專利名稱：自然循環(huán)相變加熱儲油罐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田加熱裝置，特別涉及一種適用于油田單井拉油罐及多功能罐的原油加熱、儲存和裝運的自然循環(huán)相變加熱儲油罐。
二、背景技術目前，我國油田開發(fā)所使用的單井拉油罐主要有常壓高架罐及承壓多功能罐兩種，其加熱原件結構形式均為“火燒心”結構，即火筒直接對原油進行加熱，這樣既不符合 GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》的安全規(guī)定，而且現(xiàn)實應用中確實不時有大罐燃爆事故發(fā)生，隱患極大；而且承壓多功能罐不能燃煤，如果氣源不夠時，就會影響生產(chǎn)， 也有應用分體結構，即加熱爐同儲油罐分開，加熱爐所產(chǎn)生熱量被熱媒介質吸收，通過循環(huán)泵強制輸送到儲油罐中換熱器進行換熱，但所用加熱爐一般為常壓爐，介質損耗大，添加頻繁，溫差小(水溫小于100攝氏度)、易結垢、熱效低，很難滿足現(xiàn)實生產(chǎn)需要；而且循環(huán)泵長期連續(xù)使用，故障率高，耗能多。
三、發(fā)明內容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種自然循環(huán)相變加熱儲油罐，加熱爐與儲油罐為分體結構，其間距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》的安全規(guī)定。其技術方案是主要是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統(tǒng)三部組成，相變加熱爐通過管路系統(tǒng)連接儲油罐；所述的儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統(tǒng)由原油管線、氣管線、水汽循環(huán)管線組成，原油管線、氣管線鋪設于地基線下面；水汽循環(huán)管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。上述的相變加熱爐主要是由支座、燃燒室、外殼、原油盤管、煙箱、煙囪、上封頭、煙管、下封頭、內筒、爐排管、封環(huán)組成，支座的上部固定燃燒室，燃燒室的外側固定內筒，所述的燃燒室通過煙管、煙箱與煙 連接，所述的煙管的上下兩端分別固定上封頭和下封頭，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼、內筒、上封頭、下封頭及封環(huán)組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置于爐腔內，并螺旋纏繞于煙管周圍，爐排管固定在燃燒室底部與爐腔相通。上述的一種常壓罐為臥式長方體，由罐座、罐體、上換熱器、下?lián)Q熱器、原油擴散器、放油口、呼吸口組成，罐體固定在罐座上，上換熱器、下?lián)Q熱器、原油擴散器分別固定在在罐體內中底部，呼吸口置于罐體的頂部。上述的另一種承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座、罐體、上換熱器、下?lián)Q熱器、原油擴散器、放油口、安全閥和分氣包組成，罐體固定在罐座上，上換熱器、下?lián)Q熱器、原油擴散器分別固定在在罐體內中底部，安全閥和分氣包置于罐體的頂部。其中，燃燒室外部連接燃燒口，外殼的上下端分別固定冷凝回水口和水蒸汽出口與爐腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位計并與爐腔相通。本實用新型的有益效果是安全可靠，本系統(tǒng)適應性極廣，儲油罐可設計為常壓及承壓兩種形式，當油品含氣量大時，用承壓容器罐分離出的天然氣作為加熱爐燃料，可大大節(jié)約成本；加熱爐以煤、氣、油均可作為燃料，并可給多座儲油罐同時加熱節(jié)省地方且易于管理，通過在換熱器底部設有原油進罐擴散器，能使進罐原油迅速、均勻分布于換熱器底部周圍，擴大接觸面，延長換熱時間，制造紊流，熱損小、熱效高，提高換熱效率。

