CN102840670A - 强化型高效水套加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种间接加热装置，具体为一种传热效率高，热能利用充分，寿命长，结构合理的强化型高效水套加热炉。其包括壳体（1），设置在壳体（1）内的燃烧室（2）、换热管（3）和排烟管（4），以及燃烧室（2）进口端设置的燃烧器（5）和出口端通过排烟管（4）连接的烟囱（6），其特征在于，所述的燃烧室（2）两端呈锥形，中部的侧壁沿长度方向呈波浪形，出口端与排烟管（4）之间还设置有二次燃烧室（7）；二次燃烧室（7）下端设置有排污口（8）；所述的排烟管（4）外壁上设置有螺纹状的凹槽，内部为相应的螺纹状凸起。其有益效果在于，设计合理，结构巧妙，使用方便，能力利用充分，热效率高，寿命长，成本低，节能高效。

Description

强化型高效水套加热炉

技术领域

本发明涉及一种间接加热装置，具体为一种强化型高效水套加热炉。

背景技术

水套加热炉是油气田生产和集输过程中不可缺少的主要设备，它主要担负着油气田产品的升温降粘与集输系统能量供给的任务。同时它也是油气田最大的自耗燃料设备之一，其技术水平、热效率的高低直接影响到油气田地面工程建设的技术水平、节能减排与经济效益。据调查，目前国内正在使用的水套加热炉约为20000多台。随着油田建设的不断发展，水套加热炉的用量也越来越大。但是目前的水套加热炉在应用中存在以下问题。

加热效率不高。目前油田大部分水套加热炉的热效率不高，平均热效率为52%～60%，低效率意味着天然气高消耗量，直接影响到油田的生产成本与效益。产生加热效率不高的主要水套加热炉自身结构的缺陷造成的，主要影响到烟气与烟管的对流换热和被加热介质与加热盘管的换热，从而大大影响到加热炉效率。与此同时造成大量余热的白白浪费，也降低了水套加热炉的效率。水套加热炉燃烧系统寿命不长。使用寿命短，燃烧不好是水套加热炉燃烧系统的主要问题。其特点是烟火管与炉膛的连接弯头处的焊缝发生泄漏。造成泄漏的原因主要是天然气中凝析水的腐蚀；大部分水套加热炉由于自用气温度不高，存在于天然气中的饱和水蒸气易凝析成液态水，电离后在高温、高压下，加剧了烟火管通道以及焊缝的腐蚀，缩短了水套加热炉寿命。水套加热炉烟火系统易腐蚀穿孔泄漏。目前的水套加热炉烟管为多回程设计方案，目的是为了增加烟管对流换热面积，从而提高加热炉效率。水套加热炉烟火系统易在烟管、前后管板及烟管连接管板处的焊缝发生腐蚀穿孔泄漏；造成腐蚀穿孔的原因主要还是凝析水的电化学腐蚀，此处的凝析水主要由天然气燃烧后产生；同时该处焊缝还位于温差大区段，容易对焊缝产生金属疲劳破坏和焊接残余应力破坏，同时焊缝又处于高温气冲刷和含硫介质的强腐蚀环境下，极易造成腐蚀泄漏；此外烟囱也易发生腐蚀穿孔致使水套加热炉无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传热效率高，热能利用充分，寿命长，结构合理的强化型高效水套加热炉。

本发明强化型高效水套加热炉，包括壳体1，设置在壳体1内的燃烧室2、换热管3和排烟管4，以及燃烧室2进口端设置的燃烧器5和出口端通过排烟管4连接的烟囱6，其特征在于，所述的燃烧室2两端呈锥形，中部的侧壁沿长度方向呈波浪形，出口端与排烟管4之间还设置有二次燃烧室7；二次燃烧室7下端设置有排污口8；所述的排烟管4外壁上设置有螺纹状的凹槽，内部为相应的螺纹状凸起。

进一步，所述的壳体1呈空心圆柱体，采用平板状的前端盖9和后端盖10封口，下部设置支脚11。

更进一步，所述的换热管3的介质进口12和介质出口13分别设置在后端盖10上，后端盖10上对应二次燃烧室7还设置有人孔14。

进一步，所述的燃烧器5采用送风比例调节式阻火点燃器。

进一步，所述的燃烧器5的输入端依次设置有进气阀15、压力表16和气液分离器17。

进一步，所述的排烟管4出口和烟囱6之间还设置有集烟箱18。

进一步，所述的壳体1上部还设置有水箱19，温度计20，排气放空阀21，压力控制阀22；水箱19内置有水位计23。

更进一步，所述的水箱19的进水管上设置有圆形盘管24，圆形盘管24连接在烟囱6的内壁上。

本发明强化型高效水套加热炉，通过增加二次燃烧室7，提高了燃料的利用率和热效率；通过采用中部波浪形，两端呈锥形的燃烧室2，一方面有效增加了受热面积，强化传热，一方面降低了燃烧室2和二次燃烧室7的体积，减小了壳体1的直径；利用设置有螺纹凹槽的排烟管4，不仅促进了烟气在管内的轴向运动，而且产生了螺旋状的运动，增加了空气对流，放热面积大，热传递效率明显提高；利用设置在烟囱6上的圆形盘管24对余热进行收集，再次利用，降低烟囱6温度的同时提高了进入壳体1中水的温度；其有益效果在于，设计合理，结构巧妙，使用方便，能力利用充分，热效率高，寿命长，成本低，节能高效。

