[发明专利]原油加热炉

说明书

本发明涉及一种原油加热炉。

目前，应用于原油一次脱水、二次脱水的加热炉多采用箱式炉及筒式炉。箱式炉的缺点是：在炉膛内的辐射段，油管裸露在火焰中，受热不均，常常使油管某些部位过热，原油很容易在过热部位结停，这不仅增加了油管壁的热阻，使总传热系统数下降，而且会提高管壁温度，加剧表面氧化，使管壁渐渐减薄，从而导致鼓起而破坏，因此加热炉的寿命比较短，一两年就得大修;另一方面，燃料的燃烧产物在油管外壁形成的污垢加大了油管的热阻。在烟道的对流段，原油在管内的流动为层流，传热系数较低。因此箱式炉的热效率常常只有40-60%左右，造成燃料大量浪费。筒式炉的缺点与箱式炉基本相同，由于炉膛尺寸比较小，火焰在油管中产生的局部过热比箱式炉更为严重，常常导致加热炉的寿命只有几个月，而且由于燃烧产物在火管及烟道壁上形成的污垢热阻及原油主要依靠自然对流换热，热效率非常低，燃料的浪费十分惊人。

本发明的任务是提供一种新型原油加热炉，提高加热炉的热效率，节约能源，延长使用寿命。

本发明的任务是以如下方式完成的。把原来的原油管改在耐高温辐射墙的外边，这种墙不仅使辐射到油管的温度均匀化，避免了原油在油管壁结焦，而且阻挡了燃烧产物对油管受热面的污染，减少管壁热阻，提高加热炉的热效率及使用寿命。在加热炉的对流传热段，利用传热效率非常高的热管，将烟道中的热量高效地传输到原油之中。利用热管传热有两个优点，其一是热管的上端（冷凝段）插入原油管中，原油以一定流速横掠热管管束，强化了原油与热管的传热;热管的下端（蒸发段）插入烟道中，烟气高速横掠热管管束，同样强化了烟气与热管的传热，从而提高了油管与烟气间的总传热系数，减少了传热面积，节约了管材。其二是热管的冷凝段和蒸发段分别在原油和烟道中，热管本身是一种高度密封的传热元件，它的冷凝段穿过油管管壁并与油管壁焊接，而蒸发段自由插入烟道中，这样就把原油与烟道远远分开，即使热管由于某种原因，例如露点腐蚀而遭到破坏，也不至使原油泄漏于烟道之中，防止火灾发生，这就克服了箱式炉及筒式炉对流段因烟气腐蚀造成的事故。

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1为本发明所述加热炉的纵剖面示意图;

图2为其横剖面示意图。如图2所示，炉膛两侧及顶侧均为耐高温辐射墙21，靠近辐射墙的外侧有若干组油管22，油管外侧依次为耐高温反射率大的绝热墙23及红砖墙24。如图1所示，热管在烟道中的布置为若干组不同热管管束，正对着炉膛出口7为一组交错密布的短光耐高温热管6，热管的上端（冷凝段）插入与油管22相连的粗油管2之中，下端（蒸发段）插入烟道中。随着烟道各段温区不同，使用不同工质及受热面积不同的热管（其受热面积朝烟道出口方向逐渐增大），5为中温光短热管，4为中温翅片短热管，3为中温翅片长热管。从高温到低温烟气，每根热管的热负荷基本相同，烟道四壁为耐高温绝热材料25及保温材料26，它可使烟道的散热损失最小。

如图1所示，燃料经燃烧器1燃烧，燃烧产物放出大量的辐射热，经耐高温辐射墙21，投向油管22，由于高温反射墙23的反射绝热作用，少量经油管之间隙投向反射墙23的热再返回到油管22上，为油管内的原油所吸收。最后只有少量热流经绝热墙23及红砖墙24散失到周围环境中。在炉膛出口7，高温烟气的辐射热大部分为位于烟道入口顶部的短光耐高温热管6所吸收，在烟道的中下游，烟气掠过5、4、3等热管管束，与热管进行对流换热，热管吸收了烟气中的辐射热及对流热，再与冲刷热管冷凝段的原油进行对流换热，并为流经油管2中的原油所吸收。最后，在烟道出口，排烟温度下降到160-180℃左右。利用本发明，热效率可长期稳定在85%以上，大大节约了加热炉的燃料。

为防止突然停电造成在原油加热炉中的原油过热，在燃烧器1和原油进口之间装有一自动控制系统9，当原油停止流动时，自动控制系统9立即指令，停止燃烧供给，熄火，启动原油外循环系统8。