相变加热炉结构和工作原理

启炉
1、合上燃烧器控制柜运行开关，启动点火程序（以下为程控器自动控制）。 2、风机启动吹扫，风门开到最大设定值，吹扫大约30秒后。 3、风门开始关小，准备点火。 4、点火变压器启动，延时大约4秒，4秒后自动断电。 5、点火变压器启动2秒后，电磁阀打开。 6、建立火焰，并且火焰检测器启动（火焰检测器在启动和运行过程中一直处于
5 、当停止使用时，请切断电路、气路。冬季停用时，请务必将壳体内的水 及盘管内的介质排放干净，防止设备冻裂。
启运加热炉注意事项
（1）真空加热炉是在负压状态下运行，运行时，不得打开排污阀，否则会 破坏真空，无法正常工作
（2）真空加热炉1次减压后压力应在0.1—0.2Mpa之间 （3）初次投运加热炉燃料气需要调至最小，然后逐渐开大，否则会回火或
注意：按复位按钮的时间不允许超过4秒，否则程控器易损坏
建立真空
1、关闭加热介质的进口阀
2、将控制燃烧器的水浴控制停炉温度设定在95 ℃
3、待加热炉蒸汽压力达到0.02~0.04MPa时真空阀会自动打开排汽，在排放 水蒸气的同时会把加热炉内的空气排出
4、排放时间约5~8分钟
5、打开加热介质进口阀门，低温介质进入盘管，水蒸气遇盘管冷凝成液态 水，汽压降低，最终运行压力低于外界标准大气压，运行压力正常在0.05~0MPa，从而实现了加热炉容器的真空。
停运加热炉的注意事项 1、如需要长期停炉，需要将炉体内的水排净，防止炉体冻裂 2、加热炉的所有电源必须全部切断 3、燃料气供给的所有阀门必须确认关闭
目录
一、加热炉工作原理 二、加热炉的结构 三、加热炉的主要参数 四、启动加热炉的检查、操作及注意事项 五、停运加热炉的操作及注意事项 六、加热炉常见故障及排除方法
六、加热炉常见故障及排除方法

