本实用新型涉及一种油田场站加热设备，属于油田地面设备技术领域，具体涉及一种油田用数字化卧式水套加热炉集成装置。
背景技术：
油田用加热炉是油气田生产中广泛使用的重要设备之一，其中水套加热炉应用数量最为庞大。水套加热炉是利用燃烧器对水进行加热，加热盘管浸泡在热水里，原油流经盘管水浴加热进行换热，实现用水对油的加热。油田用水套加热炉使用的燃料大多为伴生气，伴生气为原油产出物或分离物，均含有瓦斯油、凝析油、水分等杂质，这些杂质严重影响燃烧器管线及气路控制管线的正常工作，同时严重影响燃烧器的燃烧效果及使用寿命，进而影响加热炉系统的正常运行。同时伴随着油田数字化、模块化、标准化建设的要求，加热炉如果能够橇装化、集成化设计制造、功能运行自动化，对于设备的工厂预制，快速投产、快捷维护以及降低工人劳动强度也有很重要的意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于解决现有技术中油田用加热炉的非橇装化结构，投产慢，占地面积大；及燃烧器用燃料多为伴生气，含有瓦斯油、凝析油、水分等，燃烧效果不好，影响燃烧器的寿命及燃烧效率；且装置运行、流程切换全部手动完成，不能实现装置运行状态的监测及自动控制的问题，为此，本实用新型通过集成燃烧器、卧式水 套加热炉、燃料气分离过滤系统，水循环与补水系统，电控柜智能控制系统，使得装置结构更为紧凑，便于装置的工厂预制与现场快速安装投产；集成的燃料气分离过滤系统可以有效的提高燃烧器的使用寿命及燃烧效率；集成的电控柜智能控制系统，实现装置运行状态的实时监测，故障状态的自动报警，卧式水套加热炉功率的自动调整；装置运行无需人员看管，降低了工人的劳动强度。
本实用新型的具体技术内容如下：
一种油田用数字化卧式水套加热炉集成装置，包括橇座及安装在橇座上的卧式水套加热炉、燃料气分离过滤系统、水循环与补水系统及电控柜，所述的卧式水套加热炉上安装有燃烧器，所述的燃烧器、卧式水套加热炉、燃料气分离过滤系统及水循环与补水系统分别与电控柜电连接，所述的卧式水套加热炉炉体内设置有燃料气加热盘管，燃料加热盘管的进口和出口分别为接口i和接口m，接口i与燃料气分离过滤系统相连接，接口m通过供气管线与燃烧器连接，卧式水套加热炉上设置有与水循环与补水系统分别连接的炉体热水出口j和炉体回水口k。
所述的燃料气分离过滤系统由燃料气分离过滤器、第一阀门以及安装在燃料气分离过滤器侧管线上的疏水阀组成，所述的疏水阀上连接两条管线，一条管线通过第九阀门与疏水阀自动排液口e相连，一条管线通过第十阀门与疏水阀排污口f相连，燃料气分离过滤系统上设置有燃料气入口d，所述的燃料气入口d依次通过第一阀门和燃料气分离过滤器后经燃料加热盘管的进口i与燃烧器的供气管线连通。
所述的水循环与补水系统由第二阀门、补水管路和水循环处理管路组成，所述的水循环处理管路由第七阀门、水泵、第一压力表、第一压力变送器、止回阀和第八阀门依次通过管线串联组成，水循环处理管路上设置有系统回水口a和系统热水出口b，第七阀门的入口与补水管路连通，第八阀门的出口一路通过第四阀门与系统热水出口b连通，一路依次通过第五阀门、第六阀门与系统回水口a连通。
所述的第七阀门的入口和第八阀门的出口处由辅助管路连通，该辅助管路由第一辅助阀门、辅助水泵、辅助压力表、辅助压力变送器、辅助止回阀、第二辅助阀门顺次通过管线连接组成，使所述辅助管路与水循环处理管路中的第七阀门、水泵、第一压力表、第一压力变送器、止回阀和第八阀门形成并联管路。
所述的第七阀门的入口通过第二阀门与炉体热水出口j连通，使热水依次经炉体热水出口j、第二阀门、第七阀门、水泵、第一压力表、第一压力变送器、止回阀、第八阀门、第四阀门和系统热水出口b连通，循环后通过系统回水口a经第六阀门与炉体回水口k串通。
