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。