CN103423870B - 蓄热式燃烧真空相变加热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄热式燃烧真空相变加热炉，包括炉体，炉体内设有受热盘管和辐射管燃烧器，辐射管燃烧器的两端对称连接两个蓄热式燃烧器，蓄热式燃烧器通过换向阀分别与空气管、燃气管和烟气管相连；烟气管上设有冷凝器，被加热介质的管道依次通过所述冷凝器和受热盘管；炉体为密闭真空炉体，炉体分为相互连接的上、下两部分，辐射管燃烧器设于炉体的下部，受热盘管设于炉体的上部，炉体的下部装有中间介质。与现有常规燃烧的加热炉相比，热效率提高10%～15%，更加节能、环保。通过该装置对原油和天然气进行加热，可以满足原油和天然气长距离输送的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种对原油、井产物、生产用水和天然气等介质进行加热的装置，尤其涉及一种蓄热式燃烧真空相变加热炉。
背景技术
在原油和天然气长输管道中，需要对原油和天然气进行加热，以满足原油和天然气长距离输送的要求。
现有技术中的加热炉，热效率为85%左右，热效率分配，辐射段约为70%左右，对流段约为30%左右，热效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种热效率高的蓄热式燃烧真空相变加热炉。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的蓄热式燃烧真空相变加热炉，包括炉体，所述炉体内设有受热盘管和辐射管燃烧器，所述辐射管燃烧器的两端对称连接两个蓄热式燃烧器，所述蓄热式燃烧器通过换向阀分别与空气管、燃气管和烟气管相连；
所述烟气管上设有冷凝器，被加热介质的管道依次通过所述冷凝器和受热盘管；
所述炉体为密闭真空炉体，所述炉体分为相互连接的上、下两部分，所述辐射管燃烧器设于炉体的下部，所述受热盘管设于炉体的上部，所述炉体的下部装有中间介质。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的蓄热式燃烧真空相变加热炉，由于仅设辐射管燃烧室，没有对流室和空气预热室，传热速率高；由于采用蓄热式燃烧，使得高温烟气所具有的热焓传递给了进炉燃烧的空气，实现高温空气燃烧，烟气浪费的热量降到极限，也使得氮氧化物排放量显著减少，提高了环保效果；由于炉体在一定真空度下运行，加热盘管的管外冷凝传热系数显著升高；由于被加热介质先经过冷凝器8被烟气的余热加热后，再进入炉体内的受热盘管，大大提高了预热回收利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的蓄热式燃烧真空相变加热炉的系统原理图；
图2为本发明实施例中加热炉炉体的立面结构示意图；
图3为本发明实施例中加热炉炉体的平面结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其较佳的具体实施方式是：
包括炉体，所述炉体内设有受热盘管和辐射管燃烧器，所述辐射管燃烧器的两端对称连接两个蓄热式燃烧器，所述蓄热式燃烧器通过换向阀分别与空气管、燃气管和烟气管相连；
所述烟气管上设有冷凝器，被加热介质的管道依次通过所述冷凝器和受热盘管；
所述炉体为密闭真空炉体，所述炉体分为相互连接的上、下两部分，所述辐射管燃烧器设于炉体的下部，所述受热盘管设于炉体的上部，所述炉体的下部装有中间介质。
所述辐射管燃烧器为直筒型、U型或W型。
所述换向阀包括二通换向阀、三通换向阀和四通换向阀。
所述蓄热式燃烧器为空气单蓄热式燃烧器或空、煤气双蓄热式燃烧器。
所述空气单蓄热式燃烧器的燃料包括液化石油气、天然气、焦炉煤气和/或城市煤气，所述空、煤气双蓄热式燃烧器的燃料包括高炉煤气、发生炉煤气和/或炭黑尾气。
所述被加热介质包括原油、井产物和/或天然气，所述中间介质包括水。
本发明的蓄热式燃烧真空相变加热炉，与现有常规燃烧的加热炉相比，热效率提高10%～15%，与现有常规燃烧的加热炉相比，更加节能、环保。在原油和天然气长输管道中，通过该装置对原油和天然气进行加热，可以满足原油和天然气长距离输送的要求。
