自然循環相變加熱儲油罐的製作方法

2023-10-30 14:35:22 2

專利名稱：自然循環相變加熱儲油罐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田加熱裝置，特別涉及一種適用於油田單井拉油罐及多功能罐的原油加熱、儲存和裝運的自然循環相變加熱儲油罐。
二、背景技術目前，我國油田開發所使用的單井拉油罐主要有常壓高架罐及承壓多功能罐兩種，其加熱原件結構形式均為「火燒心」結構，即火筒直接對原油進行加熱，這樣既不符合 GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規範》的安全規定，而且現實應用中確實不時有大罐燃爆事故發生，隱患極大；而且承壓多功能罐不能燃煤，如果氣源不夠時，就會影響生產， 也有應用分體結構，即加熱爐同儲油罐分開，加熱爐所產生熱量被熱媒介質吸收，通過循環泵強制輸送到儲油罐中換熱器進行換熱，但所用加熱爐一般為常壓爐，介質損耗大，添加頻繁，溫差小(水溫小於100攝氏度)、易結垢、熱效低，很難滿足現實生產需要；而且循環泵長期連續使用，故障率高，耗能多。
三、發明內容本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種自然循環相變加熱儲油罐，加熱爐與儲油罐為分體結構，其間距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規範》的安全規定。其技術方案是主要是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統三部組成，相變加熱爐通過管路系統連接儲油罐；所述的儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統由原油管線、氣管線、水汽循環管線組成，原油管線、氣管線鋪設於地基線下面；水汽循環管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。上述的相變加熱爐主要是由支座、燃燒室、外殼、原油盤管、煙箱、煙囪、上封頭、煙管、下封頭、內筒、爐排管、封環組成，支座的上部固定燃燒室，燃燒室的外側固定內筒，所述的燃燒室通過煙管、煙箱與煙 連接，所述的煙管的上下兩端分別固定上封頭和下封頭，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼、內筒、上封頭、下封頭及封環組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置於爐腔內，並螺旋纏繞於煙管周圍，爐排管固定在燃燒室底部與爐腔相通。上述的一種常壓罐為臥式長方體，由罐座、罐體、上換熱器、下換熱器、原油擴散器、放油口、呼吸口組成，罐體固定在罐座上，上換熱器、下換熱器、原油擴散器分別固定在在罐體內中底部，呼吸口置於罐體的頂部。上述的另一種承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座、罐體、上換熱器、下換熱器、原油擴散器、放油口、安全閥和分氣包組成，罐體固定在罐座上，上換熱器、下換熱器、原油擴散器分別固定在在罐體內中底部，安全閥和分氣包置於罐體的頂部。其中，燃燒室外部連接燃燒口，外殼的上下端分別固定冷凝回水口和水蒸汽出口與爐腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位計並與爐腔相通。本實用新型的有益效果是安全可靠，本系統適應性極廣，儲油罐可設計為常壓及承壓兩種形式，當油品含氣量大時，用承壓容器罐分離出的天然氣作為加熱爐燃料，可大大節約成本；加熱爐以煤、氣、油均可作為燃料，並可給多座儲油罐同時加熱節省地方且易於管理，通過在換熱器底部設有原油進罐擴散器，能使進罐原油迅速、均勻分布於換熱器底部周圍，擴大接觸面，延長換熱時間，製造紊流，熱損小、熱效高，提高換熱效率。

