專利名稱：熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煙氣重油加熱器，利用工業爐窯排煙的熱量加熱重油，節約蒸汽和電力；降低重油黏度，改善霧化效果，節約重油。
背景技術：
為使重油燃燒時達到理想的霧化效果，需對重油進行加熱以降低重油的黏度。傳統加熱重油方法是利用蒸汽加熱或者電加熱，浪費二次能源；另一方面，由于原油的深加工使重油黏度增大，須進一步提高重油的加熱溫度才能使重油達到良好的霧化效果，而飽和蒸汽溫度受飽和壓力制約一般無法滿足重油加熱溫度進一步提高的要求，須在蒸汽加熱器后再串接電加熱器。煙氣重油加熱器可以容易地將重油加熱溫度提高到理想的溫度水平，由于使用煙氣廢熱為加熱熱源，達到零成本運行。
現有的煙氣重油加熱器存在不足之處在于重油的加熱溫度非常不穩定，隨引煙機的頻繁啟停而波動，其溫度波動范圍達±5～10℃，影響使用現場的油壓穩定和燒嘴的燃燒穩定，而利用變頻調速裝置控制引煙機轉速的方法雖可使重油加熱溫度趨于平穩，但設備的投資相對較大，由于引煙機的功率一般都很小，使用變頻調速裝置不經濟。另外，加熱罐的綜合傳熱系數不高，加熱罐的體積較大，出加熱罐的排煙溫度高，影響引風機的正常運轉。
發明內容
針對現有煙氣重油加熱器存在的重油加熱溫度不穩定、溫度波動范圍大、采用變頻調速裝置成本高以及加熱罐的綜合傳熱系數不高問題，本實用新型提供了熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器。通過熱負荷恒溫控制裝置，可實現熱負荷的無級調溫，使重油加熱溫度穩定不波動，而控制裝置中只有一個溫度檢測點和一個電動調節閥，控制簡單成本低。
根據熱平衡基本原理，在單位時間內煙氣帶入加熱罐中的熱量等于該時刻重油從加熱罐中獲得的熱量與煙氣從加熱罐排出時(包括其他熱損失)帶走的熱量之和，當煙氣從加熱罐中排出時帶走的熱量忽略不計時(在使用現場中此項無實際意義)，重油從加熱罐中獲得的熱量與煙氣帶入加熱罐中的熱量成正比；另一方面，當煙氣管道阻力特性一定時，引煙機的風量也一定，此時，煙氣帶入加熱罐中的熱量與進入加熱罐的煙氣溫度成正比，所以，實時控制煙氣進入加熱罐時的溫度，也就控制了煙氣進入加熱罐時帶入的熱量，從而控制重油的加熱溫度。工業爐窯排煙溫度是一個無法控制的隨機參數，但煙氣進入加熱罐時的溫度卻由進入煙管的流量和兌入冷風流量的比例決定。引煙機為負壓工作狀態，兌入冷風閥在靠近引煙機的一側，比進煙管在煙氣取煙口位置上有較大的壓力差，所以，在引煙機引風量一定時，控制兌入冷風閥的開啟度就能控制煙氣流量和兌入冷風流量的比例。即不管煙氣實際溫度是多少，只要是在規定的煙氣溫度范圍內，都可以通過控制兌冷風電動閥的開啟度來使煙氣帶入加熱罐中的熱量滿足加熱重油所需的熱量。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在加熱罐的進煙管道上串連一個熱負荷恒溫控制裝置，在重油出口位置上安裝溫度檢測儀表，溫度檢測儀表和熱負荷恒溫控制裝置之間通過儀表控制箱連接。熱負荷恒溫控制裝置由熱負荷調節裝置本體、不銹鋼斜口管、兌冷風電動調節閥和煙氣流量調節閥組成。若重油出口溫度高于油溫設定值時，控制儀表逐漸打開兌冷風電動調節閥，使混合煙溫降低，帶入的熱量減少；若重油出口溫度低于油溫設定值時，控制儀表逐漸關閉兌冷風電動調節閥，使混合煙溫提高，帶入的熱量增加，從而在任意時刻煙氣帶入的熱量始終滿足重油加熱所需的熱量。另外，加熱罐采用逆流換熱結構，即重油入口和煙氣入口在同一側，重油出口和煙氣出口在另一側，使重油的加熱升溫平穩不波動；加熱罐中的加熱管為翅片管，管內有不銹鋼插入件，煙氣在管內流動，重油在管外流動，加熱罐內有重油折流板，大大提高了綜合傳熱系數，使加熱罐體積小，出加熱罐的排煙溫度低，提高了傳熱效率，改善了引風機的工作條件。煙氣流量調節閥用于調整煙氣流量，保證兌冷風電動調節閥工作在最佳的工作點。
本實用新型的有益效果是，重油出口溫度穩定不波動，控制精度高，動態特性好，加熱罐體積小，儀表控制簡單，制造成本低。除加熱重油外，熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器可用于的其他液體的加熱。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖一是熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器工作原理示意圖。