具体实施例：
如图1、图2、图3所示，包括炉体1、炉体1设置在炉框架上，炉体1为圆筒型金属受压容器外壳，可以为一个圆筒，也可以分为上下两个圆筒；
在炉体内布置直筒型、U型或W型辐射管燃烧器2，辐射管燃烧器2为光管或波纹管结构。辐射管燃烧器2的两端对称连接蓄热式燃烧器3，蓄热式燃烧器3通过换向阀4分别与空气管5、燃气管6和烟气管7相连。燃烧后产生的烟气通过蓄热式燃烧器蓄热后，再通过换向阀4和冷凝器8，经烟囱9排入大气。
蓄热式燃烧器3成对布置。在PLC控制系统的控制下，启动风机，换向系统投入运行；经过30s～120s的炉膛吹扫后，系统正常工作。点燃点火烧嘴，第一蓄热式燃烧器工作，常温空气和煤气分别经空气、煤气换向阀流经第一蓄热式燃烧器，经点火烧嘴点燃，在辐射管内与煤气混合燃烧；同时高温烟气经过第二蓄热式燃烧器后，燃烧器的空气蓄热体蓄热，出第二蓄热式燃烧器的烟气温度降低至150℃以下，烟气再进入冷凝器热回收变为60℃左右排出。一个换向周期后，换向阀4改变空气、煤气和烟气流向，第二蓄热式燃烧器工作，第一蓄热式燃烧器蓄热；如此周而复始变换，通过蓄热体这一媒介，排出的烟气余热绝大部分转换成燃烧介质的物理热，被充分回收利用。加热炉的负荷调节通过数字燃烧来控制。
被加热介质(原油、井产物、天然气等)先经过冷凝器8被烟气的余热加热后，再进入炉体内的受热盘管10，被蒸汽加热至合格温度后，再流入输送管道进一步输送。
蓄热式燃烧器3将燃料充分燃烧，热量经加热炉辐射管燃烧器2传递给炉壳内中间介质水，水受热沸腾由液相变为汽相蒸发，水蒸汽逐步充满炉体的汽相空间，由于受热盘管内被加热介质管壁温度远低于蒸汽温度，从而使蒸汽在受热盘管10外壁冷凝，并把热量传递给盘管内被加热介质。冷凝后的水在重力作用下落回水空间。如此循环往复，实现了相变换热过程。
本发明的蓄热式燃烧真空相变加热炉，炉体在一定真空度下才能正常运行。实践证明，汽相空间中若含有1%的不凝气（空气）时，加热盘管10的管外传热系数将降低60%。而使冷凝传热系数显著下降。形成真空有“汽驱气”和利用真空泵抽吸两种方式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体内设有受热盘管和辐射管燃烧器，所述辐射管燃烧器的两端对称连接两个蓄热式燃烧器，所述蓄热式燃烧器通过换向阀分别与空气管、燃气管和烟气管相连；
所述烟气管上设有冷凝器，被加热介质的管道依次通过所述冷凝器和受热盘管；
所述炉体为密闭真空炉体，所述炉体分为通过管道相互连接的上部汽相空间和下部液相空间，所述辐射管燃烧器设于炉体的下部液相空间，所述受热盘管设于炉体的上部汽相空间，所述炉体的下部液相空间装有中间介质。
2.根据权利要求1所述的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，所述辐射管燃烧器为直筒型、U型或W型。
3.根据权利要求2所述的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，所述换向阀包括二通换向阀、三通换向阀和四通换向阀。
4.根据权利要求3所述的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，所述蓄热式燃烧器为空气单蓄热式燃烧器或空、煤气双蓄热式燃烧器。
5.根据权利要求4所述的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，所述空气单蓄热式燃烧器的燃料包括液化石油气、天然气、焦炉煤气和/或城市煤气，所述空、煤气双蓄热式燃烧器的燃料包括高炉煤气、发生炉煤气和/或炭黑尾气。
6.根据权利要求1至5任一项所述的蓄热式燃烧真空相变加热炉，其特征在于，所述被加热介质包括原油、井产物和/或天然气，所述中间介质包括水。
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