冷凝臥式水套加熱爐制造技術

本實用新型專利技術公開了一種冷凝臥式水套加熱爐，是為延長加熱爐使用壽命和提高其熱效率的目的而設計的，主要包括連接前管板、前面板、后管板和后面板的筒體、設在前管板和前面板間的前煙箱及冷凝水排放單元、設在前煙箱和筒體內的熱管冷凝器、設在筒體內的換熱管盤、溫度傳感器、組合爐膽、連接組合爐膽的后煙箱以及連通前、后煙箱的對流煙管等。高溫煙氣進入組合爐膽放熱后由煙箱收集，且經對流煙管回到前煙箱，煙氣余熱經熱管冷凝器換熱給筒體內的被加熱介質后由煙囪排放。本實用新型專利技術加熱爐能充分利用煙氣中的蒸汽潛能和煙氣余熱，將排煙溫度降至110℃，提高熱效率達93％，能有效解決露點腐蝕和加熱爐尾部受熱面冷凝水的排放問題，爐體結構緊湊，組件布局合理，便于制造和維護保養。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

冷凝臥式水套加熱爐
本技術涉及一種冷凝臥式水套加熱爐，屬于油田專用加熱爐

技術介紹
油田站場專用加熱爐主要采用立式和臥式兩種，主要擔負油氣田的供熱任務，是油氣田最大的自耗燃料設備之一，其技術水平和熱效率的高低直接影響油氣田地面工程建設的技術水平、節能減排和經濟效益。近年來，水套加熱爐以其可靠的安全性能廣泛應用在油田地面工程中。但水套加熱爐普遍受露點溫度限制，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題)，造成水套加熱爐熱效率低、 能源浪費和環境熱污染等問題。應用中的水套加熱爐主要存在以下問題一.加熱效率不高雖然加熱爐的設計爐效一般在90%左右，但油田大部分水套爐的實際運行熱效率并不高，主要因素有以下幾方面I.水套爐自身結構缺陷影響煙氣與煙管的對流換熱，也影響被加熱介質與加熱盤管的換熱， 從而降低熱效率；2.由于水套爐受煙氣露點溫度的限制，造成排煙溫度較高(其它加熱爐也存在這一問題)，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。常用的負壓引射蝸殼式燃燒器爐膛火焰溫度不高，輻射強度低，降低燃燒效率；4.水套爐保溫不良，運行管理不到位，降低加熱爐效率。二.水套爐過剩且空氣系數偏大由于燃燒器選型不當，現場運行的水套爐過剩，空氣系數大部分偏高，多在2. O 3.0間運行，未達到最佳值。最佳過剩空氣系數應按不同的燃燒方式來控制，對于微正壓燃燒的應控制在I. 05 I. 20之間，對于自然通風燃燒的應控制在I. 4 2. O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水，電離成H+和0H_。H+和天然氣、H2S燃燒后的產物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”結構，煙火系統易在煙管、前后管板及煙管連接管板處的焊縫處發生腐蝕穿孔而泄漏，還有然氣燃燒后產生的凝析水導致的電化學腐蝕。四.水套爐的計量普遍不達標由于油氣站場內可無償燃用伴生氣，為節省產建資金，加熱爐均未按規定實施單臺燃氣和輸出熱量計量，致使無法準確取得水套爐的燃氣耗量。五·水套爐操作運行管理存在薄弱環節未建立一套科學的判定啟停方法，未根據站內用熱因素與爐內介質溫度的相對關系決定爐子的啟停，僅憑經驗和感覺往往提早啟爐或延時停爐，延長了爐子的運行時間，造成能源浪費。缺乏對員工的專門技能培訓，未形成定期的維護保養制度。在長時間使用的水套加熱爐中，燃燒器及阻水封門銹蝕現象普遍，內部結構堵塞、燃氣噴嘴燒蝕及引射管損壞等現象時常發生，水套加熱爐無水溫和排煙溫度計或溫度計讀數失真，水套爐液位計指示不清晰，煙火管結垢。
技術實現思路
本技術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，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。本技術的具體技術方案如下水套加熱爐臥式筒體通過上拉桿和下拉桿前端連接前管板和前面板，后端連接設有采暖出水口的后管板和后面板。前管板和前面板之間設有半圓形的、且有兩側外延管的前煙箱，熱管冷凝器兩端分別設在前煙箱和筒體內。熱管冷凝器下方設有由引水管、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。筒體內上部設有上、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。 筒體內中部設有溫度傳感器，下部設有由爐膽支架支撐的組合爐膽，組合爐膽前端設有耐火層，后端連接設有防爆單元的后煙箱，后煙箱和前煙箱通過組合爐膽兩側的對流煙管連通。筒體頂部設有吊耳、補水管、人孔、管座及大氣連通管，筒體底部設有鞍座、排污管和采暖進水口。