附图说明

图1为本发明实例中所述的结构示意图。

图2为本发明后端盖的结构布置示意图。

图3为本发明排烟管的放大结构示意图。

图中：壳体1，燃烧室2，换热管3，排烟管4，燃烧器5，烟囱6，二次燃烧室7，排污口8，前端盖9，后端盖10，支脚11，介质进口12，介质出口13，人孔14，进气阀15，压力表16，气液分离器17，集烟箱18，水箱19，温度计20，排气放空阀21，压力控制阀22，水位计23，圆形盘管24。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步进行描述说明。

本发明强化型高效水套加热炉，如图1所示，其包括壳体1，设置在壳体1内的燃烧室2、换热管3和排烟管4，燃烧室2进口端设置的燃烧器5，燃烧室2出口端通过排烟管4连接的烟囱6，其中，燃烧室2两端呈锥形，分别用小口连接燃烧器5和二次燃烧室7，如此减小了燃烧室2本身和二次燃烧室7的体积，使壳体1内用有更大的空间用于热力传到；中部的侧壁沿长度方向呈波浪形，不仅增加了传热面积，而且提高了燃烧室2柔性，增强了抗热胀变形的能力；二次燃烧室7能够使燃料进一步的燃烧，提高了热利用率；如图1所示，二次燃烧室7下端设置有排污口8，上端与排烟管4相连；其中排烟管4外壁上设置有螺纹状的凹槽，内部为相应的螺纹状凸起，如图3所示，如此使烟气形成螺旋状运动，提高了空气对流，还产生了沿凸起部分的热流扰动，提高了热传导效率。

其中，如图1所示，所述的壳体1呈空心圆柱体，采用平板状的前端盖9和后端盖10封口，相比现有技术中的椭圆体封口，体积更小，制作更加简单，结构稳定可靠，下部设置支脚11，用于支撑整个壳体1和上面设置的各种装置；如图2所示，换热管3的介质进口12和介质出口13分别设置在后端盖10上，便于管道的接入和接出，后端盖10上对应二次燃烧室7还设置有人孔14，用于检修和维护。

其中，燃烧器5采用送风比例调节式阻火点燃器，如图1所示，在燃烧器5输入端依次设置有进气阀15、压力表16和气液分离器17，分别控制进气，进气的压力，并对天然气中的水分进行分体，提高了设备使用的寿命和维护的成本。

其中，如图1所示，排烟管4出口和烟囱6之间还设置有集烟箱18，用于收集排烟管4中的烟气，统一从烟囱中排出；壳体1上部还设置有水箱19，温度计20，排气放空阀21，压力控制阀22，水箱19内置有水位计23；分别监测补充壳体1内水的容量、温度，调控壳体1内的压力；水箱19的进水管上设置有圆形盘管24，圆形盘管24连接在烟囱6的内壁上，实现了余热回收，一方面降低了烟囱6的温度，延长了寿命，另一方面提高了进入壳体1中水的温度，提高了热利用效率。

Claims (8)

1.强化型高效水套加热炉，包括壳体（1），设置在壳体（1）内的燃烧室（2）、换热管（3）和排烟管（4），以及燃烧室（2）进口端设置的燃烧器（5）和出口端通过排烟管（4）连接的烟囱（6），其特征在于，所述的燃烧室（2）两端呈锥形，中部的侧壁沿长度方向呈波浪形，出口端与排烟管（4）之间还设置有二次燃烧室（7）；二次燃烧室（7）下端设置有排污口（8）；所述的排烟管（4）外壁上设置有螺纹状的凹槽，内部为相应的螺纹状凸起。

2.如权利要求1所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的壳体（1）呈空心圆柱体，采用平板状的前端盖（9）和后端盖（10）封口，下部设置支脚（11）。

3.如权利要求2所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的换热管（3）的介质进口（12）和介质出口（13）分别设置在后端盖（10）上，后端盖（10）上对应二次燃烧室（7）还设置有人孔（14）。

4.如权利要求1所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的燃烧器（5）采用送风比例调节式阻火点燃器。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的燃烧器（5）的输入端依次设置有进气阀（15）、压力表（16）和气液分离器（17）。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的排烟管（4）出口和烟囱（6）之间还设置有集烟箱（18）。

7.如权利要求1至4中任意一项所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的壳体（1）上部还设置有水箱（19），温度计（20），排气放空阀（21），压力控制阀（22）；水箱（19）内置有水位计（23）。

8.如权利要求7所述的强化型高效水套加热炉，其特征在于，所述的水箱（19）的进水管上设置有圆形盘管（24），圆形盘管（24）连接在烟囱（6）的内壁上。

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