出口管道排出，所述蒸气室内的废水结垢后通过所述发生器头部结构的排垢通道排出。
10.如权利要求9所述的复合热载体产生方法，其特征在于，在所述步骤a)中，所述水磁化器包括壳体及设置在所述壳体内的直流电磁铁块，所述直流电磁铁块套设在所述进水管路的外部，通过所述直流电磁铁块对所述进水管路内的废水进行磁化处理。
11.如权利要求9所述的复合热载体产生方法，其特征在于，所述蒸气室的上端沿圆周方向设有多个上进水孔，多个所述上进水孔与所述蒸气室相连通，在所述步骤c)中，自多个所述上进水孔喷入所述蒸气室内的水气化为蒸气后，掺混至所述复合热载体中并自所述出口管道排出。
说明书
废水复合热载体发生器及复合热载体产生方法
技术领域
本发明有关于一种发生器及方法，尤其有关于一种高压燃烧技术领域中的废水复合热载体发生器及复合热载体方法。
背景技术
多元热流体技术热力开采稠油是一种非常高效的新技术，其具有燃烧效率高、零碳注入环保节能的优势，多元热流体技术输出的高温多元热流体具有综合增油机理，可大幅提高单井产能和提高原油采收率。
多元热流体技术用于油砂开采，其核心装备是发生器，目前，为实现低成本热力开发原油，对输入该发生器内的冷却水要求采用废水。该发生器的燃烧室高温燃烧释放燃烧热，将蒸气室内的废水加热，因废水温度升高，废水中的钙镁离子会在燃烧室的外壁结成水垢，水垢不易剥落时会影响燃烧室的导热性能，影响燃烧室的使用寿命。
现有技术中的发生器不能有效解决废水气化后的结垢问题，而且废水的结垢很难从发生器中排出。
因此，有必要提供一种新的发生器及复合热载体产生方法，来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种废水复合热载体发生器，通过水磁化装置可对通入发生器内的废水进行水磁化处理，使废水的结垢相对松散，方便排出水垢，该废水复合热载体发生器结构合理、安全可靠、使用寿命长。
本发明的另一目的是提供一种复合热载体产生方法，该方法能生成复合热载体，且能够对通入发生器内的废水进行水磁化处理，使废水的结垢相对松散，方便排出水垢。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种废水复合热载体发生器，所述废水复合热载体发生器包括：
发生器本体，其包括燃烧室及套设在所述燃烧室外部的蒸气室，所述燃烧室的上端与所述蒸气室相连通，所述蒸气室的上端连接有出口管道;
发生器头部结构，其连接在所述发生器本体的下端，所述发生器头部结构具有头部本体和设置在所述头部本体内的燃烧喷嘴和点火电极，所述燃烧喷嘴和所述点火电极均与所述燃烧室相对设置，所述头部本体内设有与所述蒸气室相连通的进水通道及排垢通道;
水磁化装置，其具有进水管路，所述进水管路的外部套设有水磁化器，所述进水管路与所述进水通道相连接。
在优选的实施方式中，所述蒸气室的上端沿圆周方向设有多个上进水孔，多个所述上进水孔与所述蒸气室相连通。
在优选的实施方式中，所述头部本体与所述燃烧室相对的内端面上连接有耐高温隔热层，所述燃烧喷嘴和所述点火电极均密封设于所述耐高温隔热层中。
在优选的实施方式中，所述头部本体的内端面形成有冷却腔，所述耐高温隔热层位于所述冷却腔的上方，所述进水通道通过所述冷却腔与所述蒸气室相连通。
在优选的实施方式中，所述耐高温隔热层的材料为钨、钽、铼或锇。
在优选的实施方式中，所述耐高温隔热层的厚度为20mm～30mm。
在优选的实施方式中，所述水磁化器包括壳体及设置在所述壳体内的直流电磁铁块，所述直流电磁铁块套设在所述进水管路的外部。
在优选的实施方式中，所述直流电磁铁块包括两个对扣在一起的半环形的半直流电磁铁块，两个所述半直流电磁铁块之间夹设有铁板。
在优选的实施方式中，所述直流电磁铁块与直流电源电连接。
在优选的实施方式中，所述进水通道内通入的水为废水。
本发明还提供一种上述的废水复合热载体发生器的复合热载体产生方法，所述复合热载体产生方法包括如下步骤：
a)向水磁化装置的进水管路内注入废水，所述废水经所述水磁化装置的水磁化器磁化后通过发生器头部结构的进水通道注入发生器本体的蒸气室内;
b)打开点火电极，通过燃烧喷嘴向所述发生器本体的燃烧室内喷射燃料，所述蒸气室内的废水吸收所述燃烧室的热量后气化为蒸气并同时结垢;
c)所述燃料燃烧后生成的气体与所述蒸气室内的蒸气，在所述蒸气室的上端掺混后形成复合热载体，所述复合热载体自连接在所述蒸气室上端的出口管道排出，所述蒸气室内的废水结垢后通过所述发生器头部结构的排垢通道排出。
在优选的实施方式中，在所述步骤a)中，所述水磁化器包括壳体及设置在所述壳体内的直流电磁铁块，所述直流电磁铁块套设在所述进水管路的外部，通过所述直流电磁铁块对所述进水管路内的废水进行磁化处理。
在优选的实施方式中，所述蒸气室的上端沿圆周方向设有多个上进水孔，多个所述上进水孔与所述蒸气室相连通，在所述步骤c)中，自多个所述上进水孔喷入所述蒸气室内的水气化为蒸气后，掺混至所述复合热载体中并自所述出口管道排出。
本发明的废水复合热载体发生器及复合热载体产生方法的特点及优点是：
一、本发明通过水磁化装置对通入发生器内的废水进行水磁化处理，使废水的结垢相对松散，废水结垢可以容易的从燃烧室的外壁剥落，并在蒸气室内沉积，最终从排垢通道顺利排出发生器;另外，经磁化后的高速流动的废水由头部本体的进水通道进入冷却腔，之后进入蒸气室的蒸气环腔，该废水不但能冷却头部本体，提升发生器头部结构的使用寿命，而且还能吸收燃烧室的热量，并气化为复合热载体所需的蒸气。本发明实现了对废水的磁化，解决了废水结垢剥落和结垢排出发生器的难题，实现了废水复合热载体发生器安全输出复合热载体。
二、本发明通过在头部本体的内端面设置耐高温隔热层，当头部本体与发生器本体连接后，该耐高温隔热层恰好封堵在废水复合热载体发生器的燃烧室的端部并直接面对燃烧室，有效保护头部本体，避免头部本体直接面对燃烧室，防止高温烧蚀头部本体，延长了头部本体的使用寿命;另外，位于头部本体内的燃烧喷嘴和点火电极均密封设于耐高温隔热层中，因此，可有效保护燃烧喷嘴和点火电极，防止高温烧蚀，延长了燃烧喷嘴和点火电极的使用寿命。
三、本发明通过头部本体内的冷却腔的设计，可实现对头部本体的冷却处理;同时，还可对直面燃烧室的耐高温隔热层进行冷却处理，防止高温烧蚀及燃料高温反应损坏头部本体的情况发生。
