专利名称：高效复合传热元件油气田站场加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油开发技术领域，是一种应用于油气田站场为油井产物加热的加热炉。是一种采用内肋传热烟管和翅片式无机传热元件，实现高效传热的加热炉，是一种将高温烟气的热量传递给中间介质(水)，通过中间介质(水)加热油井产物的加热炉。
背景技术：
在采油井场采出的原油需要经过加热后，输送到集输站。尤其是稠油井，产出的原油粘度高，输送困难。经过加热后，降低原油粘度，提高流动性，保障输送安全。中国专利曾公开一种采油井场为原油加热的全自动加热炉。是由炉体、保温层、烟囱、调风装置等所组成。其特征在于炉体内壁有保温层，顶部、底部分别有烟囱，下部有调风装置。炉体腔内上部有盘形翅片无机复合介质组合件。下部有燃烧器。炉体底部固定在橇座上。橇座上设有燃气(油)自控箱。这种井场全自动油井节能加热炉，在炉体腔内上部使用翅片管无机复合介质管组合件。这种传热元件具有传热速度快，热效率高，节约能源的优点，并且加热炉具有可移动的优点，适合井场使用。但是这种加热炉在炉体内有保温层，不可能在炉体内加入中间传热介质，所以传热元件直接将热能传递给原油。燃烧器发出的热量不稳定，被加热的原油温度随燃烧器变化而变化快，加热效果受到影响。这是无中间介质的井场原油加热炉存在的一个共同缺点。
另外现场使用的内螺旋槽烟管的加热炉，换热面积小，热交换效率低。这是由于单位长度的内螺旋槽烟管传热面积有限。如果，为增大单位长度的传热面积，采用小直径的内螺旋槽烟管，则烟气阻力大；如果，采用强制通风，则消耗电能多，增加成本。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有加热炉内螺旋槽烟管在单位长度的内螺旋槽烟管换热面积小，热效率低的缺点；同时克服现有的原油加热炉存在的传热元件直接将热能传递给油井产物的缺点。改变燃烧器发出的热量不稳定时，被加热的原油温度随燃烧器变化而变化快的缺点，并且提高传热效率，降低能耗，提高加热效果。
本实用新型是这样实现的由壳体、燃烧器、火筒、支架、传热烟管、加热盘管、烟囱等所组成。壳体的端部有燃烧器和烟囱。壳体上有人孔。壳体内上部有原油加热盘管。壳体上部有加水口、排污口、水位计接口。壳体固定在支架上。其特征在于壳体内下部有火筒和烟管组成的U字形复合烟道。复合烟道的火筒和烟管相互连接。从燃烧器到烟囱之间的U形烟道上，有火筒也有烟管称之为复合烟道。复合烟道中火筒的数量为1-10节，烟管的数量为1-10组。火筒上有翅片管无机介质换热元件，烟管采用内直肋传热烟管。
为了增加烟管的受热面积，内直肋传热烟管是在烟管内部焊有金属薄板，金属薄板将烟管的内腔延纵向分隔成互不相通的3-5个小烟管。为了使壳体(2)内的压力保持在负压状态，在壳体(2)上部安装有真空排气阀。
本实用新型的效果在使用本实用新型的加热炉时，壳体内装入传热介质(水)。火筒和烟管先将水加热，壳体上部为负压蒸汽，用负压蒸汽再加热盘管中的原油。这样不采用直接火焰直接加热盘管，原油受热均匀，比较稳定。另外，采用内直肋传热烟管的传热面积，是普通烟管传热面积的2倍以上。增大烟管单位长度的传热面积，提高传热效率。火筒上采用翅片管无机介质换热元件，这种元件热阻小，传热效率高。其传热效率是重力-碳水热管的20倍以上。
本申请附图1是采用内肋传热烟管(5)和无机传热元件(4)的加热炉的整体结构示意图。本附图采用局部剖视图，表示壳体(3)内部的火筒(6)和烟管(5)的连接方式，以及火筒(6)和烟管(5)所在壳体(2)内下部的位置。
附图2是附图1的左视图，表示燃烧器(1)和烟囱(10)的位置。表示水位计接口(13)的位置。
附图3是火筒(6)的横截面，表示翅片式无机传热元件(4)焊接在火筒(6)上，火筒(6)与翅片式无机传热元件(4)位置关系。
附图4是内直肋传热烟管(5)的横截面，表示金属薄板(14)焊接在烟管(5)内部，金属薄板(14)将烟管(5)内腔纵向分隔成数个互不相通的小烟管。可以看出，烟管(5)内有金属薄板(14)，烟管(5)的受热面积成倍增加，所以内直肋传热烟管(5)传热效率高。
附图中的序号与本加热炉的部件对应关系是1-燃烧器，2-壳体，3-支架，4-翅片式无机传热元件，5-内直肋传热烟管，6-火筒，7-排污管，8-人孔，9-加热盘管，10-排气口，11-加水口，12-烟囱，13-水位计接口，14-金属薄板。
附图中表示的加热炉是本申请的一个实施例，不能理解为本申请的全部内容。
具体实施方式
