三回程火筒式加熱爐的製作方法

2023-05-20 13:26:21 1

專利名稱：三回程火筒式加熱爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於石油工業原油、含油汙水等介質加熱的設備，具體地說是三回程火筒式加熱爐。
技術背景目前在油田集輸加熱工藝中，普遍使用火筒式間接加熱爐進行工質的加熱。其主要結構特點是火焰和高溫煙氣在火筒內運行，被加熱介質在火筒外運行。鍋筒內設置蛇形盤管式換熱器，通過高溫水或水蒸汽與盤管外壁換熱，加熱管內的被加熱工質。如真空加熱爐和水套爐等均為火筒式加熱爐類型。
由於含油汙水和含水原油在加熱時，很容易在盤管內壁集結水垢，水垢產生的熱阻會使盤管換熱器的傳熱顯著惡化，導致加熱爐出力不足，因此必須定期清理盤管內壁水垢。蛇形盤管式換熱器不宜採用機械方式清理水垢，而只適用採取化學方法清理水垢。化學方法不僅會導致盤管的腐蝕，使盤管早期損壞，而且清洗產生的廢液還會汙染環境。

發明內容
本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種便於採用機械方式，快速高效、環保地清理換熱管內的汙垢。能夠更好地滿足油氣集輸領域含油汙水、含水原油等易結垢介質的加熱需求的三回程火筒式加熱爐。
解決上述技術問題採用以下技術方案一種三回程火筒式加熱爐，由筒體1、火筒2、火筒封頭3、一回程煙管21、二回程煙管18、換熱管束10、前管板8、後管板14、前封頭9、後封頭13、前管箱6、後管箱15構成，其結構要點是，筒體1內的上部空間至少設置有1組換熱管束10，每組換熱管束10分別有一隻前管板8和一隻後管板14；每組換熱管束包含有多根換熱管，每根換熱管的首尾兩端分別依次穿過前管板8和後管板14並分別固定在前、後管板上；該前管板8、後管板14分別與位於筒體1上的後封頭13和前封頭9的外端面連接；筒體1的兩端面分別與後封頭13、前封頭9連接，火筒2和一回程煙管21、二回程煙管18分別設置在筒體1內位於換熱管束10之下；該火筒2一端與後封頭13固定連接，另一端與火筒封頭3連接；該一回程煙管21的前端與火筒封頭3固定連接，尾端與前封頭9固定連接；該二回程煙管18前端與後封頭13固定連接，尾端與前封頭9固定連接。
由於採用了上述技術方案與現有技術相比，本實用新型設計科學合理，其換熱器採用換熱管，傳熱效果好，而且可採用機械的方式清洗換熱器的受熱面，不汙染環境，能夠更好地滿足油田集輸加熱的需求。


