一种采油站水套式加热炉引风装置的制作方法

本发明涉及一种采油站水套式加热炉引风装置，属于采油工程领域。

背景技术：

1、每座采油站共配备五台加热炉，分别是外输一次加热炉、外输二次加热炉、掺水加热炉、掺油加热炉和采暖加热炉。加热炉每天24小时不间断运行，在运行过程中，存在副火筒积碳和烟囱底部积水，甚至堵塞烟囱和渗漏结冰现象。

2、副火筒和烟箱部位存在结碳现象。结碳程度根据所在加热炉用气量、可燃气体组分变化和燃烧状态各不相同。结碳现象导致加热炉热效率降低，严重时堵塞副火筒和烟囱，存在影响加热炉安全生产问题。

3、烟囱底部存在积水现象，甚至造成烟囱腐蚀渗漏，尤其在冬季渗水在巡检路线上结冰，存在维护成本增加和巡检人员摔伤等安全风险。

4、热效率低：2020年测试作业区34台水套式加热炉平均排烟温度172℃，日耗气量1100m3，热效率64.5％。

5、燃烧状态分析，天燃气在主火筒内与空气混合燃烧，在各种状态下的化学方程式如下：

6、充分燃烧状态下：ch4+2o2＝co2+2h2o。

7、不充分燃烧状态下：3ch4+5o2＝2co+co2+6h2o。

8、严重不充分燃烧状态下：4ch4+6o2＝c+2co+co2+8h2o。

9、对比以上化学方程式得出两个结论：

10、一是，两种不充分燃烧产生物分别增加了co和c，

11、二是，两种不充分燃烧产生的水量分别是充分燃烧状态下的3倍和4倍。

12、不充分燃烧状态是加热炉积碳和积水现象的直接原因。

13、燃烧条件分析，在加热炉运行过程中，天燃气在主火筒内充分燃烧需要具备两个条件，一是合理的燃气量；二是合理的配风量。采油站水套式加热炉的燃气和配风操作现状分析如下。

14、燃气量调整：主火筒内的燃气供给量采用流量计定量配送。当加热介质的出口温度未达到标准时，操作人员通过多次调整控制阀门，使燃气流量计合理配送燃气量，直至实现加热介质出口温度达标。

15、配风量调整：当火焰颜色不达标时，操作人员通过观察火焰燃烧颜色，调整配风口大小来调整配风量。但是调整配风口在特殊条件下不能达到合理配风的目的，原因是：受阴天、雨雪等季节性环境条件影响，导致炉内负压发生变化。

16、负压变化的影响：正常负压为烟囱每升高12m，负压差增加0.1mpa。

17、当高气压时，负压差增大，配风量增大，操作人员通过关小烟囱底部档风板，减小排风量，实现控制风速目的。

18、当低气压时，火嘴配风口的进气量明显减少，即使开大进风口，配风的增加量也不能达到合理值，加热炉随之出现不充分燃烧状态，副火筒和烟囱处出现积碳和积水现象，尤其在冬季，出现低温、低气压天气积碳和积水现象最为严重。

19、不充分燃烧的根本原因是，在低气压状态下，加热炉现有配风设备不能满足定量配风需求。因此，改进采油站水套式加热炉的配风装置是解决问题的有效途径。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种采油站水套式加热炉引风装置，通过变频控制装置，合理匹配电机功率输出，从而达到合理排烟速度和合理配风量的目的。

2、本发明的技术方案是：一种采油站水套式加热炉引风装置，烟囱内设有支撑架，转轴转动连接支撑架，转轴顶部连接风扇，转轴底部设有锥形换向齿轮a，锥形换向齿轮a啮合传动轴端部的锥形换向齿轮b，传动轴转动连接固定在烟囱上的卡座b，卡座b端部固定在底座上，传动轴连接位于底座上的直流电机，直流电机通过变频控制器连接光伏装置，所述变频控制器连接位于烟囱内的温度传感器和含氧检测仪。

3、所述支撑架端部通过卡座a固定在烟囱内壁上。

4、所述传动轴通过轴承与卡座b转动连接。

5、所述轴承有两个，分居卡座b两端。

6、所述卡座b端部通过支撑座固定在底座上。

7、所述光伏装置为太阳能电池组。

8、所述直流电机通过联轴器连接传动轴。

9、所述温度传感器和含氧检测仪位于烟囱内风扇处。

10、所述太阳能电池组通过导线连接直流电机。

11、所述烟囱侧部设有密封法兰。

12、本发明的有益效果是：自动控制设备根据在风扇处采集到的烟温和氧气含量数据转换控制信号，通过变频控制装置，合理匹配电机功率输出，合理控制排烟速度，消减加热炉积碳和积水现象。

技术特征：

1.一种采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，烟囱(1)内设有支撑架(5)，转轴(2)转动连接支撑架(5)，转轴(2)顶部连接风扇(3)，转轴(2)底部设有锥形换向齿轮a(8.1)，锥形换向齿轮a(8.1)啮合传动轴(9)端部的锥形换向齿轮b(8.2)，传动轴(9)转动连接固定在烟囱(1)上的卡座b(6)，卡座b(6)端部固定在底座(11)上，传动轴(9)连接位于底座(11)上的直流电机(14)，直流电机(14)通过变频控制器连接光伏装置(12)，所述变频控制器连接位于烟囱(1)内的温度传感器和含氧检测仪。

2.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述支撑架(5)端部通过卡座a(4)固定在烟囱(1)内壁上。

3.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述传动轴(9)通过轴承(7)与卡座b(6)转动连接。

4.根据权利要求3所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述轴承(7)有两个，分居卡座b(6)两端。

5.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述卡座b(6)端部通过支撑座(10)固定在底座(11)上。

6.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述光伏装置(12)为太阳能电池组。

7.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述直流电机(14)通过联轴器(15)连接传动轴(9)。

8.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述温度传感器和含氧检测仪位于烟囱(1)内风扇(3)处。

9.根据权利要求6所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述太阳能电池组通过导线(13)连接直流电机(14)。

10.根据权利要求1所述的采油站水套式加热炉引风装置，其特征在于，所述烟囱(1)侧部设有密封法兰(16)。

技术总结
本发明公开了一种采油站水套式加热炉引风装置，属于采油工程领域。烟囱内设有支撑架，转轴转动连接支撑架，转轴顶部连接风扇，转轴底部设有锥形换向齿轮a，锥形换向齿轮a啮合传动轴端部的锥形换向齿轮b，传动轴转动连接固定在烟囱上的卡座b，卡座b端部固定在底座上，传动轴连接位于底座上的直流电机，直流电机通过变频控制器连接光伏装置，所述变频控制器连接位于烟囱内的温度传感器和含氧检测仪。本发明的有益效果是：自动控制设备根据在风扇处采集到的烟温和氧气含量数据转换控制信号，通过变频控制装置，合理匹配电机功率输出，合理控制排烟速度，消减加热炉积碳和积水现象。

技术研发人员：王怀海,门福信,张文斌,张志中,朱靖宇,韩吴越,牛玉茹,刘锦彪,佟晓欢,于俊宇
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11