实施例1以壳体(2)直径为1600毫米、长度为4500毫米加热炉为例，进一步说明本实用新型。壳体(2)是两端为球面形，中间为圆柱体的容器，承受试验压力为0.4MPa。燃烧器(1)和烟囱(12)在壳体(2)的一个端部。燃烧器(1)有市场正式产品，烟囱(12)的高度为6500毫米。壳体(2)的另一端部有人孔(8)。壳体(2)内部上方有原油加热盘管(9)。根据产油井的需要，原油加热盘管(9)可以采用一组，也可以多组。本实施例采用三组，原油加热盘管(9)的内径为65毫米，盘管的设计压力为2.5MPa。壳体(2)上部有加水口(11)、排污口(7)、水位计接口(13)。壳体(2)固定在支架(3)上。这些是工程技术人员熟知技术，不详细叙述。本实用新型特征是壳体(2)内部下方有火筒(6)和烟管(5)组成的U字形复合烟道。火筒(6)和烟管(5)相互连接，从燃烧器(1)到烟囱(12)之间的形状是U形。复合烟道中火筒(6)的数量为5节，烟管(5)的数量为4组，每组烟管(5)有20根烟管。火筒直径为300毫米。火筒(6)上有翅片管无机介质换热元件(4)，通过套环与火筒(6)焊接在一起。翅片管部分在火筒(6)内，冷端光管部分在火筒(6)外。翅片管无机介质换热元件(4)在火筒(6)内承交叉状，之间的距离为100毫米(图3)。烟管(5)采用内直肋传热烟管，增加烟管的受热面积。烟管(5)内部焊有金属薄板(14)，薄板(14)的厚度为2毫米。金属薄板(14)在烟管(5)的内腔延纵向分隔成互不相通的4个小烟管(图4)。使用时，站场原油管接在加热盘管(9)上。通过加水口(11)向壳体(2)内加水，水位达到安全指示高度。火筒(6)和烟管(5)周围有了传热介质(水)。点燃燃烧器(1)，火筒(6)和烟管(5)将热量传递给水，水的温度可以接近100℃。被加热的水，在负压情况下产生蒸汽，利用蒸汽提高加热盘管(9)中的油井产物温度。达到预热油井产物，降低其粘度。
实施例2与实施例1基本相同，不同点是在壳体(2)上部安装有真空单向排气阀。目的是使壳体(2)内的压力保持在负压状态。一般保持在负压0.02-0.01之间。
权利要求1.一种应用于采油站场的高效复合传热元件油气田站场加热炉，由壳体(2)、燃烧器(1)、火筒(6)、支架(3)、传热烟管(5)、加热盘管(9)、烟囱(12)等所组成，壳体(2)的端部有燃烧器(1)和烟囱(12)，壳体(2)上有人孔(8)，壳体(2)内上部有原油加热盘管(9)，壳体(2)上有加水口(11)、排污口(7)以及水位计接口(13)，壳体(2)固定在支架(3)上，其特征在于壳体(2)内下部有火筒(6)和烟管(5)组成的U字形复合烟道，复合烟道中火筒(6)的数量为1-10节，烟管(5)的数量为1-10组，火筒(6)上有盘形翅片无机介质换热元件(4)，烟管(5)采用内直肋传热烟管。
2.如权利要求1所述的高效复合传热元件油气田站场加热炉，其特征在于内直肋传热烟管(5)是在烟管内部焊有金属薄板(14)，金属薄板(14)将烟管(5)的内腔沿纵向分隔成互不相通的3-5个小烟管。
3.如权利要求1、或2所述的高效复合传热元件油气田站场加热炉，其特征在于壳体(2)上部安装有真空单向排气阀。
4.如权利要求1、或2所述的高效复合传热元件油气田站场加热炉，其特征在于复合烟道中火筒(6)的数量为5节，烟管(5)的数量为4组，每组烟管(5)有20根烟管。
专利摘要本实用新型属于采油站场为原油加热的加热炉。是一种采用高效传热元件的加热炉。由壳体(2)、燃烧器(1)、火筒(6)、支架(3)、传热烟管(5)、加热盘管(9)、烟囱(12)等所组成。其特征在于壳体(2)内下部有火筒(6)和烟管(5)组成的U字形复合烟道，火筒(6)和烟管(5)相互连接。复合烟道中火筒(6)的数量为1－10节，烟管(5)的数量为1－10组。火筒(6)上有盘形翅片无机介质换热元件(4)，烟管(5)采用内直肋传热烟管(5)。效果是壳体(2)内装入传热介质(水)，火筒(6)和烟管(5)先将水加热，用水再加热盘管(9)中的原油。采用内直肋传热烟管(5)的传热，增大烟管(5)单位长度的传热面积，提高传热效率。火筒(6)上采用翅片管无机介质换热元件(4)，这种元件热阻小，传热效率高。
文档编号F24H7/00GK2653374SQ03200238
公开日2004年11月3日 申请日期2003年1月7日 优先权日2003年1月7日
发明者朱新立 申请人:北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司