CN106338144A - 倾斜多烟管加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田采出液的加热设备领域，具体涉及一种倾斜多烟管加热炉，包括烟管、烟囱和烟管烟囱连接器，烟管包括前部的粗管体和后部的数根细管体；粗管体的入口侧连接火筒、出口侧向下倾斜，且其出口侧内密封安装封堵件一；烟管烟囱连接器的烟管连接端向上倾斜，在该倾斜部分内密封安装封堵件二；各细管体向下倾斜，其两端分别安装在封堵件一、封堵件二上，且分别与粗管体、烟管烟囱连接器相通；烟管烟囱连接器的水平部分设有向下的凝液排液口，凝液排液口连接凝液排液器。通过采用多根细管体的方式，增加了烟管的换热面积，提高了加热炉的热效率，降低了燃料消耗；通过采用倾斜烟管结构，可以降低烟气凝液的腐蚀作用，延长设备的寿命。

Description

倾斜多烟管加热炉

技术领域

本发明涉及一种倾斜多烟管加热炉，属于油田采出液的加热设备领域。

背景技术

目前油田采出液加热大多采用水套加热炉，燃料为天然气、原油等。天然气、原油燃烧后产生二氧化碳和水蒸气，同时放出热量。很多天然气、原油含有硫等杂质，这样燃烧后烟气中不但有烃类燃烧形成的二氧化碳和水蒸气、空气中的氮气和氧气，还产生硫化物和氮氧化物等酸性物质。在加热炉设计中，如果烟管长度、面积设计过大，会使烟气温度降低过多，烟气在较低温度下，其中的硫化物和氮氧化物等酸性物质与烟气中的水分成液体状态析出，具有较强的腐蚀性，会腐蚀烟管、烟囱，影响加热炉的使用寿命。即便烟气中没有硫化物和氮氧化物等酸性物质，在较低温度下水蒸气凝结成水，也会腐蚀加热炉。在使用过程中，如果热负荷偏离设计工况较多，也会产生烟气温度较低的情况。另一方面，如果能够降低烟气温度，那么会有更多的热量得到利用，可以提高加热炉的效率。但是常规加热炉烟管水平布置，产生的凝液不能及时快速排出，加速加热炉的腐蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够提高加热炉的热效率且能够将烟气中产生的凝液完全快速排出烟管、降低凝液的腐蚀破坏作用的倾斜多烟管加热炉。

本发明所述的倾斜多烟管加热炉，包括加热炉壳体、燃烧器、火筒、烟管、烟囱和加热盘管，烟管出口通过烟管烟囱连接器与烟囱连接，烟管包括前部的粗管体和后部的数根细管体；粗管体的入口侧连接火筒、出口侧向下倾斜，且其出口侧内密封安装封堵件一；烟管烟囱连接器的烟管连接端向上倾斜，在该倾斜部分内密封安装封堵件二；从粗管体一侧向烟管烟囱连接器一侧，各细管体向下倾斜，其两端分别安装在封堵件一、封堵件二上，且分别与粗管体、烟管烟囱连接器相通；烟管烟囱连接器的水平部分设有向下的凝液排液口，凝液排液口连接凝液排液器。

本发明能够以原油、天然气作为燃料，从而能够实现加热炉的安全高效运行，充分降低排烟温度。为了提高加热炉的能力，本发明改进了烟管的结构，在功率较大的加热炉中采用多根细管体的方式，增加烟管的换热面积，从而提高加热炉的热效率，降低燃料消耗。在细节设计上，通过封堵件一能够实现烟管中粗管体到细管体的密封式过渡连接，确保无烟气进入加热炉壳体内，通过封堵件二能够实现烟管中细管体到烟管烟囱连接器的密封式过渡连接，使烟管排出的烟气和凝液等进入烟管烟囱连接器中，并通过烟囱、凝液排液器分别将烟气和凝液排出。同时，烟管的粗管体出口侧以及各细管体向下倾斜，能够使烟气凝液快速排出烟管，降低凝液的腐蚀破坏作用，而且烟管烟囱连接器与烟管连接的部分仍然与水平方向具有一定角度，便于烟气凝液完全流出烟管，防止烟管发生腐蚀，延长烟管的使用寿命，流入烟管烟囱连接器的烟气凝液通过凝液排液口进入凝液排液器及时排出。