科 技 论 坛
・ １ ９・
分体式相 变加热炉 的结构及功能
张 智 （ 黑龙 江省 大庆 市 大庆 油 田庆 升 实业 公 司 ， 黑 龙 输 油的长输管道上通常采用原油直接加热 ， 热效率一般 比较低 ， 炉管 内加 热的是原 油 ， 当流量较 小时 ， 容 易导致炉 管结 焦、 穿孔 ， 不利 于安全生产。因此我 国从 国外 引进 了一种原油间接加 热炉 系统—— 分体 式相 变加热炉。加热炉 炉管 内流动的是 清水。 清水 离开加热炉 ， 流入换 热器将 大部分热量传给原油 ， 把原 油加 热到输送所需的温度。冷却后再送回加 热炉吸收热量 ， 完成 了对原油的 间 接 加 热 。 本 文 主 要 介 绍 分 体 式 相 变加 热 炉 的 结构 。 关键词 ： 分体 式相 变加热炉 ； 清水 ； 换热器
目前 ， 国内使用 的分体式相变加热炉 ， 它具有运行安全可靠 ， 原油 烟气换热系统 的组成 主要是 ： 热媒预热器 ， 烟气 ／ 空气预热器 ， 烟 流经加热装置时压力损失小和 自动化控制技术比较成熟等三大优点 。 囱等 。 因此 ， 分体式相变加热炉在原油管道运输中得到较广泛的应用。 烟气 出炉温度过高则有在炉膛或预热器内发生二次燃烧的可能 ， １分体 式 相 变加 热炉 七大 系统 组成 因此烟气温度过高时 ， 自动控制系统会执行故障停炉程序和氮气灭火 １ ． １循 环 系统 程序 ， 而且在不进行系统恢复时不允许再次启炉。 作用 ： 为清水提供一定的能量 ， 使其在循环系统中循环。并把清水 ２ 分体 式相 变 加热 炉炉 体 在加热炉中吸收的热量 ， 在换热器中将热量传给原油 。 ２ ． １炉体 （ １ ） 循 环 系统 包含 的 设备 有 ： 生 水泵 ， 补 水泵 ， 循 环水 泵 ， 清 水管 线 ， 其结构主要 由炉管、 外壳 、 端部封头 、 托座 、 燃烧器等部分组成。下 分体式相变加热炉 ， 换热器和相关的控制组件等 。 （ ２ ） 清水的加热 ： 加热 面分别介绍下 ： 是在炉体内进行的 ， 燃料油在炉膛内燃烧 ， 产生热量加热炉膛 内盘管 ， （ １ ） 炉管是双路互绕的螺旋盘管 ， 外部末端是法兰， 双根盘管互绕 盘管内有循环的清水 ， 温度高的热水 由循环水泵送到换热器 ， 给原油 在— 起 被压 紧 ， 然 后沿 圆周 至 少焊 接 ４ 处（ 均布） 。 在燃 烧器 一端 有几 圈 加热后 ， 温度低的清水再循环 回来 。 （ ３ ） 循环水温度的调节 ： 清水温度的 盘管是松绕的 ， 即不互相焊在一起 ， 以便整个 盘管 因热胀冷缩 时纵 向 控制与调节 ， 主要是热水的出炉温度。调节作用是由控制器实现的 ， 控 窜动和扭转 ， 而不产生管接头对外壳以及进 出口密封 的作用力 ， 盘管 制器通过检测出炉温度 ， 与定值 比较 ， 调节燃料油 阀和助燃风量 ， 控制 外面有几个点支承在纵 向的不锈钢垫架上 ，由于盘管处于保温壳内， 燃烧产生的热量 。通过连续调节 ， 使热水出炉温度稳定在设定范围内。 这 些 垫架 允许 盘 管热 或冷 缩时 的 自由移 动 。盘 管 的支架 可 以利用 盘 管 １ ． ２ 原油 换热 系 统 的屏蔽作用， 不直接受辐射热， 寿命很长 ， 不需要维护与更换 。（ ２ ） 加热 原 油换 热 系统 主要 设备 有 一 台换热 器 及相 关 的控制 组件 。 炉炉壳是用 ９ ． ５ ２ ５ ｍ ｍ厚的钢板制造 的， 内部压陶纤毡保温。在环境温 在 换 热器 中 ， 热水 走 管 程 ， 原 油 走壳 程 ， 原 油进 出换热 器 时 会有 压 度 ２ ０ ℃时 ， 在稳定的空气 中， 此陶纤毡厚度是 以保证外壳平均温度不 降。 高于 ６ ０ ℃。（ ３ ） 端部封头 ： 在外壳 的两端有两个封头 ， 前部封头支撑火 原油出换热器温度的控制是 由控制器的一个控制 回路进行控制 嘴 ， 后部封头封闭加热炉末端 ， 从而使得热烟气转弯流通盘管的外部。 的， 控制器控制热水阀门， 调节进入换热器 的热媒 流量 ， 进而对原油温 这两个封头是用轻型可浇铸的耐火材料进行保温的 ， 其设计耐热温度 度进 行 调节 。 １ ３ ４ ３ ￣， 该处正常操作温度低于 １ ０ １ ０ ￣ Ｃ。这两个封头是用非石榭ｆ 生 填 １ ． ３燃油系统 料密封 、 螺栓定位的。要想进入加热炉可以很容易把它们移开 ， 为观察 作用 ： 将从 管道 来 的 原 油经 燃 油 泵 加 压 ， 电加 热 器加 热 后 送 到 燃 火嘴的燃烧情况和进行盘管的外观检查 ， 在封头上有窥视窗。（ ４ ） 每一 烧室参加燃烧。燃料油系统主要组成有 ： 燃料油泵， 电加热器 ， 稳压阀， 台加热炉独立安装在一个结构钢的托座上 ， 使加热炉成为一个完全独 调节阀 ， 压力开关 ， 电磁 阀， 流量计和火嘴等。 立 的单元体 ， 托座上还装有所需要的全部控制、 调节仪表。 燃料油压力应保证在 ０ ． ６ ～ ０ ． ８ Ｍ Ｐ ａ 范围内， 燃料油温度在使用原油 ２ ． ２燃 烧 器 燃烧器的主要装置有 ： 主火嘴 ， 火花点火可燃气的辅助火嘴 ， 用于 做燃料时， 一 般为 ６ ５ 度。 １ ． ４助燃风系统 火 焰监 视 的火 焰监 视器 。 作用 ： 将空气经过风机加压 、 预热 ， 送到加热炉参加燃烧 。 （ １ ） 喷嘴有三个主要部分组成 ： 喷油孔 、 火嘴体和分配器 。（ ２ ） 重油 助燃风系统主要由风机， 风调节阀 ， 空气预热器等组成 。 和原油的点火是先用火花点燃可燃气体 的辅助火嘴 ， 然后再 由辅助火 助燃风量 的调节是由风调节阀来完成的 ， 根据炉负荷 的大小由控 嘴的可燃气体的火焰去点燃主火嘴的燃料油。 （ ３ ） 火焰监视器带有一个 制器控制阀的开度 ， 调节进入炉膛的风量， 满足燃烧的需要 。 紫外线火焰感受器和程序继电器。程序继 电器提供燃烧室的欲吹扫 １ ． ５雾 化风 系统 （ 点火前 ） 和每次停炉以后的后 吹扫（ 至少四次 ） ， 灭火事故 时人工复位 作用： 输送具有一定压力的压缩空气作为燃料油的雾化剂。 前不 允 许 自动点 火 。 雾化风系统由雾化风机 ， 电磁 阀， 稳压罐等组成 ， 主要是对燃料油 ２ ． ３加热 炉 热交 换器 分体式相变加热炉普遍使用的换热装置原油 ／ 热水换热器 。 进行雾化 ， 提高燃烧效果 。 提高雾化风压力对燃烧有利 ， 但不能过高。 压力一般高于 ０ ． ２ ＭＰ ａ ， 原油／ 热水换热器是一个二流程纵向翅片 Ｕ型管式热交换器 ， 一 否则燃料油颗粒太大 ， 不利于燃烧。但压力过高会抬高燃料油系统工 是热水双程流经管程 ， 另一个是原油单程流经壳程 ， 每台换热器换热 程 的压力 ， 不 利 于生产 。 量是 ４ ６ ５ ０ ｋ Ｗ， 每 台换热器装在焊接 的钢座上 ， 还装有一个 １ ０ ０ ｍ ｍ的 １ ． ６火焰 检 测系 统 三通控制阀和相应的温度控制器 ， 这个控制器根据原油出 口温度来控 作用 ： 通 过 电点 火 装 置 点燃 燃 点 较低 的燃 气 ， 在 由燃 气 的 火焰 点 制 进入 换 热器 的热 水流 量 。 燃原油， 使 原 油燃 烧 。 分体式相变加热炉系统结构 比较复杂 ，自动化控制系统 比较完 火焰检测 系统主要 由点火变压器 ， 点火电极 ， 引燃火火嘴 ， 火焰检 善 ， 安 全措施 比较 齐全 。 由于系统 复杂 ， 所 以维 护量 相对 较大 ， 所 涉及 到 测器等组成的。 的设备和知识也较多 ， 因此需要我们深入的学 习， 系统掌握有关知识 ， 点火是 由程序 中的启炉控制部分完成的。引燃火建立是变压器带 掌握 日常操作等各项工作非常重要。 电， 电极打火 ， 引燃气（ 油） 点燃来实现的。 参 考文 献 火焰检测器检测炉内火焰 ， 如没有火焰 ， 停止启炉过程 。 【 １ 债 春芳原 油管道输送技术Ｉ ． 北京 ： 中国石化 出 版社出版， ２ ０ ０ ３ ．

