CN104006688A - 热管式节能器及换热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种热管式节能器，包括：烟箱1、导热管2和换热管3；所述烟箱1左右两侧开有锥形低温烟气出口6和锥形高温烟气进口7；所述导热管2包含：热管吸热段21和热管放热段22，热管吸热段21布置在所述烟箱1内部，热管放热段22布置在所述换热管3内部与油气水介质接触；所述换热管3左右两侧开有冷介质进口4和热介质出口5。本发明的热管式节能器，换热效率高、体积小、安装方便，可以有效的降低高温烟气的温度，减少加热炉的热量损失，克服了露点腐蚀问题，提高的了设备的运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及油田加工领域，特别涉及一种热管式节能器，还涉及一种热管式换热方法。
背景技术
随着油田的不断开采，油田采出液的含水率不断升高，油质开始下降，为了获得满足使用要求的原油，加热炉是油田生产的重要设备，也是企业的耗能大户，每年企业都要为加热炉付出一大笔燃气费用。目前，油田上使用的加热炉排出的烟气温度高，造成大量的热量损失，致使加热炉的热效率低，能源消耗大，不利于节能减排。
发明内容
本发明提供了一种热管式节能器及换热方法，利用超导热管进行传热，箱体采用变截面结构，可以有效减低烟气排放带来的热量损失，提高加热炉的热效率，防止露点腐蚀现象。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种热管式节能器，包括：烟箱1、导热管2和换热管3；
所述烟箱1左右两侧开有锥形低温烟气出口6和锥形高温烟气进口7；
所述导热管2包含：热管吸热段21和热管放热段22，热管吸热段21布置在所述烟箱1内部，热管放热段22布置在所述换热管3内部与油气水介质接触；
所述换热管3左右两侧开有冷介质进口4和热介质出口5。
可选地，所述烟箱1为变截面结构。
可选地，所述热管吸热段21的壁面呈皱褶状。
可选地，所述换热管3两端设有冷介质进口4和热介质出口5，油气水介质从冷介质进口4进入换热管3，经过加热后的油气水介质从热介质出口5流出，冷介质进口4同所述的低温烟气出口6的结构位置相同，热介质出口5同所述的高温烟气进口7的结构位置相同，油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反。
可选地，所述导热管2为超导热管。
本发明还提供了一种热管式换热方法，基于一热管式节能器，所述热管式节能器包括烟箱、导热管和换热管，包括以下步骤：
步骤(a)，将高温烟气从烟箱的高温烟气进口引入，从低温烟气出口排出；
步骤(b)，通过导热管在所述烟箱和换热管之间进行换热，具体为，导热管的热管吸热段布置在烟箱内并吸收高温烟气的热量，导热管的热管放热段布置在换热管中并与油气水介质接触，油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反。
可选地，步骤(a)中，所述烟箱为变截面结构。
可选地，步骤(b)中，热管吸热段的壁面呈皱褶状。
本发明的有益效果是：
(1)换热效率高、体积小、安装方便，可以有效的降低高温烟气的温度，减少加热炉的热量损失；
(2)克服了露点腐蚀问题，提高的了设备的运行稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明热管式节能器的正视结构示意图；
图2为本发明热管式节能器的侧视结构示意图；
图3为图1中热导管的结构示意图；
图4为本发明热管式节能器的系统装配示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，本发明的热管式节能器，包含烟箱1、导热管2和换热器3。
烟箱1两侧开有锥形的高温烟气进口7和锥形低温烟气出口6；烟箱1整个箱体采用变截面结构，可以保证高温烟气等速通过节能器，有效的防止积灰，达到自清灰的目的，烟阻小，无需增加引风设备。
导热管2包含热管吸热段21和热管放热段22，热管吸热段21布置在所述烟箱1内部，热管放热段22布置在所述换热管3内部与油气水介质接触；热管吸热段21壁面呈皱褶状，其与高温烟气接触，热管放热段22与被加热的油气水介质接触，当热流体经过导热管2时，其工质发生相变，将热量存储起来，再传到被加热的油气水介质中；导热管2在传热时，热流体要通过热管吸热段21和热管放热段22，热量才能传到被加热介质中，此过程为二次间壁换热过程，由于热管吸热段21和热管放热段22同时破坏的几率低，所以设备的运行可靠性高。