优选的，增设一烟箱，烟箱的两端敞口，其一端与烟管烟囱连接器的烟管连接端连接，另一端焊接在加热炉壳体的外壁上，各细管体的加热炉壳体以外的部分均位于该烟箱中。进一步优选的，所述的烟箱向下倾斜且倾斜角度与烟管烟囱连接器的烟管连接端的倾斜角度相适应，烟箱与烟管烟囱连接器的烟管连接端通过法兰连接。

优选的，所述的凝液排液器采用弯管水封结构，利用弯管中的存液起到水封的作用，将烟管烟囱连接器与外部的空气隔离，防止烟管烟囱连接器周围的空气通过凝液排液口进入烟囱，降低烟囱的抽吸烟气的作用。同时，凝液排液器能够将烟管烟囱连接器下部的凝液及时排出，减少其腐蚀作用。

优选的，所述的烟囱与烟管烟囱连接器通过法兰连接。

优选的，所述的凝液排液器与烟管烟囱连接器的凝液排液口通过法兰连接。

烟囱、烟箱以及凝液排液器均通过法兰与烟管烟囱连接器连接，使得烟囱、烟管烟囱连接器、凝液排液器等部件成为可更换结构，在这些部件损坏的情况下可以快速、方便地更换，便于维护管理，提高了设备整体的使用寿命。

优选的，所述的封堵件一、封堵件二上均设有与细管体的位置、尺寸及数量相匹配的管孔，各细管体安装在各自对应的管孔中，细管体与封堵件一、封堵件二的接触位置进行密封，如将细管体焊接在管孔内壁上，确保密封效果。

优选的，所述的封堵件一为板式结构，其外形与粗管体相匹配，且其外周焊接在粗管体的内壁上。

优选的，所述的封堵件二为板式结构，其外形与烟管烟囱连接器的烟管连接端相匹配，且其外周焊接在该烟管连接端的内壁上。进一步优选的，封堵件二朝向烟管烟囱连接器的板面上设有凝液槽，凝液槽将位于上、下层的细管体分隔开，凝液槽的端部具有排液口，通过凝液槽将各细管体排出的凝液收集并引流到烟管烟囱连接器中，避免上层细管体流下的凝液对下层细管体产生腐蚀。其中，凝液槽的设计方式有多种，既可以沿垂直于细管体的方向设置，又可以沿平行于细管体的方向设置。当细管体成排均布时，位于同一排的多根细管体可共用一凝液槽，此时，凝液槽沿垂直于细管体的方向设置即可，凝液可从凝液槽的两端流下；当细管体无规则排列，或者细管体规则排列但上下排有交叉时，凝液槽沿平行于细管体的方向设置，每根细管体下方对应设置一凝液槽，凝液从凝液槽远离封堵件二的一端流下。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明能够实现加热炉的安全高效运行，充分降低排烟温度，提高加热炉的效率，降低燃料消耗；由于采用倾斜烟管结构，可以降低烟气凝液的腐蚀作用，延长设备的寿命；烟囱、凝液排液器、烟管烟囱连接器等部件采用可更换结构，在部件损坏的情况下可以快速、方便地更换，便于维护管理，提高了设备整体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明省略加热盘管后的俯视结构示意图；

