天然气相变加热炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气田集输流程的配套设备，特别是一种天然气相变加热炉，其特征是：炉体为卧式圆柱罐状结构，炉体右部壁板连接有高压盘管组进口和高压盘管组出口，炉体前后外侧壁连接有中压盘管组进口、中压盘管组出口；炉体内腔上部固定连接有高压盘管组和中压盘管组，火筒和烟管束依靠支撑和支撑板固定于炉壳中心线下部；火筒和烟管束呈卧式“Ｕ”形双回程结构，左部壁板连接有火嘴；炉体的外腔底部左右两端分别连接有一个排水口和一个排污口及支撑鞍座；在炉体外腔的上部连接有烟囱、真空表接口、真空阀接口、补水口和漏斗、放空口。它换热效率高，加热均匀、稳定，补水量少，针对性强，有效解决现有加热炉运行过程的弊病。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气田集输流程的配套设备，特别是一种天然气相变加热炉。
技术介绍
气田天然气生产的集输流程经历过“注醇加热输送”、“井口注醇冷输”、到目前广泛采用的“无注醇冷输”的3次换代，随着处理工艺的改进，多井集气的天然气水露点不断降低，单气井注醇量不断下降，开采成本得到了有效控制和降低。天然气相变加热炉则是面向长庆气田优化集输流程，节约能源、降低助剂消耗的主要配套设备。常规水套加热炉应用范围广，油田气田均可应用，但造价高、热效低、体积大和笨重、不节能、不安全、消耗水量大、盘管承压范围为低～高压。真空加热炉主要应用于油田，造价昂贵、热效较高、体积小、节能、安全、消耗水量小、盘管承压范围为低～中压。它们两者都有自身的不足和使用限制，而天然气相变加热炉采用锅炉行业普遍采用的真空相变原理，有效克服了常规炉型使用上的限制。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种天然气相变加热炉，它是针对气田应用环境和特点而开发的加热炉。它既可应用于野外无人值守多气井集气加热输送，又可应用于集气站多井加热节流脱水工艺，它换热效率高，加热更加均匀、稳定，补水量少，水质要求一般，能够减轻沙漠地带和黄土塬区补水的不便，针对性强，有效解决现有加热炉运行过程的弊病。本技术的目的是这样实现的，设计一种天然气相变加热炉，其特征是炉体21为卧式圆柱罐状结构，炉体21一端壁板连接有高压盘管组5进口、高压盘管组6出口及人孔7，炉体21前后外侧壁连接有中压盘管组3进口、中压盘管组4出口；炉体21内腔上部固定连接有高压盘管组5、高压盘管组6和中压盘管组3、中压盘管组4，火筒18和烟管束19固定在炉壳中心线下部；火筒18与烟管束19连接呈“U”形双回程结构，炉体21另一端壁板连接有火咀17和防爆门口9；火咀17与炉体火筒18入口端连通；炉体21的外腔底部分别连接有排水口14、排污口8及支撑鞍座22；在炉体21外腔的上部连接有烟囱20、真空表接口16、真空阀接口1、补水口和漏斗2、放空口15。所述的火筒18为圆形粗管状耐温容器，烟管束19由4排并列平行烟管组成，烟管为滚压螺纹钢管，直径是Φ57的管束，烟管束19与烟囱20管连接。所述的烟囱20上有烟囱测温孔10。所述的火筒18和烟管束19与中压盘管组3、中压盘管组4、高压盘管组5、高压盘管组6间保持距离0.45～0.5m。所述的炉体21上固定有温度控制器口11、温度计口12和水位计13。本技术的特点是天然气相变加热炉完全针对气田，配套气田现有开发技术。它与现用炉型的主要区别和优缺点说明如下相变加热炉应用于气田，造价低、热效高、体积中等、节能、安全、消耗水量小、盘管承压范围为低～高压。三种加热炉主要特点对比如下 可以看出，相变加热炉完全立足于气田生产，结合现有气田生产工艺而开发的炉型。它的火咀、真空阀、自力式温度——燃气调节系统等部件的选用为市场上常见的通用产品，为气田开发的推广和普及提供了便利。相变加热炉能随着负荷的变化自动调节供热量，尤其野外安装方式和无人值守井场更能突出其优点。①可满足4口高压气井同时加热二级节流的需要，又可供8口气井的加热一级节流需要。加热盘管分高压组、中压组两部分，按用途组合搭配方便，缩短了定货供货周期。高压盘管组采用直管(或翅板)冷凝换热，换热效率低于中压盘管组；中压盘管组采用螺纹管冷凝换热，换热效率高。相变传热使介质加热更加均匀、稳定。②补水量少，水质要求一般，能够减轻沙漠地带和黄土塬区补水不便的困难。③由于被加热介质不受火焰和烟气的直接加热，受热面上不存在结焦，结垢等问题。另外，水的热容量大，这就保证了被加热介质始终处于一个相对稳定的温度场，不会由于被加热介质的流量的波动，而引起水套温度的明显变化，从而提高了其安全可靠性。