附圖1是本實用新型的相變加熱爐的結構圖；附圖2是本實用新型的第一種技術方案的常壓儲油罐加熱流程示意圖；附圖3是本實用新型的第二種技術方案的承壓分離儲油罐加熱流程示意圖。上圖中罐座A、罐體B、上換熱器C、下?lián)Q熱器D、原油擴散器E、放油口 F、呼吸口 G、 相變加熱爐H、安全閥I和分氣包J ；支座1、冷凝回水口 2、燃燒口 3、燃燒室4、外殼5、原油盤管6、液位計7、水蒸汽出口 8、煙箱9、煙囪10、上封頭11、原油出口 12、煙管13、原油進口 14、下封頭15、內筒16、爐排管17、封環(huán)18。
五具體實施方式
實施例1 結合附圖1-2，對本實用新型作進一步的描述本實用新型主要是由相變加熱爐H、儲油罐和管路系統(tǒng)三部組成，相變加熱爐通過管路系統(tǒng)連接儲油罐；所述的儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統(tǒng)由原油管線、氣管線、水汽循環(huán)管線、閥門組成，原油管線、氣管線鋪設于地基線下面；水汽循環(huán)管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。其中，常壓罐為臥式長方體，由罐座A、罐體B、上換熱器C、下?lián)Q熱器D、原油擴散器 E、放油口 F、呼吸口 G組成，罐體B固定在罐座A上，上換熱器C、下?lián)Q熱器D、原油擴散器E 分別固定在在罐體內中底部，呼吸口 G置于罐體的頂部。其中，相變加熱爐主要是由支座1、燃燒室4、外殼5、原油盤管6、煙箱9、煙囪10、 上封頭11、煙管13、下封頭15、內筒16、爐排管17、封環(huán)18組成，支座1的上部固定燃燒室 4，燃燒室4的外側固定內筒16，所述的燃燒室4通過煙管13、煙箱9與煙囪10連接，所述的煙管13的上下兩端分別固定于上封頭11和下封頭15，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼5、內筒16、上封頭11、下封頭15及封環(huán)18組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置于爐腔內，并螺旋纏繞在煙管周圍，爐排管17固定在燃燒室底部與爐腔相通。其中，燃燒室外部連接燃燒口 3，外殼的上下端分別固定冷凝回水口 2和水蒸汽出口 8與爐腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位計7并與爐腔相通。其工作原理是煤、天然氣或燃油在燃燒室燃燒產(chǎn)生高溫熱煙氣，熱煙氣以輻射、 傳導方式通過內筒、煙管加熱殼體中的超導熱媒使其高溫汽化，熱媒蒸汽滿足原油盤管加熱外，同時以真空超導傳熱方式進入儲油罐內的熱管換熱器，經(jīng)相變換熱后，以液態(tài)經(jīng)回流管線回到加熱爐殼體中，如此周而復始的工作，實現(xiàn)對儲油罐內油井產(chǎn)物的加熱。加熱爐與儲油罐為分體結構，其間距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》的安全規(guī)定。工作時利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環(huán)系統(tǒng)，且熱效達到或超過“火燒心”結構；所配套加熱爐結合水套爐和管式爐優(yōu)點，配有單井盤管，尤其爐膛采用水冷壁結構，爐排采用水冷管結構，不用耐火磚，更加體積小、重量輕，熱損小，熱效高。本加熱爐可煤、氣、油三種燃料同時燃燒。實施例2 結合附圖3，對本實用新型作進一步的描述另一種承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座A、罐體B、上換熱器C、下?lián)Q熱器D、原油擴散器E、放油口 F、安全閥I和分氣包J組成，罐體B固定在罐座A上，上換熱器C、下?lián)Q熱器D、原油擴散器E分別固定在在罐體內中底部，安全閥I和分氣包J置于罐體的頂部。本實用新型的優(yōu)點如下1、安全可靠，加熱爐與儲油罐間距> 15米，符合GB50183-2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》的安全用火規(guī)定；配有恒溫控制閥，可根據(jù)介質溫度，自動調節(jié)熱源大小。2、本系統(tǒng)適應性極廣，儲油罐可設計為常壓及承壓兩種形式，當油品含氣量大時， 用承壓容器罐分離出的天然氣作為加熱爐燃料，可大大節(jié)約成本；加熱爐以煤、氣、油均可作為燃料，并可給多座儲油罐同時加熱節(jié)省地方且易于管理。