附圖1是本實用新型的相變加熱爐的結構圖；附圖2是本實用新型的第一種技術方案的常壓儲油罐加熱流程示意圖；附圖3是本實用新型的第二種技術方案的承壓分離儲油罐加熱流程示意圖。上圖中罐座A、罐體B、上換熱器C、下換熱器D、原油擴散器E、放油口 F、呼吸口 G、 相變加熱爐H、安全閥I和分氣包J ；支座1、冷凝回水口 2、燃燒口 3、燃燒室4、外殼5、原油盤管6、液位計7、水蒸汽出口 8、煙箱9、煙囪10、上封頭11、原油出口 12、煙管13、原油進口 14、下封頭15、內筒16、爐排管17、封環18。
五具體實施方式
實施例1 結合附圖1-2，對本實用新型作進一步的描述本實用新型主要是由相變加熱爐H、儲油罐和管路系統三部組成，相變加熱爐通過管路系統連接儲油罐；所述的儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統由原油管線、氣管線、水汽循環管線、閥門組成，原油管線、氣管線鋪設於地基線下面；水汽循環管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。其中，常壓罐為臥式長方體，由罐座A、罐體B、上換熱器C、下換熱器D、原油擴散器 E、放油口 F、呼吸口 G組成，罐體B固定在罐座A上，上換熱器C、下換熱器D、原油擴散器E 分別固定在在罐體內中底部，呼吸口 G置於罐體的頂部。其中，相變加熱爐主要是由支座1、燃燒室4、外殼5、原油盤管6、煙箱9、煙囪10、 上封頭11、煙管13、下封頭15、內筒16、爐排管17、封環18組成，支座1的上部固定燃燒室 4，燃燒室4的外側固定內筒16，所述的燃燒室4通過煙管13、煙箱9與煙囪10連接，所述的煙管13的上下兩端分別固定於上封頭11和下封頭15，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼5、內筒16、上封頭11、下封頭15及封環18組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置於爐腔內，並螺旋纏繞在煙管周圍，爐排管17固定在燃燒室底部與爐腔相通。其中，燃燒室外部連接燃燒口 3，外殼的上下端分別固定冷凝回水口 2和水蒸汽出口 8與爐腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位計7並與爐腔相通。其工作原理是煤、天然氣或燃油在燃燒室燃燒產生高溫熱煙氣，熱煙氣以輻射、 傳導方式通過內筒、煙管加熱殼體中的超導熱媒使其高溫汽化，熱媒蒸汽滿足原油盤管加熱外，同時以真空超導傳熱方式進入儲油罐內的熱管換熱器，經相變換熱後，以液態經回流管線回到加熱爐殼體中，如此周而復始的工作，實現對儲油罐內油井產物的加熱。加熱爐與儲油罐為分體結構，其間距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規範》的安全規定。工作時利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環系統，且熱效達到或超過「火燒心」結構；所配套加熱爐結合水套爐和管式爐優點，配有單井盤管，尤其爐膛採用水冷壁結構，爐排採用水冷管結構，不用耐火磚，更加體積小、重量輕，熱損小，熱效高。本加熱爐可煤、氣、油三種燃料同時燃燒。實施例2 結合附圖3，對本實用新型作進一步的描述另一種承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座A、罐體B、上換熱器C、下換熱器D、原油擴散器E、放油口 F、安全閥I和分氣包J組成，罐體B固定在罐座A上，上換熱器C、下換熱器D、原油擴散器E分別固定在在罐體內中底部，安全閥I和分氣包J置於罐體的頂部。本實用新型的優點如下1、安全可靠，加熱爐與儲油罐間距> 15米，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規範》的安全用火規定；配有恆溫控制閥，可根據介質溫度，自動調節熱源大小。2、本系統適應性極廣，儲油罐可設計為常壓及承壓兩種形式，當油品含氣量大時， 用承壓容器罐分離出的天然氣作為加熱爐燃料，可大大節約成本；加熱爐以煤、氣、油均可作為燃料，並可給多座儲油罐同時加熱節省地方且易於管理。3、管理方便，利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環系統，節約管理成本；系統利用航天科技中真空相變超導高效傳熱技術，吸熱、傳熱快、效率高。4、因為設有單井加熱盤管，對進罐原油預熱，所以熱效更為顯著，且能降低井口回壓，增加原油產量。(由於單井盤管為水浴結構，相對於管式爐，能有效防止斷流幹燒時因局部過熱發生結焦、爆管事故。)5、爐膛採用水冷壁結構，不用耐火磚，熱損小、熱效高。並且由於結構緊湊，體積小、重量輕，耗材量少，製造成本也低。爐排採用水冷管結構，不易燒壞。6、儲油罐換熱器為上下並聯分層結構，通過閥門控制，可同時或分別運行。當儲油高液位時，同時運行，能使上下層原油換熱均勻，速度加快，不留死角；當儲油低液位時，可關閉上部閥門，集中對下部原油有效加熱，可減低熱損，不做無用功，使換熱更快。7、在換熱器底部設有原油進罐擴散器，能使進罐原油迅速、均勻分布於換熱器底部周圍，擴大接觸面，延長換熱時間，製造紊流，提高換熱效率。
權利要求1.一種自然循環相變加熱儲油罐，其特徵是主要是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統三部組成，相變加熱爐通過管路系統連接儲油罐；所述的儲油罐可以為常壓罐或承壓分離罐兩種；所述的管路系統由原油管線、氣管線、水汽循環管線組成，原油管線、氣管線鋪設於地基線下面；水汽循環管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。
2.根據權利要求1所述的自然循環相變加熱儲油罐，其特徵是所述的相變加熱爐主要是由支座(1)、燃燒室⑷、外殼(5)、原油盤管(6)、煙箱(9)、煙囪(10)、上封頭(11)、煙管(13)、下封頭(15)、內筒(16)、爐排管(17)、封環(18)組成，支座(1)的上部固定燃燒室 G)，燃燒室⑷的外側固定內筒(16)，所述的燃燒室⑷通過煙管(13)、煙箱(9)與煙囪 (10)連接，所述的煙管(1 的上下兩端分別固定上封頭(11)和下封頭(15)，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼(5)、內筒(16)、上封頭(11)、下封頭(15)及封環(18)組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置於爐腔內，並螺旋纏繞在煙管周圍，爐排管(17)固定在燃燒室底部與爐腔相通。
3.根據權利要求1所述的自然循環相變加熱儲油罐，其特徵是所述的常壓罐為臥式長方體，由罐座(A)、罐體(B)、上換熱器(C)、下換熱器(D)、原油擴散器(E)、放油口(F)、呼吸口(G)組成，罐體(B)固定在罐座(A)上，上換熱器(C)、下換熱器(D)、原油擴散器(E) 分別固定在在罐體內中底部，呼吸口(G)置於罐體的頂部。
4.根據權利要求1所述的自然循環相變加熱儲油罐，其特徵是所述的承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座(A)、罐體(B)、上換熱器(C)、下換熱器(D)、原油擴散器(E)、放油口 (F)、安全閥(I)和分氣包(J)組成，罐體(B)固定在罐座(A)上，上換熱器(C)、下換熱器 (D)、原油擴散器(E)分別固定在罐體內中底部，安全閥(I)和分氣包(J)置於罐體的頂部。
專利摘要本實用新型涉及一種自然循環相變加熱儲油罐。其技術方案是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統三部組成，相變加熱爐通過管路系統連接儲油罐；儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統由原油管線、氣管線、水汽循環管線組成，原油管線、氣管線鋪設於地基線下面；水汽循環管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。工作時利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環系統，且熱效達到或超過「火燒心」結構；所配套加熱爐結合水套爐和管式爐優點，配有單井盤管，尤其爐膛採用水冷壁結構，爐排採用水冷管，不用耐火磚，更加體積小、重量輕，熱損小，熱效高，本加熱爐可煤、氣、油三種燃料同時燃燒。
文檔編號B65D88/74GK202138751SQ20112010629
公開日2012年2月8日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者丁明慶, 劉凱, 劉榮志, 張子國, 潘敏勇, 許海峰 申請人:劉凱