圖二是熱負荷調節裝置結構圖。
圖三是熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器罐體結構圖。
圖四是圖三的A-A圖。
圖中，1加熱罐，2進煙管，3出煙管，4進油管，5出油管，6翅片管，7插入件，8排污管，9絕熱層，10吊裝鉤，11支撐架，12溫度檢測點，13安全閥連接管，14電動調節閥，15儀表控制箱，16引煙機，17煙氣流量調節閥，18折流板，19不銹鋼斜口管，20熱負荷調節裝置本體。
在圖一中，熱煙氣經煙氣流量調節閥(17)與通過電動調節閥(14)兌入的冷風混合，混合后的煙氣由進煙管(2)進入加熱罐(1)中，從加熱罐中出來的冷煙氣經出煙管(3)由引煙機(16)排入煙道的下游；重油從進油口(4)進入到加熱罐中，被煙氣加熱后由出油管(5)送到爐前；儀表控制箱(15)根據溫度檢測點(12)實測值與溫度設定值比較的結果實時控制電動調節閥(14)的開啟度，保證煙氣帶入的熱量始終滿足重油加熱所需的熱量。煙氣流量調節閥(17)用于調整引煙機的工作點，確定合適的引煙量，使熱負荷調節裝置處于最佳工作狀態。不銹鋼斜口管(19)用于將兌入的冷風與高溫煙氣混合均勻。引煙機(16)安裝位置遠離加熱罐出口，加熱罐排煙管道上不絕熱。
在圖二中，不銹鋼斜口管(19)的管口面中心點與熱負荷調節裝置本體(20)的中軸線相交，電動調節閥位于熱負荷調節裝置本體(20)的側面，煙氣流量調節閥(17)位于沿煙氣流動方向上不銹鋼斜口管(19)位置的上游。熱負荷調節裝置用法蘭串連在距加熱罐煙氣入口處大于5000mm的煙氣直線管道上，裝置上有煙氣流量調節閥的一端朝向來煙方向。
在圖三中，進煙管(2)、出煙管(3)分別與加熱罐(1)兩端焊接。翅片管的基管為無縫鋼管，其中的插入件為麻花型不銹鋼件。
在圖四中，出油管的直徑要大于進油管大直徑。
權利要求1.熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器由加熱罐、引煙機和控制儀表組成，其特征是在煙氣進口管道上設置一個熱負荷調節裝置，在重油出口管道上有一個溫度檢測儀表，熱負荷調節裝置與溫度檢測儀表之間用控制箱連接；根據重油出口溫度實側值與重油溫度設定值之間的偏差值實時控制熱負荷調節裝置中的兌冷風電動調節閥開啟度，使混合后進入加熱罐中的煙氣所帶入的熱量始終滿足加熱重油所需要的熱量，重油出口溫度穩定不波動。
2.根據權利要求1所述的熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器，其特征是熱負荷調節裝置由裝置本體、兌冷風電動調節閥、不銹鋼斜口管和煙氣流量調節閥組成，不銹鋼斜口管為一根帶有90°彎頭的、其一端管口為斜面口的管子，斜面口一端插入熱負荷調節裝置中，其斜口面中心點與熱負荷調節裝置本體的中軸線相交，管子的另一端與電動調節閥連接；煙氣流量調節閥位于熱負荷調節裝置中沿煙氣流動方向上不銹鋼斜口管位置的上游；熱負荷調節裝置兩端有連接法蘭。
3.根據權利要求1所述的熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器，其特征是加熱罐為逆流換熱形式，罐內煙氣加熱管為翅片管，管內有不銹鋼插入件；重油在翅片管外流動，油罐內有重油折流板，油罐的底部有排污管。
專利摘要熱負荷控制式煙氣重油恒溫加熱器根據熱平衡原理和引煙機負壓工作特性，在煙氣入口管道上設計一個熱負荷調節裝置，該裝置由裝置本體、兌冷風電動調節閥、不銹鋼斜口管和煙氣流量調節閥組成。根據重油出口溫度的實測值與重油溫度設定值的偏差值實時控制兌冷風電動調節閥的開啟度，即根據溫度偏差值實時調整兌入的冷風量，使冷、熱煙氣混合后帶入加熱罐中的熱量始終滿足該工況下加熱重油所需要的熱量。另一方面，加熱罐采用逆流換熱結構，加熱管為翅片管，管內有不銹鋼插入件，使重油的加熱溫度穩定不波動，控制精度高，控制簡單成本低。
文檔編號F23K5/20GK2602276SQ0320167
公開日2004年2月4日 申請日期2003年1月18日 優先權日2003年1月18日
發明者王霽 申請人:王霽