专利名称：环保高效加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油、气田广泛使用的专用热力设备领域，使用于油、气田输送原油及站内水加热工作。
技术背景迄今为止，石化原油输送主要以管道输送为主，但由原油性质决定在管道输送过程中需加热，目前一般采用水套加热炉和箱式加热炉两种。其结构以箱式加热炉为例燃料在炉膛内燃烧，产生火焰和高温烟气，通过热传递、对流和辐射方式，把热量传递给炉管内以一定速度流动的原油(水)使之温度升高。其核心部件为炉体、炉管和烟囱。换热元件是炉管，它是由普通的无缝钢管制成。从其诞生到目前无大的改进。一种改进为增加炉管数量以增大其受热面积；另一种在炉管上涂吸热材料其目的都是为了提高热效率，但都不理想，此技术都比较落后，主要表现在热效率低、加热不均匀、结构笨重、制造成本较高、消耗燃料多不经济。以100万大卡/时的箱式加热炉为例它所需要的钢材约14吨，所需燃料原油250千克/时，或天然气150立方米/时，其结果是将原油升温20℃，其设计热效率为85％。
发明内容
本实用新型的目的就在于针对上述不足之处重新设计的一种既可提高热效率又可降低制造成本和运行成本，减少环境污染的既节能又环保又高效的新型加热炉。
为了达到上述目的，本实用新型由炉体、传热元件、烟囱组成。其结构是球形(或圆柱形)外壳水平轴线的两端开口并分别装有输入短节、输出短节；在球形(或圆柱形)内壳(由平板式热管变形制成)水平轴线两端开口处，一端装有主热管，另一端装有环形热管，通过支撑定位筋使内壳居中于外壳，主热管居中于输出短节，环形热管居中于输入短节；在环形热管的另一端装有烟囱短节，通过输入短节上的孔伸出输入短节与烟囱连接，至此形成了两个通道。其一是由输出短节、主热管；外壳、内壳；环形热管、输入短节形成的环空作为被加热介质的流动通道。其二内壳中空部分作为该装置的燃烧室，环形热管、烟囱短节把燃烧室与烟囱连通构成排烟通道。在环形热管开口处(即燃烧室内)专门设计了挡火板，以防止火焰直接进入环形热管，改变火焰的燃烧方向，以降低排烟温度提高热能利用率。由内、外壳，输入、输出短节及主热管、环形热管构成整体式炉体。其上部设计有防爆门，下部设计有排污门。正面设计有燃烧器和观测孔。在输出短节的末端设计有测温孔、测压孔。燃烧器上设计有燃烧器孔，其中主热管由内壳分为两部分，一部分在输出短节内浸没在被加热介质原油(水)中，另一部分裸露在燃烧室内，而且这一部分设计为盘状螺旋结构。其盘面垂直于水平面，中心轴线与燃烧器孔同轴线，以增大热管与火焰的接触面积使其更多的吸收热能，提高其热传递效率。
本装置的构思就是采用最先进的换热元件“热管”通过变形设计使本装置的换热元件具备其一内壳包住燃烧的火焰，不使热能耗散。其二使其部分主热管、环形热管浸没在被加热介质中，使热效率达到最高。其三通过内壳、外壳环形通道的设计增加被加热介质与换热元件的接触面积提高吸热效率。热管的换热原理热管是一种人工制造的传热工具。最简单的热管就是用一根两端密封的金属管。金属管内的空气已被抽去，管壁内侧衬一层毛细多孔材料(如金属丝网)叫吸液芯。吸液芯的的微孔里注满酒精或其它液体，热管工作时，热管的一端加热，热量通过管壁传递给吸液芯里的液体，液体受热后蒸发，这一端称为蒸发端。蒸发后的液体高速的向管子的另一端移动，并在那里重新凝结成液体。这较冷的一端叫冷凝端。冷凝后的液体回到吸夜芯，通过毛细作用，又回到蒸发端受热蒸发，汽化时吸收了大量的热，蒸气凝结成液体时，释放出大量的热。在这个过程中，液体成了运载热量的载体，把热量源源不断地从热管的一端传递到另一端。热管传递的热量要比常规的没有沸腾凝结过程传递的热量大几百倍。因此目前热管具有最高的热传递效率。