CN217636200U - 一种石油加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油加热器，包括加热罐，以及固设于加热罐内的换热管和石墨烯加热片组件，换热管的进油端和出油端均穿出加热罐，换热管在加热罐内形成若干沿加热罐轴向延伸的U型单元管，各U型单元管沿管内原油流动方向依次连通，各U型单元管形成的管组截面呈矩阵状；加热罐内固设有位于石墨烯加热片组件下方的V型槽板，V型槽板的槽底形成对石墨烯加热片的支撑。本实用新型将石墨烯加热片作为加热导热油的元件，电热能转换率高，较传统电阻加热模式节能效果明显；利用石墨烯加热片的膜状结构，发热均匀，换热面积大；便于控制发热温度，从而保证原油输出温度稳定；无碳化及功率衰减，使用寿命长。

Description

一种石油加热器

技术领域

本实用新型涉及加热设备技术领域，尤其涉及到对原油的加热，具体是指一种石油加热器。

背景技术

传统的原油加热主要采用水套式原油加热炉，原油加热炉是指用燃料燃烧的热量加热原油的设备。其主要组成部分有:辐射室、对流室、燃烧器和烟囱。在燃料燃烧的辐射室和热烟气流过的对流室中，装排有若干根炉管。原油直接通过炉管受热的称为直接加热；用另外一种介质—热媒通过加热炉炉管使之提高温度后，再通过换热器把热量传递给原油的，称为间接加热。后者由于原油不通过炉管，故操作较安全，热效率及自动化程度也较高，但设备复杂、造价较高。

在石油开采和加工过程中，需要对原油进行加热，使原油升温降粘、油水分离，其特点为：(1)安全性要求高，水套加热炉属于压力容器，特别是加热炉燃烧器的燃烧过程还存在明火，需要较高的防火和防爆性能。(2)以油、气为燃料，排放的烟气存在着严重的NO_X物污染，有明显的污染隐患。(3)以油、气为燃料的加热炉系统，存在二次换热所带来的热损失，运行成本高，而且是以消耗资源为代价，不符合国家可持续发展的能源战略要求。

上述加热炉以重油或天然气为主要燃料，不仅存在着燃烧过程带来的污染问题，更重要的是要大量的消耗不可再生的资源，特别是在全球能源状况日益紧张的情况下，迫切需要寻求节能、环保型的原油加热设备。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种石油加热器，采用石墨烯加热片给原油的加热提供热量，满足了安全、节能和环保的要求。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种石油加热器，包括加热罐，以及固设于加热罐内的换热管和石墨烯加热片组件，换热管的进油端和出油端均穿出加热罐。

本方案在使用时，换热管内通入待加热的原油，加热罐内盛放导热油，利用石墨烯加热片对导热油进行加热，通过导热油与换热管的换热，实现对换热管内的原油加热，避免了明火，提高了防火防爆性能，避免了NO_X物污染，而且热能利用率高，能耗较小。

作为优化，所述换热管在加热罐内形成若干沿加热罐轴向延伸的U型单元管，各U型单元管沿管内原油流动方向依次连通，各U型单元管形成的管组截面呈矩阵状。本优化方案通过将换热管设置为若干U型单元管，延长了原油在加热罐内的流动时间，提高了换热效果，各U型单元管形成的管组截面呈矩阵状，提高了各U型单元管受热的均匀性。

作为优化，石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片穿过U型单元管所形成矩阵中的竖向间隙。本优化方案将石墨烯加热片延伸至U型单元管形成的矩阵内部，进一步提高了传热效率。

作为优化，加热罐内固设有位于石墨烯加热片组件下方的V型槽板，V型槽板的槽底形成对石墨烯加热片的支撑。本优化方案通过设置的V型槽板对石墨烯加热片进行支撑，同时利用V型槽板的侧壁防止石墨烯加热片摆动，提高了石墨烯加热片的稳定性；利用V型槽板的槽口上大下小的特点，方便了石墨烯加热片的安装。

作为优化，所述加热罐包括卧式罐体，以及密封设置在罐体两端的端盖，罐体的上表面固接有安装管，且在罐体的顶部开设有与安装管适配的安装口，安装管的上端连接有上盖板，安装管内固设有安装所述石墨烯加热片组件的加热片固定架，石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片经所述安装口延伸至罐体内。本优化方案的加热罐结构简单，制作方便，而且将罐体设置为卧式，便于提高加热罐的稳定性；通过设置安装管和安装口，方便由上往下安装石墨烯加热片，从而提高了石墨烯加热片组件的安装和检修效率。

作为优化，换热管的进油端位于罐体的前端底部，换热管的出油端位于罐体的后端顶部。本优化方案的设置，使得原油下进上出，延长了原油在加热罐内的流动距离，进一步提高了换热效果。

作为优化，罐体的底部设有排污管，所述排污管上安装有排污阀。本优化方案通过设置排污管，便于将罐体内的杂质排出，以避免油路堵塞。

本实用新型的有益效果为：将石墨烯加热片作为加热导热油的元件，电热能转换率高，较传统电阻加热模式节能效果明显；利用石墨烯加热片的膜状结构，发热均匀，换热面积大；便于控制发热温度，从而保证原油输出温度稳定；无碳化及功率衰减，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为罐体内部结构示意图；

