相变加热炉技术简介
真空相变加热炉现场建立真空度操作要点
真空相变加热炉现场建立真空度操作要点摘要：真空相变加热炉是通过炉内传热介质由液相变成汽相，再变为液相不停转换过程，将热量传递给炉内受热介质的。
建立真空度可以保证在低温下（低于100℃）进行相变，真空相变加热炉真空度都要控制在-0.01～-0.03 MPa之间，以保证换热效果和热效率在90%以上。
关键词：真空相变加热炉；现场应用；优势分析真空相变加热炉随着节能降耗技术的推广和环保要求等，新投产、改扩建的联合站和中转站都使用真空相变加热炉。
真空相变加热炉热效率高达88%以上，节约燃料消耗量；燃料充分燃烧达99.9%，排放气体环保；由于是负压状态下工作，避免了压力带来的安全隐患；同时还具有体积小、自动化程度高、几乎避免了炉内的氧化结垢现象等特点，是油田生产中，传统加热炉的换代设备。
一、真空相变加热炉结构及原理真空相变加热炉一般由四大部分组成：燃烧受热系统、冷凝吸热系统、安全保障系统、配套附件系统。
燃烧受热系统由燃烧器、烟箱、燃烧火筒、回烟室、烟管、等组成。
冷凝吸热系统由多组换热盘管组成；安全保障系统由电控系统、相变控制器、仪表阀门及防爆燃装置组成；配套附件系统由底座、平台扶梯、操作间、辅机等组成。
真空相变加热炉是通过炉内传热介质由液相变成汽相，再变为液相不停转换过程，将热量传递给炉内受热介质的。
炉内传热介质一般都为水或水蒸汽，锅筒内压力在-0.03至0兆帕之间，水或水蒸汽通过来回循环的相变方式进行传热的过程。
系统内的中间介质在加热炉烟管和火管的加热下，迅速蒸发形成高热蒸汽，由于系统是真空状态，热阻力小，可以使水蒸汽快速上升到蒸汽空间与盘管中流动的介质进行热交换，交换后的水蒸汽温度下降、冷凝还原成液体再流回到蒸发器内，再次被加热变为水蒸汽，重新进行热交换，以此循环往复，整个过程都处于负压状态。
二、真空相变加热炉建立真空度操作要点首次启炉或在没有真空度即真空相变加热炉运行压力到正压时，须要排空，排空前，关闭加热炉介质的进出口阀门，控制燃烧器，将温度设定在95摄氏度，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，在排放水蒸汽的同时，会把加热炉内的空气排出，排放时间控制在8分钟左右，打开介质进出口阀门，让低温介质进入盘管，水蒸汽遇盘管冷凝成液态水，压力降低，最终运行压力低于外界标准大气压，真空压力表示值为-0.01～-0.05 MPa之间，即实现加热炉的真空。
真空相变加热炉
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
真空加热炉原理及实际操作
真空相变加热炉
一、 工作原理 真空加热炉 以相变换热方式工作，在一个无不凝结气
体的密闭容器中，中间介质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、原油或天然气等)后，冷凝成液 体回落到液相空间，再次被燃料燃烧加热蒸发，工质不断带 走中间介质传递的气化潜热，燃料燃烧后不断供给中间介质 燃烧热量，从而形成动态热平衡。
真空相变加热炉
• 1—盘管 2—本体 3—烟囱 4—烟箱 5—操作间 • 6—燃烧器 7—火筒 8—烟管 9—回烟室 10—防爆门
பைடு நூலகம்
真空相变加热炉
三、真空度的形成
首次启炉或在没有真空度（加热炉运行压力到正压）时 须要排空，排空前，关闭加热炉的介质进口阀门，将控制燃 烧器的水浴控制停炉温度设定在95℃，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，排放时间控制在约5~8分钟， 打开介质进口阀门，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， 即运行压力正常在-0.05~0MPa，从而实现了加热炉容器的真 空。
真空相变加热炉
七、投运
1.投运前检查 检查加热炉各阀门仪表连接是否完好 给加热炉加入软化水，加至液位计的1/2~2/3处 打开燃气阀门 检查供气压力（减压阀门前）（0.1~0.4MPa） 调整燃烧器燃烧压力（减压阀门后）：0.002~0.005MPa 设定燃烧器个部件的参数： 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 给仪表和控制柜送电 检查供电是否正常 设定水浴温度比例调节仪参数：根据工矿要求设定启炉值；停炉值；目标值
相变炉的工作原理
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！。
相变加热炉技术简介
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
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。
真空、相变炉加热炉基本原理
真空、相变炉结构
燃油、燃气真空、相变加热炉的结构主要包括有：炉体、燃烧系统、 控制系统、钢架平台扶梯、加热盘管、注液阀、排液阀、排气阀、安 全阀、排污口组成。其中：
8、根据被加热介质需要的出口温度，在温度控制器上设定相应的 水浴温度或被加热介质的温度。
9、设备使用的压力范围标在设备铭牌上，当炉体的水浴压力超过 设备允许使用压力后安全阀会自动起跳，以保证炉体的安全。
10、在系统出现故障时，监控柜将发出报警信号，在解除故障后， 启炉前尚需解锁，将监控柜面板上的报警解锁按钮按下即可。
