CN108955293A - 新型多功能三维肋管换热冷凝补油器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，包括三维肋管以及其底面中部设置有连接法兰的蒸汽扩散仓，蒸汽扩散仓呈圆盘形，蒸汽扩散仓的顶面上竖向均布间隔连接着所述的三维肋管构成一级冷凝补油结构，三维肋管的上端与一个圆盘形的聚拢罩密封相连，聚拢罩的顶部呈圆锥形，聚拢罩的顶部中心处竖向均布间隔设置着至少三根三维肋管构成二级冷凝补油结构。本发明能够消除油罐顶端的蒸气扩散现象，杜绝硫化物和少量油气对大气的污染，环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，属于稠油生产用的储罐结构的改进。
背景技术
目前在稠油生产过程中，油井开井后稠油和蒸汽通过管网到计量站的单罐里到达一定液位以后，通过泵输送到处理站进行处理。在进罐后大量的蒸汽通过2个60m³的罐口顶端直接排入到大气里面，由于蒸汽里面含有硫化物和少量的油气，容易造成大气污染，导致周边空气质量下降，和目前的环保要求差距很大，没有达到国家规定的排放要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，能够消除油罐顶端的蒸气扩散现象，杜绝硫化物和少量油气对大气的污染，环保无污染。
本发明的目的是这样实现的，一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，包括三维肋管以及其底面中部设置有连接法兰的蒸汽扩散仓，蒸汽扩散仓呈圆盘形，蒸汽扩散仓的顶面上竖向均布间隔连接着所述的三维肋管构成一级冷凝补油结构，三维肋管的上端与一个圆盘形的聚拢罩密封相连，聚拢罩的顶部呈圆锥形，聚拢罩的顶部中心处竖向均布间隔设置着至少三根三维肋管构成二级冷凝补油结构。
将这种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器安装在罐口处进行二级换热冷凝处理。首先让油罐顶端的蒸汽通过一级三维肋管换热冷凝补油结构，让蒸汽在三维内助管中快速扩散，把蒸汽的温度降至冷凝状态，被肋片隔住蒸汽中的油和冷凝后的水可以通过内助管导油槽重新流入到罐里，然后冷凝不充分的余气和油进入到二级三维肋管换热冷凝补油结构进行二次冷凝，达到罐口无蒸汽和残余油。不会造成大气污染，保证周边空气质量，达到国家规定的空气质量排放要求。
在换热冷凝过程中，此装置敞开式四面通风，通过自然风道让蒸汽冷凝。整个过程无需耗电以及其他辅助设备和人员操作，整个冷凝过程达到全自动。
设备安装简单，只需在60m³罐口用法兰连接安装，不需动火作业。
工作原理：蒸汽在上升过程中通过大量的三维内助管内管进行扩散换热，三维内助管外管完全敞开可通过自然风冷对内管里面的蒸汽进行散热，蒸汽在内管通过肋片产生漩涡也可进行散热从而达到双重散热的目的，使换热效果达到最佳，然后蒸汽冷凝下来的水和油通过每个内助管里面的导油槽重新流入到罐内，又给罐内降温。本发明能够消除油罐顶端的蒸气扩散现象，杜绝硫化物和少量油气对大气的污染，环保无污染。
本发明与现有技术相比，有如下技术优点：扩展表面：在换热管内外两侧加装肋，提高单位体积内的有效换热面积，提升换热设备的换热效率。
加强扰动：每个肋片就是一个独立的扰动元，会产生强烈扰动，使流动状态达到充分湍流，极大地减薄了边界层的厚度，提升换热强度。
肋间加速：沿圆周布置的不连续肋片，缩小了流体的有效流通面积。流速增加，可实现减薄边界层厚度，减小热阻。
扩缩管的振动原理：交替的“扩张-收缩”，使流体产生脉动及振动，增加了流体的紊动度，强化了对流换热。
重复冲刷：非连续肋à流体的脉动流动à形成反复冲刷，破坏层流层，降低了热阻，近壁面温度梯度增加。
增加管壁粗糙度：加工后的表面与初始表面之间粗糙度相差大；加工表面自身的粗糙度也较大，增加换热效果。
