一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉及其掺输管路的制作方法

2021-03-10 18:03:32|

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[0001]
本实用新型涉及换热器领域，特别涉及一种油田所用掺输、外输、采暖等新型翅片管式多介质换热器高效加热炉及其掺输管路。

背景技术：

[0002]
高寒地区油田采用加热炉加热，以保障原油生产过程中的“单井掺输热水、原油外输加热、生产设施的采暖”等多介质换热需求。最初油田采用筒式、盘管式加热炉炉效较低耗能高。目前采用变相真空炉炉效有较大提高、耗能也在下降，但变相真空炉换热器多采用管式或板式材料，换热效率热不理想。
[0003]
现有加热炉由于用光管作为变相真空炉换热器材料，换热面积热焓低，使换热介质换热过程中得到的热量小升温速度慢，热量应用效率低。

技术实现要素：

[0004]
本实用新型的主要目的在于提供一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉及其掺输管路，可以有效解决背景技术中的问题。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
[0006]
一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉，包括固定座，所述固定座上端面设置有底板，所述底板顶部设置有蒸汽发生器，所述固定座上端面在蒸汽发生器两侧位置设置有夹板，所述夹板顶部设置有托板，所述托板上端面设置有支撑杆，所述支撑杆顶部设置有换热器本体，所述换热器本体与蒸汽发生器之间设置有蒸汽导管与冷凝水回流管，所述换热器本体头部设置有介质出口与介质入口，且介质出口与设置在换热器本体内上方的换热翅片管一端连通，介质入口与设置在换热器本体内下方的换热翅片管一端连通，所述上方的换热翅片管另一端通过介质导管与其下方的换热翅片管另一端连通，所述换热器本体头部对应介质入口位置设置有采暖入口，所述换热器本体头部对应介质出口位置设置有采暖出口，所述采暖入口27和采暖出口28均与掺输管路连接。
[0007]
优选的，所述蒸汽发生器内设置有固定槽，所述固定槽内设置有炉胆，所述固定槽底部设置有蒸发用水，所述蒸发用水没过炉胆，所述固定槽顶部对应蒸汽导管位置设置有下引导槽，所述固定槽顶部对应冷凝水回流管位置设置有下回流槽。
[0008]
优选的，所述换热器本体内设置有安装槽，所述安装槽底部对应蒸汽导管位置设置有上引导槽，所述安装槽底部对应冷凝水回流管位置设置有上回流槽，所述换热器本体顶部设置有安全阀泄压口。
[0009]
优选的，所述采暖入口通过管道与介质入口相连，所述采暖入口通过第一掺输管与原油外输入口连通，所述第一掺输管上设置有第三阀门和第四阀门，且在第三阀门和第四阀门之间的第一掺输管上设置有掺输入口。
[0010]
优选的，所述采暖出口通过管道与介质出口相连，所述采暖出口通过第二掺输管与原油外输出口连通，所述第二掺输管上设置有第一阀门和第二阀门，且在第一阀门和第
二阀门之间的第二掺输管上设置有掺输出口。
[0011]
一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的掺输管路，与采暖入口和采暖出口连接，所述采暖入口通过第一掺输管与原油外输入口连通，所述第一掺输管上设置有第三阀门和第四阀门，且在第三阀门和第四阀门之间的第一掺输管上设置有掺输入口，所述采暖出口通过第二掺输管与原油外输出口连通，所述第二掺输管上设置有第一阀门和第二阀门，且在第一阀门和第二阀门之间的第二掺输管上设置有掺输出口。
[0012]
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0013]
1、节能
[0014]
每小时可节约天然气在62.5立方，一台炉每年可节约天然气5.5万方；
[0015]
2、升温速度快
[0016]
新型翅片管式多介质换热器高效加热炉投产使用，低温介质进入到高温翅片管内部，吸收翅片管的热量，介质温度从42度到60度，比以前的老式换热器加热炉，提前了35分钟，取得了非常满意的预期效果。
[0017]
3、安装速度快
[0018]
由于新型翅片管式多介质换热器高效加热炉，可以对原有加热炉旧换热器进行更换改造，也可以按原有加热炉旧换热器原型尺寸加工，因此，在工艺流程不需改动的情况下，40小时就能安装完成投产运行。
[0019]
4、用途广实用性强
[0020]