图中所示：

1、端盖，2、第一螺栓，3、第一密封法兰，4、上盖板，5、接线盒，6、罐体，7、密封垫，8、第二螺栓， 9、加热片固定架，10、固定板，11、鞍座，12、石墨烯加热片组件，13、V型槽板，14、换热管，15、换热管的进油端，16、换热管的出油端，17、排污管，18、导热油进管。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~3所示一种石油加热器，包括加热罐，以及固设于加热罐内的换热管14和石墨烯加热片组件12，石墨烯加热片组件采用现有技术，双层安全防护，消除漏电现象，原油侧密封系统安全、可靠。

换热管的进油端15和换热管的出油端16均穿出加热罐，且在换热管的进油端和出油端分别焊接有法兰，以便与外部管道连接。如图2所示，换热管在加热罐内形成若干沿加热罐轴向延伸的U型单元管，各U型单元管沿管内原油流动方向依次连通，各U型单元管形成的管组截面呈矩阵状。石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片沿竖向穿过U型单元管所形成矩阵中的竖向间隙。

本实施例的加热罐包括卧式罐体6，以及密封设置在罐体两端的端盖1，罐体的前、后两端分别固接有第一密封法兰3，端盖朝向罐体的一端固接有与第一密封法兰通过第一螺栓2密封固接的第二密封法兰，第一密封法兰与第二密封法兰之间设有密封垫7。罐体的底面固接有两鞍座11，且两鞍座沿前后方向排布，罐体的外侧面安装有接线盒5，石墨烯加热片组件的电源线接入接线盒5。罐体6的上表面固接有安装管，且在罐体的顶部开设有与安装管适配的安装口，安装管的上端通过第二螺栓8密封连接有上盖板4，安装管内固设有安装所述石墨烯加热片组件的加热片固定架9，石墨烯加热片的上端固设有固定板10，固定板10与加热片固定架固接，石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片向下经所述安装口延伸至罐体内。

加热罐的罐体内固设有位于石墨烯加热片组件下方的V型槽板13，V型槽板的槽底形成对石墨烯加热片的支撑，V型槽板的侧壁形成对石墨烯加热片左右方向的限位，避免石墨烯加热片发生晃动。

为了提高换热效果，本实施例换热管的进油端位于罐体的前端底部，换热管的出油端位于罐体的后端顶部，罐体上开设有分别与换热管进油端、换热管出油端适配的通孔，换热管穿出通孔，且通孔的孔壁与换热管之间密封设置。

罐体上还设有位于安装管一侧的导热油进管18，导热油通过导热油进管注入至罐体内，并淹没罐体内的换热管。罐体的底部设有排污管17，所述排污管上安装有排污阀，便于管道和罐体中杂质的排出，确保原油和导热油管路顺畅。

本实施例石油加热器的工作原理为：利用石墨烯加热片加热容器内导热油，原油通过换热装置与高温导热油进行热交换达到出口油温。电路控制系统根据出口油温的变化分路对石墨烯加热系统进行控制，确保出口油温满足设计要求。

本实施例的石油加热器在具体使用时，导热油从导热油进管进入罐体空腔中，原油从换热管的进油端进入罐体空腔中的换热管14中，启动石墨烯加热系统，石墨烯加热片组件12开始发热，随之导热油油温升高，原油通过换热管，以及导热油与加热片产生的热量进行热交换，电路控制系统根据出口油温的变化分路对石墨烯加热系统进行控制，确保原油出口的油温。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (7)

1.一种石油加热器，其特征在于：包括加热罐，以及固设于加热罐内的换热管（14）和石墨烯加热片组件（12），换热管的进油端和出油端均穿出加热罐。

2.根据权利要求1所述的一种石油加热器，其特征在于：所述换热管在加热罐内形成若干沿加热罐轴向延伸的U型单元管，各U型单元管沿管内原油流动方向依次连通，各U型单元管形成的管组截面呈矩阵状。

3.根据权利要求2所述的一种石油加热器，其特征在于：石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片穿过U型单元管所形成矩阵中的竖向间隙。

4.根据权利要求1所述的一种石油加热器，其特征在于：加热罐内固设有位于石墨烯加热片组件下方的V型槽板（13），V型槽板的槽底形成对石墨烯加热片的支撑。

5.根据权利要求1所述的一种石油加热器，其特征在于：所述加热罐包括卧式罐体（6），以及密封设置在罐体两端的端盖（1），罐体（6）的上表面固接有安装管，且在罐体的顶部开设有与安装管适配的安装口，安装管的上端连接有上盖板（4），安装管内固设有安装所述石墨烯加热片组件的加热片固定架（9），石墨烯加热片组件中的石墨烯加热片经所述安装口延伸至罐体内。

6.根据权利要求5所述的一种石油加热器，其特征在于：换热管的进油端位于罐体的前端底部，换热管的出油端位于罐体的后端顶部。

7.根据权利要求5所述的一种石油加热器，其特征在于：罐体的底部设有排污管，所述排污管上安装有排污阀。

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