CN2371334Y - 一种螺旋盘管式加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋盘管式加热炉,由筒体、火筒、烟箱、烟囱和加热盘管组成,圆柱形火筒一端与燃烧机相连通,另一端与圆柱形烟箱相连通,在火筒外部绕有加热盘管,所述的加热盘管是多组成螺旋状的空管。它加热效率高、炉体体积小且具有采暖功能。

Description

一种螺旋盘管式加热炉

本实用新型涉及一种加热炉，特别是用于石油天然气采集工艺中对刚采出的原油或天然气进行加热的装置。

目前使用的加热炉为水套式加热炉，主要结构是U型火筒和烟管水平布置，防爆门和燃烧器设置在同一高度，加热盘管采用U型或者蛇型布置结构。主要原理是燃料在U型火筒中和烟管中燃烧，释放的热量通过水套中的水浴传递给浸没在其中的原油盘管或天然气盘管，实现对原油或天然气的加热。

现有天然气加热炉主要存在以下不足：

1.目前的常压加热炉在设计中采用自引风式燃烧器，运行中由于种种原因引起燃烧状况恶化时，常常会在燃烧器引风口产生火焰外喷现象，这对采气场的安全造成极大的威胁，因为天然气和原油伴生气是易燃气体，要求生产设备具有高可靠性，绝对不允许因任何原因产生明火或电火花；另外，由于火筒和烟火管采用U型水平布置方式，防爆门和燃烧器设置在同一高度，二者距离较近且高度不超过人体高度，所以该布置方式对运行巡检人员也是一个潜在的威胁。

2.实际生产中的配产一般是以公认的系列负荷进行的，一般分为125KW、200KW、250KW、400KW、630KW、800KW和1000KW，绝大多数加热炉为一管式加热结构，极难进行负荷调整；另外也有少数加热炉为多组盘管加热结构，但是各组盘管的负荷平均分配，对于生产现场的配产也表现出一定的不适应性。

3.加热盘管采用U型或者蛇型布置结构，首先这种布置方式中180度弯头较多，所以盘管中的管程压降较大；其次这种布置方式与圆柱形炉体匹配性较差，对空间的利用率较低，从而使整个炉体体积庞大，散热增加，金属材料增加。例如400KW加热炉的体积长×宽一般为4500～5500×2200～2400mm，这对于由于生产调整等原因造成的移动或运输均会产生不便。

4.生产现场环境较恶劣，冬季有采暖的需要，而传统加热炉不设置采暖功能；少量带有采暖功能的加热炉其采暖系统和炉体加水系统为独立系统，从而出现系统复杂和泵闲置率高的不足。

本实用新型的目的是要解决上述不足，提供一种螺旋盘管式加热炉，它加热效率高、炉体体积小且具有采暖功能。

本实用新型的目的是这样实现的：一种螺旋盘管式加热炉，由筒体、火筒、烟箱、烟囱和加热盘管组成，圆柱形火筒一端与燃烧机相连通，另一端与圆柱形烟箱相连通，在火筒外部绕有加热盘管，所述的加热盘管是多组成螺旋状的空管。

火筒另一端与导烟箱相连通，烟火管一端与导烟箱相连通，另一端与烟箱和烟囱相连通，在烟火管和导烟箱外部设有多组呈螺旋状的加热盘管。

螺旋加热盘管与圆柱状火筒同心布置。

筒体两端分别设有前封头和后封头，在前封头处设有烟箱和烟囱，烟箱上设有高于人体高度的防爆门，后封头上设有多个被加热工质的入口和与之对应的被加热工质的出口。

筒体15上还设有补水口和排污口，在二者之间设有采暖系统、泵和阀门。

多组加热盘管并列布置。

本实用新型由于采用多组螺旋盘管与火筒和烟火管同心圆柱形状布置，且各组盘管的单独负荷和多组盘管的组合负荷以生产实际为基准进行设计，所以负荷的调整量大，而且在各种负荷下热效率均能稳定在85％以上，最大限度地适应生产现场的要求；炉体体积与以往加热炉相比也有较大幅度的减小；由于可采用品牌燃烧机，能够实现火焰的密封燃烧，不会出现火焰外喷现象，从而满足生产现场的安全要求；由于防爆门高位置布置，不但能够安全释放爆燃压力，而且因其高度高于人体，不会对运行巡检人员产生安全威胁；由于设计中考虑到采暖需要，炉体设置有采暖出水口和采暖回水口，所以加热炉具有采暖功能，而且采暖系统与加水系统相结合，有效地提高了泵等设备的利用率。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的一种螺旋盘管式加热炉的具体结构和工作原理。

图1是本实用新型的剖视图。

图2是本实用新型采暖系统的原理图。

图3是本实用新型的右视图。

图4是本实用新型的左视图。

一种螺旋盘管式加热炉，采用2～4组螺旋型加热盘管，盘管与火筒和烟火管为同心圆柱形布置，每组盘管的独立换热负荷以及多组盘管的组合换热负荷等于或最大限度与系列公称负荷相一致，并且加热炉具有采暖功能。

如图1所示，加热炉由筒体15、燃烧机1、火筒6、导烟箱9、烟火管7、烟囱17和加热盘管10等几个主要部件以及防爆门19、补水口14、排污口8、检修孔11和支座5等辅助部件组成。