所述的补水管路上设置有补水口c，补水口c经第三阀门与水泵、辅助水泵的入口侧管线联通。
所述的卧式水套加热炉炉体内安装有一组加热盘管，加热盘管的进口和出口分别为接口g和接口h，在加热盘管的进出口管线上分别安装有第二温度表、第二温度变送器、第二压力表和第二压力变送器。
所述的卧式水套加热炉炉体内安装有两组及以上的加热盘管，每组加热盘管相应的进出口管线上均依次对应安装有温度表、温度变送 器、压力表和压力变送器。
所述的卧式水套加热炉炉体上依次安装有膨胀水箱、第一温度表和第一温度变送器，所述的膨胀水箱上安装有液位变送器。
所述的止回阀和辅助止回阀以外的其它所有阀门可以是闸阀、或截止阀、或蝶阀，其中第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门为电动控制阀，通过电动或手动开关。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用橇装化集成燃烧器、卧式水套加热炉、燃料气分离及过滤系统、水循环与补水系统、电控柜自动控制系统，使得设备高度集成、装置结构更为紧凑、智能化程度高、占地面积小，便于数字化、标准化、模块化建设，便于装置的工厂预制与现场快速安装投产及维护；通过燃料气分离过滤系统提高了气路管线及控制管线的工作可靠性，清净的燃料气有利于燃烧器正常工作，即提高了燃烧效率，又延长燃烧器的工作寿命，保证系统更加可靠的运行；通过电控柜智能控制系统实现装置运行状态的实时监测，水循环与补水流程的自动切换，故障状态的自动报警，卧式水套加热炉功率的自动调整，实现装置的全自动运行，无需人员看管，大大降低了工人的劳动强度。
附图说明
图1为一种油田用数字化卧式水套加热炉集成装置示意图。
附图标记说明：
1-燃烧器，2-卧式水套加热炉，3-燃料气加热盘管，4-膨胀水箱，5- 液位变送器，6-第一温度表，7-第一温度变送器，8-第二温度表，9-第二温度变送器，10-第二压力表，11-第二压力变送器，12-加热盘管，13-燃料气分离过滤器，14-疏水阀，15-第九阀门，16-第十阀门，17-第一阀门，18-第二阀门，19-第三阀门，20-第七阀门，21-第一辅助阀门，22-水泵，23-辅助水泵，24-第一压力表，25-辅助压力表，26-辅助压力变送器，27-第一压力变送器，28-止回阀，29-辅助止回阀，30-第二辅助阀门，31-第八阀门，32-第四阀门，33-第五阀门，34-第六阀门，35-电控柜，36-橇座，37-供气管线。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供了一种油田用数字化卧式水套加热炉集成装置，包括橇座36及安装在橇座36上的卧式水套加热炉2、燃料气分离过滤系统、水循环与补水系统及电控柜35，所述的卧式水套加热炉2上安装有燃烧器1，所述的燃烧器1、卧式水套加热炉2、燃料气分离过滤系统及水循环与补水系统分别与电控柜35电连接，所述的卧式水套加热炉2炉体内设置有燃料气加热盘管3，燃料加热盘管3的进口和出口分别为接口i和接口m，接口i与燃料气分离过滤系统相连接，接口m通过供气管线37与燃烧器1连接，卧式水套加热炉2上设置有与水循环与补水系统分别连接的炉体热水出口j和炉体回水口k。