补充加药。加药时，炉水应在低水位。 煮炉完成后，应将炉内污水排尽，并用清水对加热炉和接触过药液的阀门等
进行冲洗，并应清除沉积物，检查排污阀有无堵塞。
调试与运行操作
先打开加热炉上炉体（蒸汽发生器）排气阀，并关闭其它所有阀门，确认无 误后，再打开炉体上部的进水阀，向炉体内注入洁净水（最好是经过去除 Ca2+、Mg2+离子的软水），等炉体上的排气阀h有水流出时关闭进水阀，排 气阀保持开启状态。停滞10~30分钟待炉体内残留气体全部溢出后再打开进 水阀f继续补水，这时待炉体上的排气阀有水流出时关闭此排气阀，继续补水 直至高位水箱溢流口有水溢出，关闭进水阀。
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
真空相变加热炉的特点及运行参数的调整和优化
真空相变加热炉的特点及运行参数的调整和优化一、前言加热炉是油气田日常生产过程中一个重要设备，在油气集输、采油、采气等生产现场有大量运用。
随着人们对相变换热技术的认识，近几年来在该技术基础上开发的真空相变炉开始在油田生产中投入使用。
相对于传统的加热炉，真空相变炉具有热效率高，安全性好，易实现自动控制，锅筒腐蚀小等优点。
古一接转站现有两台真空相变加热炉。
二、真空相变加热炉的原理和运行特点1.基本原理燃烧产生的热量使得炉体内的水沸腾汽化，水蒸气与盘管接触加热盘管内的生产介质，水蒸气接触盘管冷凝成液体再次在炉体内被加热，由水变成水蒸气，再由水蒸气变成水的相变过程中产生热交换，这种流程上的不断气化、冷凝保证了介质持续不断地在蒸发器内吸热，向盘管内放热，依此构成了一个高效率的加热系统。
2.运行特点由于在炉子的正常运行中，作为热媒体的水是在炉内封闭循环的，蒸发和泄漏极少，只需要在初次点炉需要加入规定液位的水，这样炉子内水的总盐量和矿化度都是很低的，同时炉子工作在负压状态，温度始终在一百度以下，减少了盘管内结垢结焦，改善了换热条件。
为了保证负压蒸汽和盘管间的换热，水位应处在烟管和盘管之间。
3.真空相变加热炉的控制原理真空炉的自动控制有三部分组成：现场的仪表（液位、温度），室内节电控制箱，加热炉燃烧器。
通过这三部分，可以实现对加热炉的进出口温度、热媒温度的检测，同时通过自动燃烧器的大小火转换和启停，实现对温度的自动控制及熄火保护。
三、生产运行中的参数优化与调整1.在日常运行中对压力的调整在加热炉日常运行中，要密切注意压力的变化。
在正常启运后，待压力稳定在相应值后正常情况下应没有大的变化。
在设定温度没有改变，燃烧器工作正常，被加热介质没有大的变化的情况下，而出现压力出现升高，真空度降低的现象，则说明系统漏气。
由于空气是不凝结气体，即使有微量进入炉体，也会严重影响加热炉的凝析换热系数。
这时要及时检查真空阀，放空阀等处，必要时重新密封，紧固以确保严密性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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。
管，在满足生产加热的同时，可供应少量热水或附带 小面积采暖。
与市场同类产品比较
6、带有燃料预热装置，以适应燃料成分的不同，及高寒 地区作业。 7、自主研发盘管自清洗系统，可防止或消除盘管内油污 沉淀，减少停炉清污造成的损失，保证加热炉性能稳定。 8、采用外置分体式新结构，可方便的维修更换盘管。 9、高端产品可采用自主研发的远程监控系统，实现互联 网远程监控或远传集中监控，用户提供服务。
与市场同类产品比较
1、在设计上：高度集成,安装快捷简便。 2、在结构上：结构设计更趋合理。采用湿背式结构燃
烧,二、三回程结构，螺纹烟管强化传热，热效率高。 3、在工质适用上：适用于各种粘度和含水率的原油、
天然气、含油污水、油气水混合物及水的加热。 4、采用全自动控制系统，运行更加安全可靠。 5、为适应油气集输野外作业的特点，设有主附多路盘
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。
相变炉高效节能换热原理
传统水套式加热炉（水煮盘管） 相变加热炉（蒸汽蒸盘管）
显热传热
显热+潜热传热
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论：相比较传统水套式加热炉，相变换热技术具有明显的传 热优势，这就是相变加热炉高效节能的主要原因
相变加热炉典型结构
相变炉主要结构
• 相变炉主要由燃烧受热系统、冷 凝吸热系统、安全保障系统和配 套附件系统四部分构成。燃烧受 热系统由燃烧器、烟室、炉胆、 烟管和烟道等组成；冷凝吸热系 采用先进的CAE软件Femap进行 统由主、附等多组工质盘管等组 炉胆结构强度数值模拟分析 成；安全保障系统由电控系统、 相变控制器、仪表阀门及防爆燃 装置等组成；配套附件系统由底 座、平台扶梯、操作间、辅机和 烟囱等组成。
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
工作原理动画示意
相变炉安全工作原理
P环境大气压
P环境大气压
P传统锅内
P相变锅内
P传统锅内> P环境大气压
P传统锅内< P环境大气压
结论：传统加热炉锅内压力大于锅外压力，筒体有向外膨胀趋势。相变 加热炉锅内压力小于锅外压力，筒体有被压缩趋势。因此在使用中，相 变加热炉没有爆炸的可能，保障了运行的安全和可靠。