燃烧机1与圆柱形火筒6一端相连通，火筒6另一端与导烟箱9相连通，烟火管7一端与导烟箱9相连通，另一端与圆柱形烟箱3和烟囱17相连通，在烟火管7和导烟箱9外部设有3组加热盘管10，采用螺旋状结构，并且与圆柱状火筒6同心布置，并列布置。筒体15一端设有前封头4和后封头12，三者形成密闭的水浴空间，在前封头4处设有烟箱3和烟囱17，烟箱3上设有高于人体高度的防爆门19、安装烟温测量装置的孔18，筒体15上端设有吊耳16，可将该装置固定在合适的位置上，它还设有梯子平台13，供人工加水用，筒体15上还设有补水口14和排污口8，下端固定一支座5，在后封头12上设有3个被加热工质入口23和3个被加热工质出口24和检修孔11。

筒体15外设有液位计/液位传感器20、就地温度计安装孔21和温度传感器安装孔22。

洁净天然气从燃料天然气入口2进入燃烧机1中，与空气进行充分混合后喷入火筒6中燃烧，燃烧后的高温烟气主要通过辐射换热的方式对火筒6进行加热，释放出部分热量后的高温烟气，再进入导烟箱9对箱壁进行加热，然后再流入烟火管7中，烟气在烟火管7中流动，主要通过对流方式对烟火管7进行加热，放出热量后的烟气从烟火管7中流入烟箱3，然后再由与烟箱相连通的烟囱17排出，完成燃料的放热过程。为防止爆燃对加热炉产生的压力，在烟箱3上部开有防爆门19，当发生爆燃时，烟气压力会由防爆门19安全释放，在正常情况下防爆门由于自重作用是关闭的，而且防爆门的设置高度大于人体高度，所以避免了对运行巡检人员的潜在威胁。

前封头4、后封头12与筒体15所形成的空间为水浴空间，火筒6、烟火管7和导烟箱9全部浸没在水浴中，吸收燃料所放热量的火筒6、烟火管7和导烟箱9在通过其壁面对水浴加热，使水浴维持在特定温度，补水口/采暖回水口14和排污口/采暖出水口8分别与筒体15连接，从而实现补水和采暖功能，补水口/采暖回水口14共设置三个开口，一个开口与大气连通以维持加热炉在常压下运行，同时还可以提供人工补水的补水口，另外一个开口为自动补水口/采暖回水口，以实现自动补水和冬季采暖回水功能。

如图2所示，非采暖季节加热炉正常运行时，阀门A、阀门B和阀门E是关闭的，阀门C和阀门D是打开的，当加热炉水位过低时泵25启动，补充水由阀门C、泵25、阀门D，再经过补水口/采暖回水口14进入水空间，直到水位到达一定高度后泵25关闭；需要排污时，阀门A打开进行排污；在采暖季节加热炉正常运行时，阀门A、阀门C和阀门D是关闭的，采暖水由排污口/采暖出水口8经过阀门B、泵25和阀门E进入热用户的采暖系统26中，采暖水放出热量后由补水口/采暖回水口14回到炉体水空间，再在炉内吸收热量，完成一个采暖循环。当需要补水时，阀门B关闭，阀门C打开，实现补水(由于运行中补水量很小，所以采用这种经由热网补水的方式)或者进行人工补水，补水口/采暖回水口14的第三个开口为水位计安装口。

被加热工质入口23和被加热工质出口24分别与相应的几组盘管10相连接，如图3所示，为三个工质入口，三个工质出口和三组盘管，盘管10全部浸没在水空间中，刚采出的原油或天然气从被加热工质入口23进入，然后流经相应的几组盘管，在被加热工质(原油或天然气)流动的过程中水空间的热量经过盘管壁传给被加热的工质使之温度升高到要求温度，然后由被加热工质出口24流出，从而实现对工质的加热。加热炉采用2-4组盘管，呈螺旋状，并且与火筒、烟火管为同心圆柱状布置，每组盘管的功率以及多组盘管的组合功率均以系列公称负荷为基准进行设计。

如图4，在前封头处设有圆柱状烟箱和烟囱，烟箱上设有高于人体高度的防爆门，克服了现有技术中由于U形烟管结构导致的防爆门对人体的危害。

Claims (6)

1.一种螺旋盘管式加热炉，由筒体、火筒、烟箱、烟囱和加热盘管组成，其特征在于：圆柱形火筒一端与燃烧机相连通，另一端与圆柱形烟箱相连通，在火筒外部绕有加热盘管，所述的加热盘管是多组成螺旋状的空管。

2.如权利要求1所述的一种螺旋盘管式加热炉，其特征在于：火筒另一端与导烟箱相连通，烟火管一端与导烟箱相连通，另一端与烟箱和烟囱相连通，在烟火管和导烟箱外部设有多组呈螺旋状的加热盘管。

3.如权利要求1或2所述的一种螺旋盘管式加热炉，其特征在于：螺旋加热盘管与圆柱状火筒同心布置。

4.如权利要求1或2所述的一种螺旋盘管式加热炉，其特征在于：筒体两端分别设有前封头和后封头，在前封头处设有烟箱和烟囱，烟箱上设有高于人体高度的防爆门，后封头上设有多个被加热工质的入口和与之对应的被加热工质的出口。

5.如权利要求1或2所述的一种螺旋盘管式加热炉，其特征在于：筒体15上还设有补水口和排污口，在二者之间设有采暖系统、泵和阀门。

6.如权利要求1或2所述的一种螺旋盘管式加热炉，其特征在于：多组加热盘管并列布置。

Images