换热器可以根据用途需要安装三套翅片加热盘管，同时具备三种换热介质加温。换热器具有很强的互换性，
[0021]
5、体积小换热面积大
[0022]
由于采用了翅片换热盘管，在同等的条件下曾加了换热面积。使得设备的体积减小了10-20%，这样就为原有较大设备的更换解决了空间问题。并且盘管外侧的翅片将包裹的水蒸汽搅乱有利于热量的交换极大地提高了换热器的热效率。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的正视图；
[0024]
图2为本实用新型一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的正面剖视图；
[0025]
图3为本实用新型一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的换热器主体阀门示意图。
[0026]
图中：1、固定座；2、底板；3、蒸汽发生器；4、夹板；5、托板；6、支撑杆；7、换热器本体；8、安全阀泄压口；9、蒸汽导管；10、冷凝水回流管；11、介质出口；12、介质入口；13、固定槽；14、炉胆；15、蒸发用水；16、下引导槽；17、下回流槽；18、安装槽；19、介质导管；20、换热翅片管；21、上引导槽；22、上回流槽；23、第一阀门；24、第二阀门；25、第三阀门；26、第四阀门；27、采暖入口；28、采暖出口；29、原油外输入口；30、掺输入口；31、原油外输出口；32、掺输出口。
具体实施方式
[0027]
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面
结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]
实施例一
[0031]
本实施例是一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的实施例。
[0032]
如图1-3所示，包括固定座1，固定座1上端面设置有底板2，底板2顶部设置有蒸汽发生器3，固定座1上端面在蒸汽发生器3两侧位置设置有夹板4，夹板4顶部设置有托板5，托板5上端面设置有支撑杆6，支撑杆6顶部设置有换热器本体7，换热器本体7与蒸汽发生器3之间设置有蒸汽导管9与冷凝水回流管10，换热器本体7头部设置有介质出口11与介质入口12，且介质出口11与设置在换热器本体7内上方的换热翅片管20一端连通，介质入口12与设置在换热器本体7内下方的换热翅片管20一端连通，所述上方的换热翅片管20另一端通过介质导管19与其下方的换热翅片管20另一端连通，换热器本体7头部对应介质入口12位置设置有采暖入口27，换热器本体7头部对应介质出口11位置设置有采暖出口28，所述采暖入口27和采暖出口28均与掺输管路连接。
[0033]
在本实施例中，为了提升蒸发效率，在蒸汽发生器3内设置有固定槽13，固定槽13内设置有炉胆14，固定槽13底部设置有蒸发用水15，蒸发用水15没过炉胆14，固定槽13顶部对应蒸汽导管9位置设置有下引导槽16，固定槽13顶部对应冷凝水回流管10位置设置有下回流槽17；
[0034]
在本实施例中，为了增加换热面积，在换热器本体7内设置有安装槽18，安装槽18底部对应蒸汽导管9位置设置有上引导槽21，安装槽18底部对应冷凝水回流管10位置设置有上回流槽22，换热器本体7顶部设置有安全阀泄压口8；
[0035]
在本实施例中，采暖入口27通过管道与介质入口12相连，采暖入口27通过第一掺输管与原油外输入口29连通，所述第一掺输管上设置有第三阀门25和第四阀门26，且在第三阀门25和第四阀门26之间的第一掺输管上设置有掺输入口30；
[0036]
此外，采暖出口28通过管道与介质出口11相连，采暖出口28通过第二掺输管与原油外输出口31连通，所述第二掺输管上设置有第一阀门23和第二阀门24，且在第一阀门23和第二阀门24之间的第二掺输管上设置有掺输出口32。
[0037]
需要说明的是，本实用新型为一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉，在实际使用时，供能物质在炉胆14内燃烧后产生的能量被蒸发用水15吸收，蒸发用水15本身温度升高，蒸发加剧，产生的蒸汽会通过蒸汽导管9进入到换热器本体7内部，高温蒸汽会对换热器本体7内的换热翅片管20加热，这时打开介质的进出口阀门，低温介质进入到高温换热
翅片管20内部，吸收换热翅片管20的热量，提高介质温度；此时由于蒸汽热量被交换到介质内，自身热量损失，温度降低冷凝变成水，水在重力的作用下由冷凝水回流管10回流到蒸汽发生器3内，参加下一轮的换热过程。