（ 栏 目主持 樊韶华 ）
体更换时 ，易于拆卸 ，免去 了动火等复杂的工序 。
油． ＿ ‘ 田地面工程 （ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｙ ｑ ｔ ｄ ｒ ｎ ｇ ｃ ． ｃ ｏ ｍ） 一１ １ １—
管置于蒸汽空间内 ，换热管 内为被加热介质 。用天 炉本体 、换热器壳程进行水压试验时，试验压力取 然气作为燃料 ，通过全 自动燃烧器燃烧产生的热量 Ｏ ． ２ Ｍ Ｐ ａ ，本炉属于上述标准范畴 。为了使 蒸汽腔 使炉 内软化水沸腾汽化 ，水蒸汽上升遇到低于饱和 前后 两 侧堵 板满 足 水压试 验 条件 下 的强度 要求 ，运 蒸汽温度 的换热管 ，凝结放出相变热 ，即释放出大 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 进 行 应 力 分 析 设 计 ，确 定 了 两侧 堵 板 的 量汽化潜热 ，这部分潜热通过换热管传递给管内的 结构 和 尺寸 。 被 加 热介 质 ，而 释放 潜热 的 水蒸 汽变 成冷 凝 水 回落 到底部继续被加热 ，如此循环往复地将热量传递给
第３ ２ 卷第 １
（ ２ ０ １ ３ ． ０ １ ）（ 产 品视 点）
新型可抽式相变加热炉
刘继 刚 靳 国辉 大庆油田 设计院
摘要 ：新 型可抽 式相 变加热炉的结构具有以下技术创新 点：换热管整体可抽 ，维修 更换便
捷 ；换 热 管 增 设 定位 机 构 ，安 装 定位 准确 ，运 输过 程 平 稳 ；炉体 右侧 采 用半 月牙型 大法 兰连 接
装入。
位 ，同时还可防止运输过程 中换热管的翻转 。 （ ３ ）炉体 右侧采用半月牙型大法兰连接结构 ， 便于拆卸。炉体右侧采用半月牙型大法兰结构 ，通 过 “ Ｏ ”型密封圈与炉体密封连接 。当换热管需整
到单 程 清洗 ，清垢 周期 短 （ ３ 天） ，清 洗费 用低

相变炉特点
• 体积小，集成度高 • （真空）相变加热炉体积只有传统加热炉（管式炉，火筒 炉、水套炉等）的1/2～1/3，重量仅为传统加热炉的1/3～ 1/4，占地面积及空间占位少。炉前操作间与主机整装出 厂，燃烧器和绝大部分控制及检测仪表、阀门等出厂时均 集成在主机上，大吨位（7MW以上)煤炉分模块出厂，安 装和运输极为便利。
相变炉特点
• 节能高效 • 燃煤相变炉设计热效率在80%以上，燃油燃气相变炉热效 率在90％以上；热损耗少，节能效果可观。 不用除氧器， 占地面积小，运行费用低。
相变炉特点
• 环保 • 燃煤（真空）相变锅炉初始排尘 浓度测试不超过国家标准的70％， 为烟气排尘浓度及烟气黑度明显 低于国家标准；燃油燃气相变炉 烟尘污染也低于国家标准要求。
相变（真空）加热炉简介
宁夏三新热超导技术有限公司 2012.2
石油用相变加热炉用途
从井口到原油输出油田， 大约需要加热5~6次左右
相变炉工作原理
• 相变加热炉是利用相变换热方 式工作的。即在一个密闭的容 器中，中间介质(如水、有机液 体)吸收燃料燃烧供给的汽化热 蒸发，在气相空间将冷凝热传 递给盘管内的被加热工质(如水、 油、油水混合物、天然气等)， 然后冷凝回落至液相空间，被 再次加热蒸发、放热冷凝。被 加热工质源源不断地带走中间 介质的冷凝热、燃料燃烧源源 不断地供给中间介质汽化热， 形成动态热平衡，使筒体内维 持表压在＜0 MPa的相变运行 状态。
采用先进的CAE软件FLUENT进行 盘管多相流数值传热仿真模拟分析
相变炉特点
• 安全可靠
正常工作时，壳体承受低于大气压力的负压, 彻底免除了加热炉主机的爆炸危险；即使在 非正常情况下，特别设计的安全保障系统也 能确保加热炉安全使用。中间介质在密闭空 间工作，正常运行状态下无须补充，避免了 筒体内氧化腐蚀的发生；筒体、盘管受热均 匀稳定，大大减少了热应力破坏，有效消除 或缓解了传统加热炉存在的腐蚀、裂纹、鼓 包、爆管、结焦、结垢、过热烧损等问题。 配有独特的燃烧室防爆燃装置，在燃烧室产 生爆燃后可以自动打开，确保燃烧室无爆炸 危险。 采用先进的CAE软件Femap进行 结构件的热应力数值模拟分析