图2是本发明省略火筒后的主视结构示意图；

图3是图2中I部位的局部放大图；

图4是细管体、凝液槽与封堵件二的组合结构示意图。

图中：1、燃烧器；2、火筒；3、加热炉壳体；4、粗管体水平段；5、粗管体倾斜段；6、封堵件一；7、细管体；8、烟箱；9、法兰；10、烟管烟囱连接器；11、烟囱；12、凝液排液器；13、被加热介质进口；14、被加热介质出口；15、加热盘管；16、封堵件二；17、凝液槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1～4所示，本发明所述的倾斜多烟管加热炉包括加热炉壳体3、燃烧器1、火筒2、烟管、烟箱8、烟囱11、烟管烟囱连接器10、凝液排液器12和加热盘管15；燃烧器1与火筒2通过法兰9连接，加热盘管15上设有被加热介质进口13、被加热介质出口14；烟管包括前部的粗管体和后部的数根细管体7；粗管体的入口侧连接火筒2、出口侧向下倾斜(从图中可知，粗管体由粗管体水平段4、粗管体倾斜段5两段构成)，且其出口侧内密封安装封堵件一6；烟管烟囱连接器10的烟管连接端向上倾斜，便于烟气凝液完全流出烟管，防止烟管发生腐蚀，在烟管烟囱连接器10的该倾斜部分内密封安装封堵件二16；从粗管体一侧向烟管烟囱连接器10一侧，各细管体7向下倾斜，各细管体7的两端分别安装在封堵件一6、封堵件二16上，且内部分别与粗管体、烟管烟囱连接器10相通；烟箱8的两端敞口，其一端与烟管烟囱连接器10的烟管连接端连接，另一端焊接在加热炉壳体3的外壁上，各细管体7的加热炉壳体3以外的部分均位于该烟箱8中，烟箱8倾斜且倾斜角度与烟管烟囱连接器10的烟管连接端的倾斜角度相适应，烟箱8与烟管烟囱连接器10的烟管连接端通过法兰9连接；烟管烟囱连接器10的水平部分设有烟囱连接口和凝液排液口；烟囱连接口向上，其与烟囱11通过法兰9连接，凝液排液口向下，其与凝液排液器12也通过法兰9连接。

本实施例中：

凝液排液器12为弯管水封结构(该结构为常规结构，常用于下水道防臭等技术领域)，利用弯管中的存液起到水封的作用，将烟管烟囱连接器10与环境隔离，防止烟管烟囱连接器10周围的空气通过凝液排液口进入烟囱11，降低烟囱11的抽吸烟气的作用，同时，凝液排液器12能够将烟管烟囱连接器10下部的凝液及时排出，减少其腐蚀作用。

封堵件一6、封堵件二16上均采用板式结构，其中：封堵件一6的外形与粗管体相匹配，且其外周焊接在粗管体的内壁上，封堵件二16的外形与烟管烟囱连接器10的烟管连接端相匹配，且其外周焊接在该烟管连接端的内壁上。在封堵件一6、封堵件二16上均设有与细管体7的位置、尺寸及数量相匹配的管孔，各细管体7安装在各自对应的管孔中，细管体7与封堵件一6、封堵件二16的接触位置进行密封，如将细管体7焊接在管孔内壁上，确保密封效果。其中，封堵件二16朝向烟管烟囱连接器10的板面上设有凝液槽17，凝液槽17将位于上、下层的细管体7分隔开，凝液槽17的端部具有排液口，通过凝液槽17将各细管体7排出的凝液收集并引流到烟管烟囱连接器10中，避免上层细管体7流下的凝液对下层细管体7产生腐蚀，凝液槽17的设计方式有多种，既可以沿垂直于细管体7的方向设置，又可以沿平行于细管体7的方向设置。本实施例中，细管体7成排均布，这样位于同一排的多根细管体7可共用一凝液槽17，将该凝液槽17沿垂直于细管体7的方向设置即可，凝液可从凝液槽17的两端流下。

本发明的倾斜多烟管加热炉通过被加热介质进口13连接被加热介质来液管线，将被加热介质连接入加热炉壳体3内上部的加热盘管15中，对来液进行加热，加热后的介质通过被加热介质出口14离开加热炉，进入后继流程。本发明可以以原油、天然气作为燃料，从而能够实现加热炉的安全高效运行，充分降低排烟温度。

