一种充分利用烟气余热的相变加热炉的制作方法

本发明涉及传热设备，具体而言，涉及一种充分利用烟气余热的相变加热炉。

背景技术：

1、目前，油气田领域中通常需要对原油进行加热后进行集输处理。水套加热炉的加热盘管在炉体内部，燃料在火筒中燃烧，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给中间载热体水，使水温升高，水再将热量传递给盘管中的原油，使原油的温度升高，由于结构原因，这种形式的加热炉普遍存在传热效率低、管束易堵塞，弯头处易穿孔腐蚀等缺点。因此目前各大油气田均在淘汰原有的水套加热炉，转而采用新型的相变加热炉。相变加热炉的原理是利用传热介质的蒸汽对盘管进行间接加热，这样加热温度就不再受到水的沸点限制，因此能够提高传热效率。

2、目前相变加热炉的燃烧室内产生的烟气直接从通过烟管排入了大气，这部分烟气大都具有较高的温度，因此相当可观的部分热量被浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种充分利用烟气余热的相变加热炉，其能够利用燃烧室内排出的烟气对待加热的介质进行预热，从而使待加热介质在进入换热筒时具有较高温度，降低所需的加热时间，进一步提高传热效率。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：包括撬装架、相变筒、换热筒和介质管道，所述相变筒和换热筒均设置在撬装架上，所述换热筒位于相变筒的正上方；所述相变筒内设置有隔板，所述隔板将相变筒内分隔为位于下部的燃烧室和位于上部的相变液室，所述燃烧室的内部设置有燃烧器，所述燃烧室远离燃烧器的一端设置有烟管，所述相变液室与换热筒相连通，所述介质管道从换热筒的一端伸入换热筒内并从换热筒的另一端伸出换热筒，所述介质管道包括预热段、插入段和伸出段，所述换热筒内设置有热交换管，所述预热段从烟管的一端进入并从烟管的另一端伸出，所述插入段的一端连接在预热段上，另一端与热交换管的进口端相连通，所述伸出段连接在热交换管的出口端。

3、进一步地，所述烟管包括第一支管、第二支管和第三支管，所述第二支管的直径大于第一支管和第三支管的直径，所述第一支管与燃烧室相连通，所述第一支管远离燃烧室的一端设置有扩口管，所述第二支管连接在扩口管上，所述第二支管远离第一支管的一端设置有缩口管，所述第三支管连接在缩口管上，所述预热段从第二支管远离第一支管的一端进入并从第二支管靠近第一支管的一端伸出。

4、进一步地，所述热交换管包括进口部和出口部，所述插入段与进口部相连通，所述伸出段与出口部相连通，所述进口部与出口部之间连通设置有多根截面形状为扁平状的波浪形管。

5、进一步地，位于中部的所述波浪形管与水平面平行设置，位于上部的所述波浪形管从靠近介质管道的一端至远离介质管道的一端倾斜向上延伸，位于下部的所述波浪形管从靠近介质管道的一端至远离介质管道的一端倾斜向下延伸。

6、进一步地，所述波浪形管的截面形状为矩形，所述矩形的长宽比大于三。

7、进一步地，所述波浪形管的截面形状为椭圆形，所述椭圆形的长轴与短轴之比大于三。

8、进一步地，所述相变筒的顶部设置有液位计、压力变送器和温度变送器。

9、进一步地，所述撬装架的顶部设置有管道支撑架，所述管道支撑架上设置有用于支撑介质管道和烟管的支撑套筒。

10、进一步地，所述撬装架的顶部四角均设置有吊装耳。

11、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

12、1、本发明通过预热段、插入段和伸出端组成介质管道，并使预热段部分位于烟管内，在待加热的原油从介质管道进入换热筒之前，首先通过预热段位于烟管内的部分并使燃烧废气对原油进行预热，使原油在进入换热筒前受到预热以升高温度，从而降低原油在进入换热筒内后所需的加热时间。