昌吉油田相变加热炉的应用分析2012年，昌吉油田建设集中拉油注水站，单井实施掺热水循环，提高原油输送效率，选择相变加热炉对原油及掺水进行加热。

相变加热炉是将液态水变成气态水蒸气给稠油加热，具有传热强度大、效率高、体积小、承压高及安全性强等优点。

标签：昌吉油田；相变加热炉；加热炉引言昌吉油田的原油属于稠油，粘度大、凝固点高的特点，目前采用加热使原油温度升高，防止原油在输送过程中凝结，增加输送效率。

2012年，昌吉油田建设集中拉油注水站，对单井实施掺热水循环，选择了相变加热炉对原油及掺水进行加热。

相变加热炉是将液态水变成气态水蒸气给稠油加热，具有传热强度大、效率高、体积小、承压高及安全性强等优点。

昌吉油田集中拉油注水站选择了天津中油现代石油设备有限公司生產的相变加热炉，型号为FTX2000-H/0.6-Q（Y），额定功率2000KW，出口温度60-70℃，设计热效率90%。

一、基本原理和基本结构1.基本原理：以相变换热方式工作。

在一个密闭容器中加入水吸收燃料燃烧产生的热量后汽化成气态并进入气相空间，在气相空间将汽化潜热传递给冷凝换热器盘管内的工质（如水、原油等）后，冷凝成液体回落到液相空间，再次被加热蒸发，从而形成动态热平衡。

2.基本结构：可分为蒸汽发生系统、燃气系统、燃烧受热系统、安全保障系统、平台扶梯和操作间六部分。

设置低（高）液位报警，液位与燃烧器联锁，程控燃烧器设置点火程序、熄火保护装置和燃气检漏装置等。

二、运行情况1、工艺流程涉及到相变加热炉的工艺流程为：单井来液汇集，经过相变加热炉加热进入储油罐，油水分离后，将底水由泵打至水罐，水再由掺水泵加压经过相变加热炉加热，作为单井掺水与原油混合后成为单井来液，再次汇集，如此往复。

2、运行中的一些问题及解决情况经过一段时间的生产，出现了一些问题，导致设备不能正常运行。

（1）相变加热炉液位计高、低液位报警，但是实际液位符合要求。

经过分析，主要原因为液位计失效，在增加液位计抗压能力和抗温性能后恢复正常。

炉内水温超高； 炉内水位低 供油不足 燃烧器故障（助燃空气压力低、燃烧器压力低、火焰熄灭等）； 13、设备停用期间应注意做好防冻工作。 14、设备长期停用时，应关闭锅壳上的所有进出口，冬季还应排空
锅炉内存水以防冻结。
11、在启炉或系统正常运行过程中，可根据现场需要手动停炉。有 下列情况之一者必须紧急停炉：
炉内水位低于最低水位线自控系统不执行停炉命令； 炉体内漏或外漏； 燃烧器（或炉体）出现异常影响； 操作者认为异常有必要检查的。
12、故障停炉：当出现下列任何情况之一者，系统即停炉保护，并 发出声光报警：
的试验压力进行。水压试验应在周围气温高于5℃时进行，低于5℃时 必须有防冻措施。试验用水应保持高于周围露点的温度，且不宜超过 70℃。（安全阀不宜与加热炉一起作水压，防止阀门损坏）
煮炉
加热炉总体安装完毕后，应对加热炉进行煮炉，以去除炉内锈、油等污渍。 煮炉用药按如下之规定：
氢氧化钠（NaOH）2～3kg/m3水 磷酸三钠（Na3PO4。12H2O）2～3kg/m3水 以上药品均按100%纯度计算。 单独使用碳酸钠（Na2CO3）则为6kg/m3水 煮炉时间一般应为2~3天，煮炉期间，如炉水碱度低于45毫克当量/升时，应
5、观察燃气（油）压力是否正常，必要时调整减压阀（燃油旁路）， 使燃气（油）压力正常，一切正常后可以通过燃烧器启动开关启动燃 烧器，燃烧器将按时序启动燃烧器。
6、燃烧器按照设定程序自动点火运行，由小火运行转入大火运行状 态，若点火失败，应查明原因并解决后重新点火，直至点火成功。
7、燃烧器负荷控制分手动和自动控制，手动控制时，将自动开关切 到手动位置，通过大小火开关控制燃烧器负荷，自动控制时，置手自 动开关在自动位置上，装在燃烧器控制箱上的温度控制器会根据用户 的设定值来控制燃烧器。