圖1是本實用新型整體結構示意圖。
圖2是圖1A-A向示意圖。
圖3是1B-B向示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型做進一步的描述。
本實用新型加熱爐可以採用油和氣體燃料，以水做為中間傳熱介質。其結構參見附圖1，由筒體1、火筒2、火筒封頭3、進液口4、前管箱蓋5、前管箱6、出液口7、前管板8、前封頭9、換熱管束10、液位計11、注水口12、後封頭13、後管板14、後管箱15、後管箱蓋16、燃燒器17、二回程煙管18、後煙箱19和前煙箱20、一回程煙管21組成。
A、筒體結構實施例參見圖1，圖2，該加熱爐的筒體1是圓柱形結構，兩端分別與前封頭9、後封頭13連接。筒體1內安裝有火筒2、一回程煙管21和二回程煙管18，以及若干組換熱管束10。筒體1上還安裝有液位計11和注水口12。在筒體1內換熱管束10之下，分別布置有火筒2和煙管組件。火筒2與燃燒器17連接。筒體1的前端設置有前煙箱19，後端設置有後煙箱20。
B、換熱器結構實施例參見附圖1、2、3，換熱器由換熱管組成。根據不同的加熱需求，加熱爐筒體1內可安裝1至4組換熱管束10，換熱管束10採用無縫鋼管。每組換熱管束10由若干根等長的換熱管組成。每根換熱管的首尾兩端分別穿過前管板8、後管板14端面上的孔並固定在前、後管板上，這種連接結構組成了一組換熱管束10。前管板8、後管板14分別連接在位於筒體1上的後封頭13和前封頭9的外端面上，而非置於筒體內。筒體1的兩端面分別與後封頭13、前封頭9的內側面連接。前管板8、後管板14分別與前封頭9、後封頭13連接，並使兩管板的端面露在前、後封頭的外側。前管板8與後管板14均為短圓柱形結構。
前管箱6、後管箱15和前、後管箱蓋5、16，均與前、後管板8、14連接。進液口4、出液口7分別與前管箱6的側面連通。這樣形成了被加熱工質的容器空間。前管箱6與前管板8、後管箱15與後管板14均採用螺栓連接。
C、火筒與煙管結構實施例參見圖2，本實用新型採用了專門的三回程的受熱面結構設計，火筒2前端面穿過後封頭13並固定在後封頭13上，火筒2的後端面與火筒封頭3前端面連接。一回程煙管21前端與火筒封頭3連接，尾端與前封頭9連接。二回程煙管18前端與後封頭13連接，尾端穿過前封頭9並固定在前封頭9上。二回程煙管18、二回程煙管18採用無縫金屬管或採用內壁帶凸起螺紋槽的螺紋管。二回程煙管18的前部與前煙箱20連通，後部與後煙箱19連通。二回程煙管18的後部與後煙箱19連通。
本實用新型的工作原理加熱爐運行前，自筒體1上的注水口12，向筒體1中加入傳熱介質水至液位計11標定液位。根據需要使部分換熱管束浸沒在水中，或者使換熱管束10全部位於水面之上。然後啟動燃燒器17，燃料燃燒產生熱量，經過火筒1、一回程煙管21和二回程煙管18，將燃燒熱量傳至筒體1內。將筒體1內的傳熱介質水加熱至飽和溫度，產生高溫水蒸氣，水蒸汽充滿筒體的上部的空間。運行中，筒體內中間傳熱介質水的溫度可以高於或低於100℃。
高溫水和水蒸汽與位於筒體1上部空間的換熱管束10的外壁面進行換熱。換熱方式為水浴加熱和水蒸汽相變換熱兩種方式。由此將換熱管束10內流動的被加熱工質加熱。中間傳熱介質水或水蒸汽釋放熱量後，再次被火筒和煙管釋放的燃燒熱加熱，由此實現加熱爐的循環加熱功能。
權利要求1.一種三回程火筒式加熱爐，由筒體(1)、火筒(2)、火筒封頭(3)、一回程煙管(21)、二回程煙管(18)、換熱管束(10)、前管板(8)、後管板(14)、前封頭(9)、後封頭(13)、前管箱(6)、後管箱(15)、前煙箱19、後煙箱20構成，其特徵在於，筒體(1)內的上部空間設置有換熱管束(10)，每組換熱管束(10)分別有一隻前管板(8)和一隻後管板(14)；每組換熱管束包含有多根換熱管，每根換熱管的首尾兩端分別依次穿過前管板(8)和後管板(14)並分別固定在前、後管板上；該前管板(8)、後管板(14)分別與位於筒體(1)上的前封頭(9)和後封頭(13)的外端面連接；筒體(1)的兩端面分別與前封頭(9)、後封頭(13)連接，火筒(2)和一回程煙管(21)、二回程煙管(18)分別設置在筒體(1)內位於換熱管束(10)之下；該火筒(2)一端與後封頭(13)固定連接，另一端與火筒封頭(3)連接；該一回程煙管(21)的前端與火筒封頭(3)固定連接，尾端與前封頭(9)固定連接；該二回程煙管(18)前端與前封頭(9)固定連接，尾端與後封頭(13)固定連接。
2.根據權利要求1所述的三回程火筒式加熱爐，其特徵在於，所述的火筒(2)是圓柱形結構。
3.根據權利要求1所述的三回程火筒式加熱爐，其特徵在於前管板與後管板均為短圓柱形結構。
4.根據權利要求1所述的三回程火筒式加熱爐，其特徵在於換熱管束(10)採用無縫金屬管。
5.根據權利要求1所述的三回程火筒式加熱爐，其特徵在於前管箱(6)與前管板(8)、後管箱(15)與後管板(14)均採用螺栓連接。
6.根據權利要求1所述的三回程火筒式加熱爐，其特徵在於一回程煙管(21)、二回程煙管(18)採用無縫金屬管或採用管內壁帶向內凸起螺紋槽的螺紋管。
專利摘要一種三回程火筒式加熱爐，它的筒體內的上部空間設置有換熱管束，每組換熱管束分別有一隻前管板和一隻後管板；每組換熱管束包含多根換熱管，每根換熱管的首尾兩端分別穿過前管板和後管板的端面並固定在其上；該前管板、後管板分別連接在位於筒體上的前封頭和後封頭上；該筒體的兩端面分別與前封頭、後封頭連接；火筒和煙管分別設置在筒體內、換熱管束之下；火筒前端與前封頭連接，火筒尾端與火筒封頭連接，一回程煙管的前端與火筒封頭連接，尾端與前封頭連接。二回程煙管前端與前封頭連接，尾端與後封頭連接。本實用新型的換熱器採用換熱管，傳熱效果好，而且可採用機械的方式清洗換熱器的受熱面，不汙染環境，是石油油田集輸加熱的良好設備。
文檔編號F24H1/22GK2837732SQ20052010474
公開日2006年11月15日 申請日期2005年11月25日 優先權日2005年11月25日
發明者劉兆海, 祁紅衛, 李義順, 李志遠, 楊笑松 申請人:冀東石油勘探開發公司