本技術加熱爐的工作原理如下本冷凝臥式水套加熱爐工作時，燃燒器產生的高溫煙氣首先進入組合爐膽輻射放熱，放熱后的煙氣進入后煙箱收集且再通過對流煙管回到前煙箱，通過熱管冷凝器換熱，將余熱傳給筒體內的被加熱介質后由煙 排放。低溫煙氣與熱管冷凝器換熱產生的凝結水在前煙箱底部匯集，通過冷凝水排放單元安全排放。本技術加熱爐能充分利用煙氣中的蒸汽潛能和煙氣余熱，將排煙溫度降至 1101，提高熱效率達93%。加熱爐爐體結構緊湊，組件布局合理，便于制造和維護保養。通過冷凝裝置和密封排水裝置的設計，能有效解決露點腐蝕和加熱爐尾部受熱面冷凝水的排放問題。附圖說明圖I為冷凝臥式水套加熱爐結構示意圖。圖2為冷凝臥式水套加熱爐A-A剖視圖。圖3為冷凝臥式水套加熱爐換熱管盤示意圖。圖4為冷凝臥式水套加熱爐前煙箱和冷凝水排放單元示意圖。具體實施方式參照圖I至4對本技術的實施例進一步說明實施例水套加熱爐臥式筒體2通過上拉桿19和下拉桿21前端連接前管板10和前面板 6，后端連接設有采暖出水口 17的后管板16和后面板20。前管板10和前面板6之間設有半圓形的、且有兩側外延管的前煙箱8，熱管冷凝器 7兩端分別設在前煙箱8和筒體2內。熱管冷凝器7下方設有由引水管41、水封器42和排水管44組成的冷凝水排放單元4，引水管41 一端連接前煙箱8外延管，另一端連接設有垂直式隔板43的水封器42，水封器42另一端連接排水管44，兩路排水管44匯集后連接排出 Π 45。筒體2內上部設有上、下兩層蛇形管式換熱管盤18，下層換熱管盤大于上層換熱管盤。筒體2內中部設有溫度傳感器9，下部設有由爐膽支架25支撐的組合爐膽3，組合爐膽3前端設有耐火層5，后端連接設有防爆單元22的后煙箱23，后煙箱23和前煙箱8通過組合爐膽3兩側的對流煙管27連通。筒體2頂部設有吊耳11、補水管12、人孔13、管座14及大氣連通管15，筒體2底部設有鞍座I、排污管24和采暖進水口 26。工作時，燃燒器產生的高溫煙氣首先進入組合爐膽3輻射放熱，放熱后的煙氣進入后煙箱23收集，收集后的煙氣再通過對流煙管27對流傳熱回到前煙箱8，然后，低溫煙氣經熱管冷凝器7冷凝換熱，將余熱傳給筒體2內的被加熱介質，最后由煙 排放。同時，低溫煙氣在熱管冷凝器7換熱產生的煙氣凝結水匯集在前煙箱8的底部，通過冷凝水排放單元4安全排放。權利要求1.一種冷凝臥式水套加熱爐，其特征在于水套加熱爐臥式筒體(2)通過上拉桿(19)和下拉桿(21)前端連接前管板(10)和前面板(6)，后端連接設有采暖出水口(17)的后管板(16)和后面板(20)；前管板(10)和前面板(6)之間設有半圓形的、且有兩側外延管的前煙箱(8)，熱管冷凝器⑵兩端分別設在前煙箱⑶和筒體(2)內；熱管冷凝器(7)下方設有由引水管(41)、 水封器(42)和排水管(44)組成的冷凝水排放單元(4)，引水管(41) 一端連接前煙箱(8) 外延管，另一端連接設有垂直式隔板(43)的水封器(42)，水封器(42)另一端連接排水管(44)，兩路排水管(44)匯集后連接排出口 (45)；筒體(2)內上部設有上、下兩層蛇形管式換熱管盤(18)，下層換熱管盤大于上層換熱管盤；筒體(2)內中部設有溫度傳感器(9)，下部設有由爐膽支架(25)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷凝臥式水套加熱爐，其特征在于：水套加熱爐臥式筒體(2)通過上拉桿(19)和下拉桿(21)前端連接前管板(10)和前面板(6)，后端連接設有采暖出水口(17)的后管板(16)和后面板(20)；前管板(10)和前面板(6)之間設有半圓形的、且有兩側外延管的前煙箱(8)，熱管冷凝器(7)兩端分別設在前煙箱(8)和筒體(2)內；熱管冷凝器(7)下方設有由引水管(41)、水封器(42)和排水管(44)組成的冷凝水排放單元(4)，引水管(41)一端連接前煙箱(8)外延管，另一端連接設有垂直式隔板(43)的水封器(42)，水封器(42)另一端連接排水管(44)，兩路排水管(44)匯集后連接排出口(45)；筒體(2)內上部設有上、下兩層蛇形管式換熱管盤(18)，下層換熱管盤大于上層換熱管盤；筒體(2)內中部設有溫度傳感器(9)，下部設有由爐膽支架(25)支撐的組合爐膽(3)，組合爐膽(3)前端設有耐火層(5)，后端連接設有防爆單元(22)的后煙箱(23)，后煙箱(23)和前煙箱(8)通過組合爐膽(3)兩側的對流煙管(27)連通；筒體(2)頂部設有吊耳(11)、補水管(12)、人孔(13)、管座(14)及大氣連通管(15)，筒體(2)底部設有鞍座(1)、排污管(24)和采暖進水口(26)。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱治科，朱天壽，趙雷亮，胡建國，李華山，黃虎，劉偉，楊彥，郭增民，雷文賢，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：