[0038]
换热翅片管20较光管具有换热面积大，温升高于同等功率的换热器，体积小，热损失较低，节约能源优点。由于管外壁的翅片搅乱了蒸汽的固有蒸发形式，使得蒸汽与管壁接触的更佳紧密，换热更充分，能源的有效利用率更高。
[0039]
换热翅片管20的传热面积比光管可增大2-10倍，传热系数比光管可提高1-2倍，由于传热能力的增强和单位面积传热面加大，故与光管比完成同一热负荷可用较少的管数，使设备结构紧凑并使金属消耗量减少，因为翅片的材料可与基管不同，使材料的选择与利用更加合理，翅片材料根据使用环境和制造工艺确定，有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、钢及钢合金灯。采用翅片管能够使介质与壁面的平均温差降低，减少结垢，在翅片的涨缩作用下，已形成的硬垢可以自行脱落。
[0040]
将采暖入口27与采暖出口28用盲板封堵后，打开第二阀门24与第三阀门25，采暖盘管就可以并入掺输管线内，进而增加换热面积，提高掺输的出口温度。
[0041]
将原油外输入口29与原油外输出口31用盲板封堵后，打开第一阀门23与第四阀门26，外输的盘管就可以并入掺输管线内，进而增加换热面积，提高掺输的出口温度。
[0042]
将原油外输入口29、原油外输出口31、采暖入口27以及采暖出口28均用盲板封堵后，打开第一阀门23、第二阀门24、第三阀门25以及第四阀门26，采暖外输盘管就可以并入掺输管线内，进而增加换热面积，提高掺输的出口温度。
[0043]
同时也可以进行其它介质的转换加热。
[0044]
在本实施例中，采用的新型翅片管式多介质换热器高效加热炉，采用厚壁管高温挤压成型工艺，与其它焊接翅片管具有翅管一体，使用后不分体、换热速度快、同体积下换热面积大的优点，炉体最高允许工作压力为0.09mpa；额定热负荷为3000kw；被加热介质为含油污水、原油和采暖水；介质额定流量分别为60-70m
³
/h、20-30m
³
/h、15-25m
³
/h；介质进口温度分别为35、40和60度；介质出口温度分别为55、60和80度；管程设计压力为2.5mpa；管程压力降0.1-0.15mpa；
[0045]
换热器的系统分为：掺输管线、原油外输管线、采暖管线，所承受的最高管线压力为2.5mpa，管线连接时要区分不同流程之间的进出口位置及连接尺寸。同时不同流程之间可以通过阀门互通，互通后可以增加原有盘管的换热面积从而提高介质的出口温度，如果原有介质出口温度能够满足生产要求建议不要打开交通阀门。如果将采暖与掺输间的连通阀门打开后，建议对原有的采暖管线用热水清洗。
[0046]
采用该换热器，每24小时可节约天然气在100-150m
³
，加热炉24小时不停运转，这台加热器每年可节约天然气在（100-150）
×
365=（36500-54750）m
³
，每年节约燃气两约4万方左右，按照燃气价格2元/m
³
计算，每年节约燃气费用8万元。
[0047]
采用该换热器，在投产使用的当天由打开阀门时间开始到整个循环系统温度平稳，时间不到20分钟，比以前的老式换热器提前了足有半小时还多，使用的员工表示非常的满意。这样尤其是在冬天就不会给各个井组造成停井开井的麻烦。更不会影响队内的原油产量。更是降低了一线工人的劳动强度。
[0048]
换热器具有三套加热盘管，具备采暖、外输、掺输三大用途，并且三者还可以并联
使用，也可以单独使用。另一优点就是这一换热器和其它的换热器具有很强的互换性。
[0049]
由于采用了翅片换热盘管，在同等的条件下曾加了换热面积。使得设备的体积减小了10-20%，这样就为原有较大设备的更换解决了空间问题。并且盘管外侧的翅片将包裹的水蒸汽搅乱有利于热量的交换极大地提高了换热器的热效率。
[0050]
实施例二
[0051]
本实施例是一种新型翅片管式多介质换热器高效加热炉的掺输管路的实施例。
[0052]
结合图3所示，掺输管路与采暖入口27和采暖出口28连接，所述采暖入口27通过第一掺输管与原油外输入口29连通，所述第一掺输管上设置有第三阀门25和第四阀门26，且在第三阀门25和第四阀门26之间的第一掺输管上设置有掺输入口30，所述采暖出口28通过第二掺输管与原油外输出口31连通，所述第二掺输管上设置有第一阀门23和第二阀门24，且在第一阀门23和第二阀门24之间的第二掺输管上设置有掺输出口32。
[0053]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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