本结构的特点其一作为燃烧室的内壳是由热管变形形成平板式热管制成的，其内壳的内侧涂有吸热材料并与火焰直接接触作为蒸发端，其外侧与被加热介质(原油、水)直接接触作为冷凝端；其二由内壳将主热管分为两部分，一部分浸没在被加热介质(原油、水)中，作为冷凝端；另一部分裸露在燃烧室内，其上涂有吸热材料作为蒸发端，并且设计为盘状螺旋结构浸没在燃烧的火焰中，以增加其吸热面积；其三作为部分烟道的环形热管，其内壁涂有吸热材料与高温烟气接触作为蒸发端，其外壁与被加热介质(原油、水)接触作为冷凝端，回收高温烟气的热能传给被加热介质(原油、水)。其四在燃烧室内环形热管开口处设计了挡火板，以改变火焰燃烧方向，使其不能直接进入烟道，以提高热能利用率。此外为了使燃料燃烧充分，降低环境污染，本装置还应用了目前最先进的燃烧器和乳化燃料技术。使燃料燃烧更充分，减少排污。综上所述本装置具有加热均匀，热传递效率高，运行成本低，环保的特点。是目前石化领域最理想的专用加热炉。
附图1是环保高效加热炉的整体结构示意图，显示了它的结构和位置关系。燃烧器(1)，燃烧器孔(2)，观测孔(3)，烟囱(4)，吹风闸门(5)，测压孔(6)，测温孔(7)，支撑定位筋(8)，输出短节(9)，主热管(10)，外壳(11)，防爆门(12)，内壳(13)，挡火板(14)，环形热管(15)，输入短节(16)，烟囱短节(17)，吹风管(18)，排污门(19)，底座(20)，燃烧室(21)，保温层(22)。
具体实施例附图1是环保高效加热炉的结构示意图。将环保高效加热炉按要求安装就位后。使其输入短节(16)与需加热介质(原油、水)的输送管对接；输出短节(9)与加热后的需输送的介质的输送管对接；烟囱短节(17)与烟囱(4)对接，并把烟囱(4)固定牢固。开启输油(水)泵，需加热的介质(原油、水)将以一定的流速从输送管通过输入短节(16)与环形热管(15)；内壳(13)与外壳(11)；输出短节(9)与主热管(10)所形成的环形通道流入输送管。再启动燃料泵，点火，燃料在燃烧室(21)内燃烧，释放出热能通过环形热管(15)、内壳(13)、主热管(10)把热能传给被加热介质(原油、水)，这样通过环保高效加热炉完成了对输送过程中对介质(原油、水)的加热工作。当环保高效加热炉运行了一定时间后，燃烧室(21)和环形热管(15)内积存的烟尘影响加热时，把空气压缩机与吹风管(18)对接。然后关闭燃料泵，熄火。开启空气压缩机当压力达到规定值时，开启吹风闸门(5)，同时打开排污门(19)将烟尘吹出。再依次关闭空气压缩机，吹风闸门(5)和排污门(19)。再重新启动环保高效加热炉使之正常运行。
权利要求1.一种环保高效加热炉，由炉体、传热元件、烟囱组成，其特征在于外壳水平轴线的两端开口并分别装有输入短节、输出短节，内壳水平轴线两端开口处一端装有主热管，另一端装有环形热管。
2.根据权利要求1所述的环保高效加热炉，其特征是主热管由内壳将其分为两部分，一部分居中于输出短节内，另一裸露在燃烧室内的部分为盘状螺旋结构。
3.根据权利要求1所述的环保高效加热炉，其特征是内壳和外壳为球形。
4.根据利利要求1所述的环保高效加热炉，其特征是环形热管居中于输入短节。
5.根据权利要求1所述的环保高效加热炉，其特征是在环形热管开口处设计有挡火板。
6.根据权利要求1所述的环保高效加热炉，其特征是由支撑定位筋使内壳居中于外壳。
专利摘要一种环保高效加热炉，属于油田广泛使用的专用热力设备领域。主要由炉体、传热元件、烟囱组成，其特征在于外壳水平轴线的两端开口并分别装有输入短节、输出短节，内壳水平轴线两端开口处一端装有主热管，另一端装有环形热管；主热管由内壳将其分为两部分，其中裸露在燃烧室内的部分为盘状螺旋结构，另一部分居中于输出短节；环形热管居中于输入短节并在开口处设计有挡火板；内壳和外壳为球形并且由支撑定位筋使内壳居中于外壳。本实用新型用于油、气田输送原油及站内水加热工作中，具有热效率高、加热均匀、运行成本低、环保的特点。
文档编号F24H7/00GK2627416SQ0324163
公开日2004年7月21日 申请日期2003年3月21日 优先权日2003年3月21日
发明者王清江 申请人:王清江