13、2、本发明通过在进口部与出口部之间设置多根扁平状的波浪形管，在横截面积不变的情况下提高波浪形管内原油的受热效果，同时保证原油流动的顺畅性。

技术特征：

1.一种充分利用烟气余热的相变加热炉，包括撬装架(1)、相变筒(2)、换热筒(3)和介质管道(4)，所述相变筒(2)和换热筒(3)均设置在撬装架(1)上，所述换热筒(3)位于相变筒(2)的正上方；所述相变筒(2)内设置有隔板(21)，所述隔板(21)将相变筒(2)内分隔为位于下部的燃烧室(22)和位于上部的相变液室(23)，所述燃烧室(22)的内部设置有燃烧器(221)，所述燃烧室(22)远离燃烧器(221)的一端设置有烟管(24)，所述相变液室(23)与换热筒(3)相连通，所述介质管道(4)从换热筒(3)的一端伸入换热筒(3)内并从换热筒(3)的另一端伸出换热筒(3)，其特征在于：所述介质管道(4)包括预热段(41)、插入段(42)和伸出段(43)，所述换热筒(3)内设置有热交换管(31)，所述预热段(41)从烟管(24)的一端进入并从烟管(24)的另一端伸出，所述插入段(42)的一端连接在预热段(41)上，另一端与热交换管(31)的进口端相连通，所述伸出段(43)连接在热交换管(31)的出口端。

2.根据权利要求1所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述烟管(24)包括第一支管(241)、第二支管(242)和第三支管(243)，所述第二支管(242)的直径大于第一支管(241)和第三支管(243)的直径，所述第一支管(241)与燃烧室(22)相连通，所述第一支管(241)远离燃烧室(22)的一端设置有扩口管(2411)，所述第二支管(242)连接在扩口管(2411)上，所述第二支管(242)远离第一支管(241)的一端设置有缩口管(2421)，所述第三支管(243)连接在缩口管(2421)上，所述预热段(41)从第二支管(242)远离第一支管(241)的一端进入并从第二支管(242)靠近第一支管(241)的一端伸出。

3.根据权利要求1所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述热交换管(31)包括进口部(311)和出口部(312)，所述插入段(42)与进口部(311)相连通，所述伸出段(43)与出口部(312)相连通，所述进口部(311)与出口部(312)之间连通设置有多根截面形状为扁平状的波浪形管(313)。

4.根据权利要求3所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：位于中部的所述波浪形管(313)与水平面平行设置，位于上部的所述波浪形管(313)从靠近介质管道(4)的一端至远离介质管道(4)的一端倾斜向上延伸，位于下部的所述波浪形管(313)从靠近介质管道(4)的一端至远离介质管道(4)的一端倾斜向下延伸。

5.根据权利要求3所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述波浪形管(313)的截面形状为矩形，所述矩形的长宽比大于三。

6.根据权利要求3所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述波浪形管(313)的截面形状为椭圆形，所述椭圆形的长轴与短轴之比大于三。

7.根据权利要求1所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述相变筒(2)的顶部设置有液位计(25)、压力变送器(26)和温度变送器(27)。

8.根据权利要求1所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述撬装架(1)的顶部设置有管道支撑架(11)，所述管道支撑架(11)上设置有用于支撑介质管道(4)和烟管(24)的支撑套筒(12)。

9.根据权利要求1或8所述的充分利用烟气余热的相变加热炉，其特征在于：所述撬装架(1)的顶部四角均设置有吊装耳(13)。

技术总结
本发明提供了一种充分利用烟气余热的相变加热炉，包括撬装架、相变筒、换热筒和介质管道，相变筒和换热筒均设置在撬装架上，相变筒内设有燃烧室和相变液室，燃烧室内设有燃烧器，燃烧室远离燃烧器的一端设有烟管，相变液室与换热筒相连通，介质管道从换热筒的一端伸入换热筒内并从换热筒的另一端伸出换热筒，介质管道包括预热段、插入段和伸出段，换热筒内设有热交换管，预热段从烟管的一端进入并从烟管的另一端伸出，插入段的一端连接在预热段上，另一端与热交换管的进口端相连通，伸出段连接在热交换管的出口端。本发明能够利用燃烧室内排出的烟气对待加热的介质进行预热，使待加热介质在进入换热筒时具有较高温度，降低所需的加热时间。

技术研发人员：吴岚,刘革,杨勇刚,陈百川,冯飞跃,张波
受保护的技术使用者：四川恒重清洁能源成套装备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16