加热炉的结构和工作原理加热炉是一种用于加热材料的设备，它能够提供高温环境来加热固体、液体或气体物质。

加热炉的结构和工作原理如下：一、加热炉的结构:1. 炉体外壳：加热炉的外壳通常由金属板制成，具有很强的耐热和耐腐蚀性能，以保护内部的热源和加热装置。

2. 加热装置：加热炉的加热装置通常位于炉体的底部或侧面，可采用电加热器、燃气燃烧器、石油燃烧器等不同的形式。

3. 隔热层：加热炉的隔热层主要用于减少热量的散失，提高炉腔的温度稳定性。

常用的隔热材料包括陶瓷纤维、石棉等。

4. 控制系统：加热炉的控制系统通常由温度控制器、计时器、电源控制等部分组成，用于调节加热功率和控制炉腔温度。

5. 排气系统：加热炉通常需要排除炉内产生的有害气体或烟雾，使用排气系统可以有效将这些气体排出。

二、加热炉的工作原理：1. 加热炉的加热方式可以分为辐射加热和对流加热两种形式。

- 辐射加热：通过辐射传热的方式，将加热源所产生的热能传递给被加热的物料。

在加热炉内部，加热源（如电加热器或燃气燃烧器）产生高温，并释放红外线辐射能，这些能量通过辐射作用传递给物料表面，使其加热。

- 对流加热：通过传导和对流传热的方式，将热能传递给被加热的物料。

在加热炉内部，通过对流传热方式使加热源与物料表面之间建立热交换，将热能逐渐传递给物料。

2. 加热炉的工作过程通常包括预热、加热和冷却三个阶段。

- 预热：在加热炉的开始阶段，加热源被启动，并通过传热方式将热能传递给物料，提高其温度。

- 加热：在预热阶段之后，加热源继续工作，保持一定的加热功率，以维持物料的所需温度。

- 冷却：当物料达到所需温度后，加热源关闭，加热炉的内部温度逐渐下降，使物料冷却到所需温度。

加热炉的工作原理就是通过加热装置产生的热能，经过辐射或对流传热途径，将热能传递给物料，使其达到所需的温度。

同时，通过控制系统对功率和温度进行调节和控制，以满足对物料加热的要求。

总之，加热炉的结构和工作原理是多种要素的综合作用，可以根据具体的需求和工艺条件进行设计和调整，其应用广泛，例如在冶金、化工、电子、材料等领域中都有着重要的作用。

相变炉主要分类
• 根据燃料不同，相变炉可分为燃煤相变炉和燃油（气） 相变炉；
• 根据被加热工质不同，相变炉又可分为相变锅炉和相变 加热炉。
• 根据筒体压力不同，相变炉又可分为 真空相变炉、微压 相变炉和压力相变炉，。真空相变炉又称负压相变炉， 简称真空炉。
采用先进的CAE软件FLUENT进行 盘管多相流数值传热仿真模拟分析
相变（真空）加热炉简介
宁夏三新热超导技术有限公司 2012.2
石油用相变加热炉用途
从井口到原油输出油田， 大约需要加热5~6次左右
相变炉工作原理
• 相变加热炉是利用相变换热方 式工作的。即在一个密闭的容 器中，中间介质(如水、有机液 体)吸收燃料燃烧供给的汽化热 蒸发，在气相空间将冷凝热传 递给盘管内的被加热工质(如水、 油、油水混合物、天然气等)， 然后冷凝回落至液相空间，被 再次加热蒸发、放热冷凝。被 加热工质源源不断地带走中间 介质的冷凝热、燃料燃烧源源 不断地供给中间介质汽化热， 形成动态热平衡，使筒体内维 持表压在＜0 MPa的相变运行 状态。
现燃烧、启炉、停炉、负荷自动调节等自动控制，可 全自动运行；特殊情况下，也可通过控制室及炉前的 手动按钮进行操作，简单方便。
相变炉特点
• 体积小，集成度高
• （真空）相变加热炉体积只有传统加热炉（管式炉，火筒 炉、水套炉等）的1/2～1/3，重量仅为传统加热炉的1/3～ 1/4，占地面积及空间占位少。炉前操作间与主机整装出 厂，燃烧器和绝大部分控制及检测仪表、阀门等出厂时均 集成在主机上，大吨位（7MW以上)煤炉分模块出厂，安 装和运输极为便利。
谢谢
采用先进的CAE软件Femap进行 结构件的热应力数值模拟分析
相变炉特点
• 节能高效 • 燃煤相变炉设计热效率在80%以上，燃油燃气相变炉热效

条件。
⑵配制碱煮液。根据锅炉容水量的和垢层厚度计算，称量出所需用的烧碱和 磷酸三钠，放入水箱中加水搅拌溶解，配成所需浓度，启动给水泵送入锅内。
碱煮除垢的工艺流程
⑶煮炉。一般常压煮炉和带压煮炉两种方法： ①常压煮炉：将锅炉点火升温，待锅水沸腾后，用小火保持锅水沸腾 状态即可。煮炉时间一般不少于24小时，最长可到40小时。煮炉结束 后，当锅水温度降至70—80℃，方可放水。 ②带压煮炉：锅炉点火，缓慢升压，一般用24—48小时，结垢严重时
出口阀门。
一、启动前的准备及检查
3、开供气阀门供气，检查供气压力是否正常，0.1-0.3MPa（减压阀前）, 调整燃烧器燃烧压力2-4KPa （减压阀后）,用泡沫水检查供气管路各连 接部位有无渗漏。 4、检查控制柜、配电接线箱接线有无松动，接线是否正确。设定燃烧器及
控制柜相关参数： 空气压力开关：1-3mbar 燃气低压开关：2.5-5mbr 燃气高压开关：50-100mbr 5、依次合上开关送电，确认控制柜上各仪表显示正常，打开燃烧器电控箱
2、紧急停炉
在下列情况下操作人员应采取措施紧急停炉：

（a）加热炉内水位急剧上升或下降。 （b）加热炉内压力急剧上升。 （c）压力表或真空阀出现失灵或故障
3、加热炉停运—炉体的防腐保养

（a)干法保养（b)湿法保养
干法保养

（a)干法保养:(一般情况下一个月以上的，易采取干法保养) 干燥剂不要直接接触加热炉金属表面，可装在铁盘等容器内， 为了防止干燥剂吸潮发胀，故只装容器的1/2～1/3，防止发胀后溢出， 存放干燥剂后要关严人孔，手孔和其它孔盖，汽、水管道上的阀门必 须截断，最好用盲板堵死。每月应检查一次，生石灰变粉时及时更换。