没有回转式换热面的冷热交替过程，换热面管壁温度始终处于较高温度。
烟气侧布置三维肋片，进行换热强化，空气侧换热不强化，可显著提高烟气侧金属壁温，避开腐蚀温度。
造成飞灰吸附SO3能力强：肋对气流的扰动，造成局部涡流，使得含酸烟气与飞灰有较长的接触时间，进而形成以灰颗粒为核心的吸附单元，充分吸附烟气中的SO3，也就使得烟气对换热管本体的腐蚀降低。
尾涡扰流消除：三维内外肋管能有效消除流体流经换热面的扰流尾涡，同时通过肋间气流加速，使得飞灰不与主气流离析，飞灰与主气流跟随性好。
换热管表面灰垢结片消除：肋间距小、肋高小，直接使换热管表面形成多个小应力区，使得表面不宜形成灰垢结片，即使积灰，也能轻易吹除。
入口效应消除：气流在进入换热管内时，由于内肋的作用，基本消除光管的入口效应，使得入口段磨损减轻。
换热面间流速小：由于换热性能强，抗腐蚀、抗积灰性能强，所以换热面间流速可以选的小一些，这也使得三维内外肋管换热器具有较强的抗磨损性能。
已有业绩证明，同等布置空间条件下，三维内外肋管换热器较常规换热器的阻力减小10%以上。
已有业绩证明，同等燃煤硫分（4.5%左右）条件下，三维内外肋管换热器（GGH）连续运行时间超过6年，未发生腐蚀、积灰、堵塞等现象。
使用后:肋片没有明显积灰现象，蒸汽中的硫化物结露没有引起管壁上的粘结
三维肋管冷凝补油器现场换热效果：
气象条件：
室外设计参数（克拉玛依地区）：
夏季：大气压力958.9mbar， 干球温度：30℃(通风)
最热月平均相对湿度32%， 平均风速5.1m/s，
冬季：大气压力980.6mbar ，干球温度-17℃(通风)
最冷月平均相对湿度77% ， 平均风速1.5m/s，冬季最多风向平均风速3.8m/s
100㎥原油缓冲罐排气口参数：
缓冲罐顶部出气口：
Ф500mm主出气口1个，计0.196m2；
Ф150mm的旁通出气口1个，计0.018m2；
Ф100mm的旁通出气口1个，计0.008m2；
排气口面积合计：0.222m2。
罐顶出气口蒸汽流速：1.5m/s-4.5m/s；
罐顶出气口油与蒸汽混合物温度：～100℃；
排气参数
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的主视结构示意图。
具体实施方式
一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，如图1所示，包括三维肋管以及其底面中部设置有连接法兰5的蒸汽扩散仓4，蒸汽扩散仓4呈圆盘形，蒸汽扩散仓4的顶面上竖向均布间隔连接着所述的三维肋管构成一级冷凝补油结构3，三维肋管的上端与一个圆盘形的聚拢罩7密封相连，聚拢罩7的顶部呈圆锥形，聚拢罩7的顶部中心处竖向均布间隔设置着至少三根三维肋管1构成二级冷凝补油结构2。一级冷凝补油结构的三维肋管1的内外管径与二级冷凝补油结构的三维肋管内外管径相同，二级冷凝补油结构的三维肋管的高度大于或等于一级冷凝补油结构的三维肋管的高度。
本发明使用时，通过法兰5连接在油罐6顶部的出口处。
Claims (2)
1.一种新型多功能三维肋管换热冷凝补油器，包括三维肋管以及其底面中部设置有连接法兰的蒸汽扩散仓，其特征是：蒸汽扩散仓呈圆盘形，蒸汽扩散仓的顶面上竖向均布间隔连接着所述的三维肋管构成一级冷凝补油结构，三维肋管的上端与一个圆盘形的聚拢罩密封相连，聚拢罩的顶部呈圆锥形，聚拢罩的顶部中心处竖向均布间隔设置着至少三根三维肋管构成二级冷凝补油结构。
2.根据权利要求1所述的补油器，其特征是：一级冷凝补油结构的三维肋管的内外管径与二级冷凝补油结构的三维肋管内外管径相同，二级冷凝补油结构的三维肋管的高度大于或等于一级冷凝补油结构的三维肋管的高度。
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2018
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