④微正压密闭系统提高了系统的可靠性、适用性。气井一般间距都大，位置偏远，井口无人值守。因此相变加热炉必须安全可靠性高，负荷适应性强，补水量较小。负压密闭系统保证了水套内的水分基本不散失，每1～2个月补水一次，消除了缺水爆炸的危险，提高了设备的实用性，降低了工人的劳动强度。⑤大气式燃烧系统。考虑到气井现场大多在野外无人区块，电力短缺，因此配套有大气式燃烧器。通风方式为自然通风，点火方式为手动。大气式燃烧器在一定的燃气压力范围内，其一次空气系数是常数，即具有自动调节性，且负荷调节范围大、噪音小、不易回火。⑥多组盘管中间节流加热技术，提高了传热效率。气井天然气进加热炉压力为25MPa，温度为5～20℃，而外输天然气压力为3～6MPa，温度为70℃。天然气在节流降压的过程中将吸收大量的热量，如果采用一级加热后再节流外输，则天然气出加热炉的温度将在130℃左右，才能保证节流后的外输温度，这样就要提高炉内水浴温度，增大换热面积，而这对炉子的安全可靠以及炉子的效率都不利，这也是选择二次节流工艺的技术原因。设计采用了多组盘管中间节流加热技术，即先将天然气加热到一定温度(保证节流后温度20℃左右)，然后节流降压，再二次加热到70℃，这就大大降低了炉内水浴温度，提高了传热温差，从而提高了加热炉的安全可靠性和传热效率。⑦多种安全设计，保证了加热炉的安全高效运行。加热炉设置了熄火保护，烟温检测，水位检测等，还可增加超压超温保护等多种安全保护措施，彻底消除了意外熄火、缺水、超压超温等引起的危险，保证了加热炉的安全高效运行。附图说明下面结合实施例附图对本技术作进一步说明。图1是实施例结构示意图；图2是图1的C-C向俯视剖面图；图3是图1的A向图；图4是图1的B向图。图中1、真空阀接口；2、补水口和漏斗；3、中压盘管组；4、中压盘管组；5、高压盘管组；6、高压盘管组；7、人孔；8、排污口；9、防爆门口；10、烟囱测温孔；11、温度控制器口；12、温度计口；13、水位计；14、排水口；15、放空口；16、真空表接口；17、火咀；18、火筒；19、烟管束；20、烟囱；21、炉体；22、支撑鞍座。具体实施方式实施例如图1所示，炉体21为卧式圆柱罐状结构，炉体21右部壁板连接有高压盘管组5进口和高压盘管组6出口，炉体21前后外侧壁连接有中压盘管组3进口、中压盘管组4出口；炉体21内腔上部固定连接有高压盘管组5、高压盘管组6和中压盘管组3、中压盘管组4，高压盘管组5进口和高压盘管组6出口分别与高压盘管组5、高压盘管组6连接；中压盘管组3、4分别与中压盘管组3进口、中压盘管组4出口连接；火筒18和烟管束19依靠支撑和支撑板固定于炉壳中心线下部；左部壁板连接有火咀17；火咀17依靠螺栓固定于炉体火筒18入口端；炉体21的外腔底部左右两端分别连接有一个排水口14和一个排污口8及支撑鞍座22；在炉体21外腔的上部从左自右分别依次连接有烟囱20、真空表接口16、真空阀接口1、补水口和漏斗2、放空口15，烟囱20上设有烟囱测温孔10；如图3所示，炉体21右部壁板(A向)焊有高压盘管组5、高压盘管组6进出口和入孔7。如图4所示，左部壁板(B向)焊有防爆门口9、火咀17；炉体21前后外侧壁焊有4个中压盘管组3进口和4个中压盘管组4出口及温度控制器口11、温度计口12、水位计13。由于炉体21为圆筒卧式容器，作为各部件、附件的安装支撑、炉腔内传热用水的载体、并能承受一定的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
天然气相变加热炉，其特征是：炉体（２１）为卧式圆柱罐状结构，炉体（２１）一端壁板连接有高压盘管组（５）进口、高压盘管组（６）出口及人孔（７），炉体（２１）前后外侧壁连接有中压盘管组（３）进口、中压盘管组（４）出口；炉体（２１）内腔上部固定连接有高压盘管组（５）、高压盘管组（６）和中压盘管组（３）、中压盘管组（４），火筒（１８）和烟管束（１９）固定在炉壳中心线下部；火筒（１８）与烟管束（１９）连接呈“Ｕ”形双回程结构，炉体（２１）另一端壁板连接有火咀（１７）和防爆门口（９）；火咀（１７）与炉体火筒（１８）入口端连通；炉体（２１）的外腔底部分别连接有排水口（１４）、排污口（８）及支撑鞍座（２２）；在炉体（２１）外腔的上部连接有烟囱（２０）、真空表接口（１６）、真空阀接口（１）、补水口和漏斗（２）、放空口（１５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文武，雷文贤，张凤喜，徐东，李建武，张丽娟，
申请(专利权)人：西安立得工程建设有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]