相变炉特点
• 一炉多用 • 相变炉设计带有多组盘管（换热管），当其作为民用相变 锅炉时，一台炉可同时供应生产、生活用多种温度的热水； 当其作为油田集输用相变加热炉是，一台炉可同时加热原 油、油水混合物、天然气、污水和水等工质，满足生产生 活需要。
相变炉特点
• 自动化控制程度高 • 设有温度、压力、液位等自动控制及报警功能，可实 现燃烧、启炉、停炉、负荷自动调节等自动控制，可 全自动运行；特殊情况下，也可通过控制室及炉前的 手动按钮进行操作，简单方便。
采用先进的CAE软件FLUENT进行 盘管多相流数值传热仿真模拟分析
பைடு நூலகம்
相变炉特点
• 安全可靠
正常工作时，壳体承受低于大气压力的负压, 彻底免除了加热炉主机的爆炸危险；即使在 非正常情况下，特别设计的安全保障系统也 能确保加热炉安全使用。中间介质在密闭空 间工作，正常运行状态下无须补充，避免了 筒体内氧化腐蚀的发生；筒体、盘管受热均 匀稳定，大大减少了热应力破坏，有效消除 或缓解了传统加热炉存在的腐蚀、裂纹、鼓 包、爆管、结焦、结垢、过热烧损等问题。 配有独特的燃烧室防爆燃装置，在燃烧室产 生爆燃后可以自动打开，确保燃烧室无爆炸 危险。 采用先进的CAE软件Femap进行 结构件的热应力数值模拟分析
采用先进的CAE软件Femap进行 炉胆结构强度数值模拟分析
相变炉主要分类
• 根据燃料不同，相变炉可分为燃煤相变炉和燃油（气） 相变炉； • 根据被加热工质不同，相变炉又可分为相变锅炉和相变 加热炉。 • 根据筒体压力不同，相变炉又可分为 真空相变炉、微压 相变炉和压力相变炉，。真空相变炉又称负压相变炉， 简称真空炉。
相变（真空）加热炉简介
宁夏三新热超导技术有限公司 2012.2

相变加热炉工作原理
嘿，咱来说说相变加热炉这玩意儿的工作原理哈。

有一次我去一个工厂参观，看到一个大大的铁家伙，人家告诉我那就是相变加热炉。

这东西看着挺神秘，其实原理也不难理解。

你想啊，这相变加热炉就像个神奇的大厨师。

它的任务呢，就是把里面的东西给加热好。

它是咋做到的呢？原来啊，里面有一种特殊的物质，这种物质在不同的温度下会发生相变。

啥叫相变呢？简单来说，就是从一种状态变成另一种状态。

比如说从固体变成液体，或者从液体变成气体。

当这种物质发生相变的时候，就会吸收或者放出大量的热量。

相变加热炉就利用这个特点来加热东西。

比如说，一开始这种物质是液体，然后给它加热，它就变成气体了。

在这个过程中，它会吸收很多热量，这些热量就用来加热炉子里的其他东西。

等需要降温的时候呢，再把气体变回液体，这时候就会放出热量。

就像在工厂里，这个相变加热炉把要加工的东西加热得恰到好处。

它就像一个勤劳的大厨师，精心地控制着火候，让每一样东西都能达到最好的状态。

所以啊，相变加热炉虽然看起来很复杂，但其实原理还挺有趣的呢。

就像我在工厂的这次参观，让我对相变加热炉有了更直观的认识。

嘿嘿。

定期维护保养
根据使用环境，1—2个月对燃烧器需要进行一次定期检查、维护保养： 燃气泄漏：接通燃气后，要用发泡剂仔细检查燃气管道各接口处有无泄漏。 燃气管道过滤器：每隔1个月检查清理一次。 燃气调压器：每隔1个月检查清理一次阀口垫。 燃气阀组过滤网：燃气过滤网应两周清洁一次，过滤网太脏应及时更换。 燃烧头：打开燃烧器确保燃烧头所有部件良好，没有因高温而变形，没有 由环境而带来的赃物，并保持部件位置的正确。 风扇：确保风扇叶片上没有积灰；因为积灰会影响进风量，引起不完全燃 烧；检查风扇与电机轴的锁紧螺钉是否紧固，风扇是否发生轴向位移。 燃烧器外部：检查接线端子上是否有紧固螺钉松动。 燃烧器内部接线：检查接线是否锁紧无松动，检查完成后将线槽盖盖上， 恢复出厂状态。 燃料状态发生变化时，重新调整燃烧器。
煮炉工作的重要性
1、新炉的煮炉工作除了清除油污、锈迹和杂物外，更主要的是要在金 属表面形成耐腐蚀钝化膜。 2、酸洗后的锅炉，开炉前必须进行煮炉工作，在活性金属表面形成一 层钝化膜。 新安装锅炉或酸洗后的锅炉，普遍存在一种现象，即锅炉水垢很薄或基 本无水垢，水处理效果亦不错，但在受压元件水侧金属壁上，有一定程 度，分布广泛的锈泡。锈泡下存在着点状腐蚀，呈明显的氧化腐蚀现象， 所以，必须重视锅炉的煮炉工作。
碱煮药剂量
药品名称 垢后1-2mm 氢氧化钠 磷酸三钠 2--3 1--2 加药量（Kg/m3H2O) 垢后3-4mm 3--4 2--3 垢后5mm以上 4--5 3--4

无水磷酸三钠可用碳酸钠代替，数量为磷酸钠的1.5倍
煮炉原理
碱煮药剂成份：由烧碱和磷酸三钠组成
a、烧碱的主要成分是氢氧化钠NaOH，它对油污以及硅酸盐垢都有一定的 溶解作用，氢氧化钠NaOH与硅酸盐的反应如下： SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O 硅酸钠Na2SiO3又称水玻璃，它是易溶于水的物质。 b、磷酸三钠Na3PO4的作用是使坚硬、致密的硫酸钙水垢和碳酸钙水垢转 型变成松软的磷酸钙水垢，起反应如下： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO4)2↓+3Na2SO4 3CaCO3+2Na3PO4→Ca3(PO4)2↓+3Na2CO3 磷酸钙Ca3(PO4)2水垢能被盐酸溶解： Ca3(PO4)2+6HCL→3CaCL2+2H3PO4 故，硫酸盐水垢或碳酸盐水垢经碱煮转型后生成的磷酸钙水垢