导热管2采用超导热管，超导热管的导热性高、均温特性好、热密度可调、传热方向可逆，利用超导热管的工质相变来实现传热，无需外加引风设备。
换热器3两端分别为冷介质进口4和热介质出口5，其结构方位与烟箱2中的低温烟气出口6和高温烟气进口7的结构位置相同。被加热的油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反，两者形成逆流，可以保证传热效率最高。
工作时，高温烟气进口7与加热炉9的加热炉排烟口10相连，低温烟气出口6与烟囱8相连，热介质出口5与加热炉的介质入口11相连。从加热炉排烟口10出来的高温烟气通过高温烟气进口7进入节能器；在烟箱1内，高温烟气与热管吸热段21接触，导热管2被加热，热管工质发生相变，吸收高温烟气中的热量，通过热管放热段22传到换热管3里的被加热的油气水介质中，被加热的油气水介质在换热管3中的流动方向与高温烟气在烟箱1的流动方向相反，从而形成逆流，这样提高了导热管的传热效率，高温烟气经过烟箱1后温度降低，最后通过低温烟气出口6进入烟囱8。
本发明还提供了一种热管式换热方法，基于一热管式换热器，所述热管式换热器包括烟箱、导热管和换热管，包括以下步骤：
步骤(a)，将高温烟气从烟箱的高温烟气进口引入，从低温烟气出口排出；
步骤(b)，通过导热管在所述烟箱和换热管之间进行换热，具体步骤为，导热管的热管吸热段布置在烟箱内并吸收高温烟气的热量，导热管的热管放热段布置在换热管中并与油气水介质接触，油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反。
优选地，上述步骤(a)中，所述烟箱为变截面结构。变截面结构的箱体可以保证高温烟气等速通过节能器，有效的防止积灰，达到自清灰的目的，烟阻小，无需增加引风设备。
优选地，上述步骤(b)中，热管放热段的壁面呈皱褶状，增大热管放热段与高温烟气的接触面积，增大换热效率。
本发明的热管式节能器及换热方法，换热效率高、体积小、安装方便，可以有效的降低高温烟气的温度，减少加热炉的热量损失，克服了露点腐蚀问题，提高的了设备的运行稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种热管式节能器，其特征在于，包括：烟箱(1)、导热管(2)和换热管(3)；
所述烟箱(1)左右两侧开有锥形低温烟气出口(6)和锥形高温烟气进口(7)；
所述导热管(2)包含：热管吸热段(21)和热管放热段(22)，热管吸热段(21)布置在所述烟箱(1)内部，热管放热段(22)布置在所述换热管(3)内部与油气水介质接触；
所述换热管(3)左右两侧开有冷介质进口(4)和热介质出口(5)。
2.如权利要求1所述的热管式节能器，其特征在于，所述烟箱(1)为变截面结构。
3.如权利要求1所述的热管式节能器，其特征在于，所述热管吸热段(21)的壁面呈皱褶状。
4.如权利要求1所述的热管式节能器，其特征在于，所述换热管(3)两端设有冷介质进口(4)和热介质出口(5)，油气水介质从冷介质进口(4)进入换热管(3)，经过加热后的油气水介质从热介质出口(5)流出，冷介质进口(4)同所述的低温烟气出口(6)的结构位置相同，热介质出口(5)同所述的高温烟气进口(7)的结构位置相同，油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反。
5.如权利要求1所述的热管式节能器，其特征在于，所述导热管(2)为超导热管。
6.一种热管式换热方法，基于一热管式节能器，所述热管式换热器包括烟箱、导热管和换热管，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(a)，将高温烟气从烟箱的高温烟气进口引入，从低温烟气出口排出；
步骤(b)，通过导热管在所述烟箱和换热管之间进行换热，具体为，导热管的热管吸热段布置在烟箱内并吸收高温烟气的热量，导热管的热管放热段布置在换热管中并与油气水介质接触，油气水介质的流动方向与高温烟气的流动方向相反。
7.如权利要求6所述的一种热管式换热方法，其特征在于，步骤(a)中，所述烟箱为变截面结构。
8.如权利要求6所述的一种热管式换热方法，其特征在于，所述步骤(b)中，热管吸热段的壁面呈皱褶状。
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