本发明采用多根细管体7的方式，在功率较大的加热炉中增加了烟管的换热面积，从而提高加热炉的热效率，降低燃料消耗。在细节设计上，通过封堵件一6能够实现烟管中粗管体到细管体7的密封式过渡连接，确保无烟气进入加热炉壳体3内，通过封堵件二16能够实现烟管中细管体7到烟管烟囱连接器10的密封式过渡连接，使烟管排出的烟气和凝液等进入烟管烟囱连接器10中，并通过烟囱11、凝液排液器12分别将烟气和凝液排出。同时，烟管的粗管体出口侧以及各细管体7向下倾斜，能够使烟气凝液快速排出烟管，降低凝液的腐蚀破坏作用，而且烟管烟囱连接器10与烟管连接的部分仍然与水平方向具有一定角度，便于烟气凝液完全流出烟管，防止烟管发生腐蚀，延长烟管的使用寿命，流入烟管烟囱连接器10的烟气凝液通过凝液排液口进入凝液排液器12及时排出。除上述外，烟囱11、凝液排液器12、烟箱8三者与烟管烟囱连接器10均通过法兰9连接，便于部件损坏情况下的更换。

Claims (10)

1.一种倾斜多烟管加热炉，包括加热炉壳体(3)、燃烧器(1)、火筒(2)、烟管、烟囱(11)和加热盘管(15)，烟管出口通过烟管烟囱连接器(10)与烟囱(11)连接，其特征在于：烟管包括前部的粗管体和后部的数根细管体(7)；粗管体的入口侧连接火筒(2)、出口侧向下倾斜，且其出口侧内密封安装封堵件一(6)；烟管烟囱连接器(10)的烟管连接端向上倾斜，在该倾斜部分内密封安装封堵件二(16)；从粗管体一侧向烟管烟囱连接器(10)一侧，各细管体(7)向下倾斜，其两端分别安装在封堵件一(6)、封堵件二(16)上，且分别与粗管体、烟管烟囱连接器(10)相通；烟管烟囱连接器(10)的水平部分设有向下的凝液排液口，凝液排液口连接凝液排液器(12)。

2.根据权利要求1所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：增设一烟箱(8)，烟箱(8)的两端敞口，其一端与烟管烟囱连接器(10)的烟管连接端连接，另一端焊接在加热炉壳体(3)的外壁上，各细管体(7)的加热炉壳体(3)以外的部分均位于该烟箱(8)中。

3.根据权利要求2所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的烟箱(8)向下倾斜且倾斜角度与烟管烟囱连接器(10)的烟管连接端的倾斜角度相适应，烟箱(8)与烟管烟囱连接器(10)的烟管连接端通过法兰(9)连接。

4.根据权利要求1所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的凝液排液器(12)采用弯管水封结构。

5.根据权利要求1所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的烟囱(11)与烟管烟囱连接器(10)通过法兰(9)连接。

6.根据权利要求1所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的凝液排液器(12)与烟管烟囱连接器(10)的凝液排液口通过法兰(9)连接。

7.根据权利要求1所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的封堵件一(6)、封堵件二(16)上均设有与细管体(7)的位置、尺寸及数量相匹配的管孔，各细管体(7)安装在各自对应的管孔中，细管体(7)与封堵件一(6)、封堵件二(16)的接触位置进行密封。

8.根据权利要求1～7任一所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的封堵件一(6)为板式结构，其外形与粗管体相匹配，且其外周焊接在粗管体的内壁上。

9.根据权利要求1～7任一所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：所述的封堵件二(16)为板式结构，其外形与烟管烟囱连接器(10)的烟管连接端相匹配，且其外周焊接在该烟管连接端的内壁上。

10.根据权利要求9所述的倾斜多烟管加热炉，其特征在于：封堵件二(16)朝向烟管烟囱连接器(10)的板面上设有凝液槽(17)，凝液槽(17)将位于上、下层的细管体(7)分隔开，凝液槽(17)的端部具有排液口。