[發(fā)明專利]冷凝臥式水套加熱爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210241466.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN103542524A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱治科;朱天壽;趙雷亮;胡建國(guó);李華山;黃虎;劉偉;楊彥;郭增民;雷文賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): F24H8/00
• 分類號(hào): F24H8/00
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 金杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷凝臥式水套加熱爐，屬于油田專用加熱爐技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

油田站場(chǎng)專用加熱爐主要采用立式和臥式兩種，主要擔(dān)負(fù)油氣田的供熱任務(wù)，是油氣田最大的自耗燃料設(shè)備之一，其技術(shù)水平和熱效率的高低直接影響油氣田地面工程建設(shè)的技術(shù)水平、節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，水套加熱爐以其可靠的安全性能廣泛應(yīng)用在油田地面工程中。但水套加熱爐普遍受露點(diǎn)溫度限制，排煙溫度高，煙氣中的能量和水蒸氣潛熱不能被有效利用（真空爐和管式加熱爐也存在此類問(wèn)題），造成水套加熱爐熱效率低、能源浪費(fèi)和環(huán)境熱污染等問(wèn)題。

應(yīng)用中的水套加熱爐主要存在以下問(wèn)題：

一．加熱效率不高：雖然加熱爐的設(shè)計(jì)爐效一般在90％左右，但油田大部分水套爐的實(shí)際運(yùn)行熱效率并不高，主要因素有以下幾方面：

1.水套爐自身結(jié)構(gòu)缺陷影響煙氣與煙管的對(duì)流換熱，也影響被加熱介質(zhì)與加熱盤管的換熱，從而降低熱效率；

2.由于水套爐受煙氣露點(diǎn)溫度的限制，造成排煙溫度較高（其它加熱爐也存在這一問(wèn)題），煙氣中的有效熱量不能充分利用，從而降低熱效率；

3.水套爐自身燃燒器效率不高。常用的負(fù)壓引射蝸殼式燃燒器爐膛火焰溫度不高，輻射強(qiáng)度低，降低燃燒效率；

4.水套爐保溫不良，運(yùn)行管理不到位，降低加熱爐效率。

二．水套爐過(guò)剩且空氣系數(shù)偏大：

由于燃燒器選型不當(dāng)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的水套爐過(guò)剩，空氣系數(shù)大部分偏高，多在2.0～3.0間運(yùn)行，未達(dá)到最佳值。最佳過(guò)剩空氣系數(shù)應(yīng)按不同的燃燒方式來(lái)控制，對(duì)于微正壓燃燒的應(yīng)控制在1.05～1.20之間，對(duì)于自然通風(fēng)燃燒的應(yīng)控制在1.4～2.0之間。

三．水套爐易腐蝕穿孔引起泄漏，使用壽命較短：

煙火管與爐膛連接彎頭處的焊縫發(fā)生泄漏造成水套爐的腐蝕，原因之一是天然氣中的凝析水引起的腐蝕，即水套爐自用氣溫度不高，天然氣中的飽和水蒸氣易凝析成液態(tài)水，電離成H⁺和OH_-。H⁺和天然氣、H₂S燃燒后的產(chǎn)物CO₂和SO₂分別生成H₂CO₃和H₂SO₃，在高溫高壓下，加劇了煙火管道及焊縫的腐蝕。原因之二是水套爐采用“U”結(jié)構(gòu)，煙火系統(tǒng)易在煙管、前后管板及煙管連接管板處的焊縫處發(fā)生腐蝕穿孔而泄漏，還有然氣燃燒后產(chǎn)生的凝析水導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕。

四．水套爐的計(jì)量普遍不達(dá)標(biāo)：

由于油氣站場(chǎng)內(nèi)可無(wú)償燃用伴生氣，為節(jié)省產(chǎn)建資金，加熱爐均未按規(guī)定實(shí)施單臺(tái)燃?xì)夂洼敵鰺崃坑?jì)量，致使無(wú)法準(zhǔn)確取得水套爐的燃?xì)夂牧俊?/p>

五．水套爐操作運(yùn)行管理存在薄弱環(huán)節(jié)：

未建立一套科學(xué)的判定啟停方法，未根據(jù)站內(nèi)用熱因素與爐內(nèi)介質(zhì)溫度的相對(duì)關(guān)系決定爐子的啟停，僅憑經(jīng)驗(yàn)和感覺往往提早啟爐或延時(shí)停爐，延長(zhǎng)了爐子的運(yùn)行時(shí)間，造成能源浪費(fèi)。缺乏對(duì)員工的專門技能培訓(xùn)，未形成定期的維護(hù)保養(yǎng)制度。在長(zhǎng)時(shí)間使用的水套加熱爐中，燃燒器及阻水封門銹蝕現(xiàn)象普遍，內(nèi)部結(jié)構(gòu)堵塞、燃?xì)鈬娮鞜g及引射管損壞等現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，水套加熱爐無(wú)水溫和排煙溫度計(jì)或溫度計(jì)讀數(shù)失真，水套爐液位計(jì)指示不清晰，煙火管結(jié)垢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種冷凝臥式水套加熱爐，其使用壽命較長(zhǎng)，工藝性好，能充分利用煙氣中的蒸汽潛能和余熱，能源利用率高。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

水套加熱爐臥式筒體通過(guò)上拉桿和下拉桿前端連接前管板和前面板，后端連接設(shè)有采暖出水口的后管板和后面板。

前管板和前面板之間設(shè)有半圓形的、且有兩側(cè)外延管的前煙箱，熱管冷凝器兩端分別設(shè)在前煙箱和筒體內(nèi)。熱管冷凝器下方設(shè)有由引水管、水封器和排水管組成的冷凝水排放單元，引水管一端連接前煙箱外延管，另一端連接設(shè)有垂直式隔板的水封器，水封器另一端連接排水管，兩路排水管匯集后連接排出口。

筒體內(nèi)上部設(shè)有上、下兩層蛇形管式換熱管盤，下層換熱管盤大于上層換熱管盤。筒體內(nèi)中部設(shè)有溫度傳感器，下部設(shè)有由爐膽支架支撐的組合爐膽，組合爐膽前端設(shè)有耐火層，后端連接設(shè)有防爆單元的后煙箱，后煙箱和前煙箱通過(guò)組合爐膽兩側(cè)的對(duì)流煙管連通。

筒體頂部設(shè)有吊耳、補(bǔ)水管、人孔、管座及大氣連通管，筒體底部設(shè)有鞍座、排污管和采暖進(jìn)水口。

本發(fā)明加熱爐的工作原理如下：