3、管理方便，利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)約管理成本；系統(tǒng)利用航天科技中真空相變超導高效傳熱技術，吸熱、傳熱快、效率高。4、因為設有單井加熱盤管，對進罐原油預熱，所以熱效更為顯著，且能降低井口回壓，增加原油產(chǎn)量。(由于單井盤管為水浴結構，相對于管式爐，能有效防止斷流干燒時因局部過熱發(fā)生結焦、爆管事故。)5、爐膛采用水冷壁結構，不用耐火磚，熱損小、熱效高。并且由于結構緊湊，體積小、重量輕，耗材量少，制造成本也低。爐排采用水冷管結構，不易燒壞。6、儲油罐換熱器為上下并聯(lián)分層結構，通過閥門控制，可同時或分別運行。當儲油高液位時，同時運行，能使上下層原油換熱均勻，速度加快，不留死角；當儲油低液位時，可關閉上部閥門，集中對下部原油有效加熱，可減低熱損，不做無用功，使換熱更快。7、在換熱器底部設有原油進罐擴散器，能使進罐原油迅速、均勻分布于換熱器底部周圍，擴大接觸面，延長換熱時間，制造紊流，提高換熱效率。
權利要求1.一種自然循環(huán)相變加熱儲油罐，其特征是主要是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統(tǒng)三部組成，相變加熱爐通過管路系統(tǒng)連接儲油罐；所述的儲油罐可以為常壓罐或承壓分離罐兩種；所述的管路系統(tǒng)由原油管線、氣管線、水汽循環(huán)管線組成，原油管線、氣管線鋪設于地基線下面；水汽循環(huán)管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。
2.根據(jù)權利要求1所述的自然循環(huán)相變加熱儲油罐，其特征是所述的相變加熱爐主要是由支座(1)、燃燒室⑷、外殼(5)、原油盤管(6)、煙箱(9)、煙囪(10)、上封頭(11)、煙管(13)、下封頭(15)、內筒(16)、爐排管(17)、封環(huán)(18)組成，支座(1)的上部固定燃燒室 G)，燃燒室⑷的外側固定內筒(16)，所述的燃燒室⑷通過煙管(13)、煙箱(9)與煙囪 (10)連接，所述的煙管(1 的上下兩端分別固定上封頭(11)和下封頭(15)，底座與煙箱之間通過外殼固定，由外殼(5)、內筒(16)、上封頭(11)、下封頭(15)及封環(huán)(18)組成相對密閉的水溶爐腔，原油盤管置于爐腔內，并螺旋纏繞在煙管周圍，爐排管(17)固定在燃燒室底部與爐腔相通。
3.根據(jù)權利要求1所述的自然循環(huán)相變加熱儲油罐，其特征是所述的常壓罐為臥式長方體，由罐座(A)、罐體(B)、上換熱器(C)、下?lián)Q熱器(D)、原油擴散器(E)、放油口(F)、呼吸口(G)組成，罐體(B)固定在罐座(A)上，上換熱器(C)、下?lián)Q熱器(D)、原油擴散器(E) 分別固定在在罐體內中底部，呼吸口(G)置于罐體的頂部。
4.根據(jù)權利要求1所述的自然循環(huán)相變加熱儲油罐，其特征是所述的承壓分離罐為臥式圓柱體，由罐座(A)、罐體(B)、上換熱器(C)、下?lián)Q熱器(D)、原油擴散器(E)、放油口 (F)、安全閥(I)和分氣包(J)組成，罐體(B)固定在罐座(A)上，上換熱器(C)、下?lián)Q熱器 (D)、原油擴散器(E)分別固定在罐體內中底部，安全閥(I)和分氣包(J)置于罐體的頂部。
專利摘要本實用新型涉及一種自然循環(huán)相變加熱儲油罐。其技術方案是由相變加熱爐、儲油罐和管路系統(tǒng)三部組成，相變加熱爐通過管路系統(tǒng)連接儲油罐；儲油罐有常壓罐或承壓分離罐兩種形式；所述的管路系統(tǒng)由原油管線、氣管線、水汽循環(huán)管線組成，原油管線、氣管線鋪設于地基線下面；水汽循環(huán)管線從空中架設，分上下兩層，上部為高溫水汽進罐管線，下部為冷凝回水管線。工作時利用相變換熱，自然回流，不需用熱水泵等強制循環(huán)系統(tǒng)，且熱效達到或超過“火燒心”結構；所配套加熱爐結合水套爐和管式爐優(yōu)點，配有單井盤管，尤其爐膛采用水冷壁結構，爐排采用水冷管，不用耐火磚，更加體積小、重量輕，熱損小，熱效高，本加熱爐可煤、氣、油三種燃料同時燃燒。
文檔編號B65D88/74GK202138751SQ20112010629
公開日2012年2月8日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2011年3月31日
發(fā)明者丁明慶, 劉凱, 劉榮志, 張子國, 潘敏勇, 許海峰 申請人:劉凱