[发明专利]新型直换强排式水套炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧加热装置，尤其是涉及一种用水做传热介质加热天然气的水套炉。

背景技术

从地下开采的天然气压力高，为便于地面输送，需要节流降压。但节流降压过程必然引起天然气介质温度下降，当温度降到水露点以下时，天然气内的一些水合物等杂质就会结冰，在输送管道里形成冰堵，引起管道破裂。为防止冰堵发生，所以预先要用水套炉对天然气加热升温。水套炉对天然气的加热升温常用加热水的方式来实现，现有的加热水的方式为火管式加热。火管式水套炉的结构如图1所示，包括壳体1、水2，换热盘管3、物料出口4、高压弯头5、物料进口6 、排烟道7，火管8、长火焰9、空气进口10、燃烧器11、燃料气进口12、烟囱13、氧分析仪14。安装在水套炉壳体1下方的燃烧器1带有空气进口10和燃料气进口12，长火焰9产生的热量通过火管8传给水2；高温烟气从排烟道7与水2进一步换热后从带有氧分析仪14的烟囱13排出，排烟温度不低于250°C；天然气冷流体从物料进口6流入，流过高压换热管束，与被加热后的水2进行换热后，从物料出口4流出，进入指定的工艺装置。

火管式水套炉主要通过火管8利用间壁加热的方式与水2进行换热，其次也通过排烟道7与水换热，换热效果受限，致使排烟温度高达250℃，热损失大；而且火管8长时间受高温辐射，易损坏；同时，由于水套炉壳体底部布设有烟囱、火管和排烟道，剩余空间狭小，高压换热管束只能通过弯曲半径小且制造组装难度大的高压弯头5与换热盘管3进行连接；再者，水套炉壳体内有火管8，烟道7等结构，导致换热管束排管困难，设备壳体容积显著增大，成本高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种新型直换强排式水套炉，将高温烟气与水直接鼓泡换热，排烟温度控制在100℃以下，取消了传热火管，换热效果好，热效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型直换强排式水套炉，包括水套炉壳体，在水套炉壳体上部设置浸没燃烧器和烟囱，所述浸没燃烧器底部设置有集烟盒，浸没燃烧器和集烟盒均浸入水中；在水套炉壳体底部布置换热盘管，换热盘管的下端和上端分别连接物料进口和物料出口；所述换热盘管由换热管束直接采用无缝钢管弯制而成。

在所述烟囱内壁上设置氧分析仪。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：采用集烟盒浸没在水中，使高温烟气与水直接进行鼓泡换热，换热效果好，热效率高，大大降低水套炉的燃料气消耗，排烟温度低于100℃，便于排放，环保性好；取消了火管和排烟道等结构，减小了设备壳体容积；同时由于取消了传热用火管，没有金属传热面，避免了传热火管遭到破坏而引发事故；而且由于水套炉壳体底部取消了烟囱、火管和排烟道的布设，留出了足够的空间布置换热盘管，使得换热管束可以直接采用无缝钢管弯制而成，这种制作不但降低了制造难度和制造成本，而且还能减小流体阻力，提高热效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有的火管式水套炉的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种新型直换强排式水套炉，如图2所示，包括浸没燃烧器21、空气进口22，燃料气进口23、烟囱24、氧分析25、水26，集烟盒27，物料出口28，物料进口29，换热盘管30、水套炉壳体31及搅拌器32。

在水套炉壳体31内装有水26，浸没燃烧器21安装在水套炉壳体31上部，带有空气进口22和燃料气进口23，浸没燃烧器21底部设置有集烟盒27，浸没燃烧器21和集烟盒27均浸入水中；在水套炉壳体31上部设置有烟囱24；在水套炉壳体31底部布置换热盘管30，物料进口29跟换热盘管30的下端连接，物料出口28跟换热盘管30的上端连接。换热盘管由换热管束直接采用无缝钢管弯制而成。

为了方便地对排放烟气进行检测分析，可在烟囱24内壁上设置氧分析仪25。

为了加快水循环，增强换热效果，还可以在水套炉壳体31的底部设置搅拌器32。

本发明的工作原理是：浸没燃烧器21燃烧产生的高温烟气从浸没在水26中的集烟盒27溢出，高温烟气直接与水换热后，变成低温烟气，从烟囱24排出；天然气冷流体从物料进口29流入，通过换热盘管30与被加热的水26进行换热，加热后的天然气流体从物料出口28流出进入指定的工艺装置。