卧式水套加热炉2所用燃烧器1经燃气管线37与燃料气加热盘 管3连接，燃料气经入口d进入，经第一阀门17进入燃料气分离过滤器13，燃料气分离过滤器13可以有效去除燃料气里面的水分、瓦斯油、凝析油等杂质，去除物经疏水阀14的自动排液口e实时自动排放，f口为疏水阀的排污口，定期排放即可；经分离过滤后的燃料气经接口i进入燃料气加热盘管3，燃料气加热盘管3安装在卧式水套加热炉2炉体内，通过水浴加热燃料气，提升燃烧效果，经加热后的燃料气经接口k与燃烧器供气管线37连接，供燃烧器1燃烧使用。
水循环与补水系统主要由两台循环水泵组成，两台水泵为一用一备，正常工作只使用一台泵，场站供热时，热水经炉体热水出口j流出进入管线，然后通过水泵22增压后经第四阀门32从系统热水出口b流出，循环后从系统回水口a进入经第六阀门34进入炉体回水口k实现热水循环。当加热炉正常工作一定时间后，炉体水有一定损耗，需要补水，清水从补水口c进入经第三阀门19，然后经水泵22增压从炉体补水口k进入加热炉，完成加热炉的补水作业。
本实用新型的主要特点在于，橇装化集成卧式水套加热炉、燃料气分离及过滤系统、水循环及补水系统、自动控制系统，设备高度集成、智能化程度高、占地面积小，便于设备的工厂预制、快速投产及维护、便于数字化、标准化、模块化建设，通过燃料气分离机过滤系统，提高了气路管线及控制管线的工作可靠性，清净的燃料气有利于燃烧器正常工作，即提高了燃烧效率，又延长燃烧器的工作寿命，保证系统更加可靠的运行。通过自动控制系统实现装置的全自动运行，无需人员看管，大大降低了工人的劳动强度。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实用新型所述的卧式水套加热炉2炉体上依次安装有膨胀水箱4、第一温度表6和第一温度变送器7，所述的膨胀水箱4上安装有液位变送器5，卧式水套加热炉2炉体内安装有一组加热盘管12，通过炉体内水浴加热，实现原油加热，加热盘管12的进口和出口分别为接口g和接口h，在加热盘管12的进出口管线上分别安装有第二温度表8、第二温度变送器9、第二压力表10和第二压力变送器11，卧式水套加热炉2炉体内亦可以有两组及以上的加热盘管12，每组加热盘管12相应的进出口管线上均依次对应安装有温度表、温度变送器、压力表和压力变送器，分别实时显示加热原油的进出口温度及进出口压力，并实时将压力温度信号传输给电控柜35上的控制系统。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述的水循环与补水系统由第二阀门18、补水管路和水循环处理管路组成，所述的水循环处理管路由第七阀门20、水泵22、第一压力表24、第一压力变送器27、止回阀28和第八阀门31依次通过管线串联组成，水循环处理管路上设置有系统回水口a和系统热水出口b，第七阀门20的入口与补水管路连通，第八阀门31的出口一路通过第四阀门32与系统热水出口b连通，一路依次通过第五阀门33、第六阀门34与系统回水口a连通。
所述的第七阀门20的入口通过第二阀门18与炉体热水出口j连通，使热水依次经炉体热水出口j、第二阀门18、第七阀门20、水泵 22、第一压力表24、第一压力变送器27、止回阀28、第八阀门31、第四阀门32和系统热水出口b连通，循环后通过系统回水口a经第六阀门34与炉体回水口k串通。
热水循环时热水经j口流出，经第二阀门18，进入水泵22所在的管线，经水泵增压后流经第四阀门32从系统热水出口b流出，供场站热循环使用，然后经系统回水口a经第六阀门34流入加热炉回水口k实现热水循环。当加热炉正常工作一定时间后，炉体水有一定损耗，需要补水时，清水经补水口c进入，经第三阀门19然后通过水泵22增压进入炉体回水口k，实现加热炉补水。
实施例4：