相变加热炉的发现对于油田事业的进步有着不可或缺的作用，然而在使用过程中，发现相变加热炉经常会存在一些故障，为降低相变加热炉发生故障的频率，本文对此做深入研究，希望对行业发展有所助力。

1 相变加热炉的结构(1)相变加热炉的结构 相变加热炉的主要成分包括炉体、烟管、燃烧系统、PLC系统、安全辅助结构等等多种材料，真空相变加热炉的构造往往属于一体式，烟管、换热盘管等需安置在形状为圆柱体的真实炉体结构中，该炉体上半部分起到换热效果，下半部分为物质燃烧的地区。

相变加热炉中有一种加热炉被称作分体式相变加热炉，其制造过程是在真空相变加热炉的制造方法的基础上加以改善得来的。

差异主要表现在将原先的换热结构撤换下来，变成较为先进且有效的换热器，将其从炉体结构中分离出来，放置在炉体结构的上方位置，但仍旧与整体结构相通。

(2)工作原理 首先利用燃烧器的燃烧性质将其放置在炉膛内部做燃烧处理，此过程中产生具有较高温度、烟雾状的气体，该气体不断流动。

经过火筒、烟管结构释放自身热能。

热能到达加热锅筒内，导致中间介质水发生沸腾现象，水质从液态转换成气态蒸发，气体上升至换热效用的地区，由于盘管内部结构的温度小于该地区温度，造成气体在盘管外壁发生冷凝现象，释放出相变热。

再把该热能传递至盘管内壁。

经过冷凝现象的水质由于重力的影响再次回到液相地区内。

就是这样一个循环往复的过程达到了相变换热的目的。

2 常见故障(1)盘管进出口压差大 相变加热炉出现盘管进出口压差大的主要原因有以下几种：①进出口阀门未开到合适的位置；②原油中长期累积的杂质与沉淀物粘在盘管内壁，造成管道堵塞的恶劣影响，导致进出口压差大；③不同分层下的原油中所存在的杂质与污垢之间存在化学效应，导致在盘管内壁中发生反应，产生其他物质，影响管道的畅通。

(2)换热效果差 造成该现象的原因：①盘管内部污垢较多或管道弯曲部分造成堵塞现象；②加热炉加热后所遗留下的混合油由于其流速快，导致换热器无法负荷其能量；③锅筒内的空气未排干净；④严管内部积累较大量的灰尘；⑤加热炉中水位高度过高导致换热盘管作用失效[1]。

WNS相变加热炉节能探讨【摘要】相变加热炉是盘二联的原油加热设备，2003年由青岛益青机械有限公司制造生产并投入使用的，担负着我站原油脱水的加热升温工作。

特别是近年来油田已逐步进入开采后期，进站原油物性的改变以及水量的增大，使集输站加热负荷增大，原油加热升温工作越来越重要，该加热炉的使用成为提高脱水温度，降低能源消耗的必然举措。

但是该设备试运行后，经常出现喘震、设备运行噪音大、水击等现象，不能投入正常的运行，为保证我站的原油脱水工作的正常运转，我们积极进行研究和改进，力争使相变加热炉正常运行。

【关键词】相变加热炉；结构、原理1.相变加热炉的结构、原理简介该相变加热炉是由一台锅炉和位于其上的一台换热器组成的综合设备，由锅炉产生的饱和蒸汽进入换热器，与换热器内的管程进行对流换热，把热量传递给管内的原油介质，以达到给原油加热的目的。

1.1锅炉本体WNS型锅炉为卧式内燃锅炉，其结构为三回程锅壳锅炉，采用波形炉胆，螺纹烟管和光管烟管组成，燃料系统将天然气送至燃烧器，喷入炉胆进行燃烧，火焰在炉胆内燃烧后经转向室进入第一对流管束，再经前烟箱，转入第二对流束，最后从后烟箱进入烟囱，排向大气。

锅炉配用全自动进口燃烧器，燃烧器上配备有全自动的燃烧控制器及监测系统，提供全自动吹风、点火、燃烧等程序控制，故有全自动操作、高效、经济、安全节能等特点。

1.2原油加热装置该装置为四管程浮头式换热器，结构为一园形外壳内装有由很多平行管子组成的管束，其中参与热交换的原油分四次由壳内流过，饱和蒸汽则在管外流过，这样依次流过各组管束，最后由出口流出，冷却下来的水蒸汽则经过回水通道回到锅炉中去。

1.3进气或回水通道该通道为两根三寸钢管，是连接蒸汽锅炉的顶部与换热器低部的重要通道。

工作时锅炉产生的饱和蒸汽就是通过该通道进入到换热器内，并将冷凝后的水蒸汽送回到锅炉内的一条通道。

2.现存问题分析在相变加热炉试运行过程中，我们发现该设备无法正常运行，达不到预期的目的。

相变炉的工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊相变炉这玩意儿的工作原理哈。

你说这相变炉啊，就像是个神奇的魔法盒子。

咱平常生活里的很多东西，要变个样儿，就得靠它呢！
想象一下啊，就好比水，水在常温下是液态，可到了零度它就变成固态冰啦，这就是一种相变。

相变炉呢，就是能控制和利用这种神奇变化的家伙。

它里面呀，有各种各样的装置和结构。

就好像一个精密的乐团，每个部分都有自己独特的作用。

加热元件就像是激情澎湃的鼓手，使劲地给里面的物质加热，让它们达到相变的温度。

而温度传感器呢，就像个细心的指挥家，时刻关注着温度的变化，确保一切都在掌控之中。

那相变炉到底是咋工作的呢？简单来说，就是让物质在它里面经历相变的过程呀。

比如说有些材料，在特定温度下会从一种状态变成另一种状态，这个过程中会吸收或者释放出大量的能量呢。

比如说吧，咱夏天热得不行，空调不就靠相变来工作嘛。

里面的制冷剂在相变炉一样的装置里，从气态变成液态，释放出热量，让我们的屋子变凉快。

这多神奇呀！
再看看冬天的暖气，也是类似的道理呀。

热水在管道里流动，也是一种相变的过程呢。

相变炉可不只是在这些地方发挥作用哦，在很多工业领域也是大显身手呢。

它能帮助制造各种材料，让它们具备更好的性能。

你说这相变炉是不是特别厉害？就像一个默默工作的大力士，在我们看不到的地方使劲儿呢！它让我们的生活变得更加丰富多彩，更加舒适便捷。

所以啊，可别小瞧了这相变炉哦！它虽然看起来不怎么起眼，但真的是非常重要的存在呢！没有它，咱好多东西可都没法好好运作啦！咱得好好感谢它，让我们享受这么多便利呀！。

蒸汽相变加热炉工作原理一、蒸汽相变加热炉的工作原理蒸汽相变加热炉由上下两个部分组成，下部为卧式内燃湿背式三回程火筒式加热炉，上部为蒸汽相变换热器。

燃料从燃烧器喷出在炉胆内程微正压燃烧，燃烧产生的高温烟气在波纹炉胆燃烧室内辐射换热，经燃室进入第二回程烟管，再经同前烟箱进入三回程烟管，经后烟箱，最终经烟囱排入大气。

产生的蒸气经过连接管进入相变换热器，发生冷凝释放出大量的汽化潜热，加热换器内的油，蒸汽相变换热器的管程分为两个回程，被加热介质在系统循环泵的作用下在管内流动，吸收蒸汽冷凝放出的热量。

（一）ＺＱＸＢＷ加热炉的组成（1）本体ＺＱＸＢＷ加热炉本体主要由以下部分组成：ａ．壳体 b．波纹炉胆燃烧室 c．前烟箱 d．后烟箱 c．烟管 d．蒸汽相变换热器 e．人孔（2）管路阀门ＺＱＸＢＷ加热炉管路阀门仪表主要由以下部分组成：原油进口 b．原油出口 c．进水口 d．双色水位计 e．压力控制器 f．截止阀 g．快速排污阀 h．平板水位计 i．水位控制器（3）全自动鼓风式燃烧器燃烧器主要由以下部分组成：ａ．风机 b．伺服马达 c．程序控制器 d．火焰检测探头 e．点火电极 f．风压开头 g．燃烧筒 h．稳燃盘．（二）烟气流程燃烧器→波纹炉胆→第二程烟管→前烟箱→第三回程烟管→后烟箱→烟囱→大气。

（三）燃烧器燃烧器供气流程主供气管线→稳压阀→每台燃烧器支进气管线→调压箱(出口压力1~10kPa) →减振器→过滤器→燃烧器稳压阀→双电磁阀(包括燃气检漏装置) →点火电磁阀→燃烧器火嘴。

二、加热炉启动与停炉1、自动启动将电源开关置为打开，电源指示灯亮。

把转换开关打到自动。

将一级火手动和二级火手动开关置为关闭位置。

按启动按钮，燃烧器运行指示灯亮，燃烧器进行程序自检，自检是否满足起炉条件，如果满足起炉条件，检漏器对阀组进行检漏，如果阀组没有漏气现象，检漏器指示黄灯亮，检漏通过，风机将起动进行点火前的吹扫，同时伺服机构将带动风门，把风门打开到设定位置，吹扫时间约为一分钟，一分钟后风门自动减小到点火位置，吹扫结束进入点火阶段，点火电极工作，点火电磁阀打开，如果火焰形成正常，火焰监测器把信号送给程控器，程控器把主燃气阀打开，同时燃气量和配风量同时自动调节到满负荷位置，至此，燃烧器自动起动结束，处于正常工作状态。

分体式相变炉的工作原理
分体式相变炉是一种用于进行高温相变处理的设备。

它通常由两部分组成：加热炉和冷却炉。

以下是分体式相变炉的工作原理：
1. 加热炉原理：加热炉是用来提供高温环境的部分。

它通常采用电加热器或燃气加热器来产生高温。

当加热炉启动时，加热器会加热炉的加热室，使其达到所需的工作温度。

2. 冷却炉原理：冷却炉是用来提供低温环境的部分。

它通常是在加热炉的下方或侧面放置的一个冷却室。

冷却室通常通过循环水或其他冷却介质来降低温度。

当加热炉启动时，冷却炉的冷却介质会开始循环，以保持低温环境。

3. 工作过程：在工作时，待处理物品首先被放置在加热炉的加热室中。

加热器将提供的热能传递给物品，使其达到所需的相变温度。

一旦物品达到相变温度，它会开始进行相变，即由固态转变为液态或其他相变状态。

4. 相变完成后，物品需要冷却以固化相变后的结构。

这时，物品会被转移到冷却炉的冷却室中，并且冷却介质开始循环，以提供低温环境。

在冷却过程中，物品中的过热部分会逐渐冷却下来，当整个物品冷却完成后，它将保持相变后的结构。

5. 最后，物品会从冷却炉中取出，完成整个相变处理过程。

分体式相变炉的工作原理是利用加热炉提供高温环境使物品进
行相变，然后使用冷却炉提供低温环境使物品冷却固化。

这种分体式的设计可以保证相变和冷却过程的高效性和稳定性。