在实施例3的基础上，所述的第七阀门17的入口和第八阀门26的出口处由辅助管路连通，该辅助管路由第一辅助阀门18、辅助水泵20、辅助压力表22、辅助止回阀24、第二辅助阀门25顺次通过管线连接组成，使所述辅助管路与水循环处理管路中的第七阀17、水泵19、压力表21、止回阀23和第八阀门26形成并联管路，所述的补水管路上设置有补水口c，补水口c经第三阀门19与水泵22、辅助水泵23的入口侧管线联通。
本实施例中相当于给水处理主管路加设了一个备用管路，水泵22和辅助水泵23两泵为一用一备，工作的时候只需要保持水泵22和辅助水泵23两者中的任何一路畅通即可，两个水泵只需要一个工作即可完成整体水的输送过程。场站供热时，正常场站供热时，电控柜35发出指令，关闭第三阀门19和第四阀门32，其余阀门打开， 热水经炉体热水出口j流出进入管线，然后经水泵22或者辅助水泵23增压后经第四阀门32从系统热水出口b流出，循环后从系统回水口a进入经第六阀门34进入炉体回水口k实现热水循环。当加热炉正常工作一定时间后，炉体水有一定损耗，电控柜35的控制系统监测液位变送器5，当水箱液位低于下限时，控制系统启动补水流程，补水时，自动关闭第二阀门18、第四阀门32、第六阀门34，其余阀门打开，清水从补水口c进入经第三阀门19，然后经水泵22或者辅助水泵23增压从炉体补水口k进入加热炉实现补水，当电控柜35的控制系统监测到液位变送器5到达液位上限时停止补水，完成卧式水套加热炉的补水作业。
实施例5：
在实施例1的基础上，本实用新型中所述的除止回阀一28和止回阀二29以外的所有阀门可以是闸阀、或截止阀、或蝶阀，其中阀门一17、第二阀门18、第三阀门19、第四阀门32、第五阀门33和第六阀门34为电动控制阀，可以电动开关，也可以手动开关。本实用新型所选用的阀门结构简单，开闭迅速，切断和节流均能使用，流体阻力小，操作省力，而且调节性好。
实施例6：
在上述实施例的基础上，所述的燃料气分离过滤系统由燃料气分离过滤器13、第一阀门17以及安装在燃料气分离过滤器13侧管线上的疏水阀14组成，所述的疏水阀14上连接两条管线，一条管线通过第九阀门15与疏水阀自动排液口e相连，一条管线通过第十阀门 16与疏水阀排污口f相连，燃料气分离过滤系统上设置有燃料气入口d，燃料气经燃料气入口d进入，经第一阀门17进入燃料气分离过滤器13，燃料气分离过滤器13可以有效去除燃料气里面的水分、瓦斯油、凝析油等杂质，去除物经燃料气分离过滤器13侧管线上安装有疏水阀14的自动排液口e实时自动排放，f口为疏水阀的排污口，定期排放即可；经分离过滤后的燃料气经接口i进入燃料气加热盘管3，燃料气加热盘管3安装在卧式卧式水套加热炉2炉体内，通过水浴加热燃料气，提升燃烧效果，经加热后的燃料气经接口m与燃烧器1的供气管线37连接，供燃烧器1燃烧使用，本实用新型卧式水套加热炉所用的燃烧器1是微正压强制鼓风自动燃烧器。
实施例7：
在上述实施例的基础上，本实用新型所述的所述的电控柜35的控制系统可以实现以下功能：1)电控柜35实时采集各温度变送器、压力变送器及液位变送器5的数据信号，实时监测各电动控制阀门的工作状态及位置，并根据流程控制电动控制阀门打开或关闭；2)控制水泵22和辅助水泵23的气动与停止；3)控制燃烧器1的启动与停止，以及功率的自动调整；4)根据实时监测数据及信号实现循环与补水系统的补水流程、热水循环流程的自动调整；5)实现液位报警，水泵22和辅助水泵23的故障报警。电控柜35的控制系统可以实现补水流程与正常热水循环流程的自动切换，并监测泵后的压力变送器，实现泵的故障报警；同时可以监测液位变送器5的液位信号，实现液位报警；当卧式水套加热炉停止运行时，自动关闭第一阀门 17，切断气源。