无机导热元件在油田加热炉的应用技术研究
|
摘要
本文针对油田上油气集输工艺中广泛使用的火筒式原油加热炉进行了节能改造设计，提出了一种加热炉尾部改造的新方法。通过把具有高效传热性能的无机导热元件与传统的插管有机地布置于加热炉的烟管受热面上，形成了无机导热元件加热炉独特的双级传热机理，使得烟管低温区的换热明显增强。与传统的火筒式加热炉相比，无机导热元件加热炉热效率高，结构紧凑，造价低，经济效益十分显著。本文完成了1.74MW无机导热元件加热炉的设计工作，编写了通用的火筒式加热炉计算机设计程序和无机导热元件参数的优选程序，对无机导热元件加热炉和改造前的火筒式加热炉进行了简要的经济对比。无机导热元件加热炉突破了传统的结构模式，有效地强化了低温传热，经济效益明显，很有应用价值。
Energy saving reform about fire tube heating-furnace using widely on oil fields studied in this paper. A new method to reform the furnace flue tubes is investigated . Through laying up Inorganic element conduct heat on flue tubes , the heat transfer capabilaty of flue tubes in low temperature zone is greatly strengthen. Comperating with fire tube heating furnace , the efficiency of Inorganic element conduct heat heating furnace is obviously higher , the structure is compacter , and the furnace producing cost is lower , the economic benefit is considerable. This paper contains the design calculation of 1. 74MW Inorganic element conduct heat heating furnace , and two computer programe: one is for fire tube heating furnace design , another is about the optimum seeking of Inorganic element conduct heat structural figures . Economic comparation between Inorganic element conduct heating-furnace and fire tube furnace is also briefly made in this paper.
Energy saving reform about fire tube heating-furnace using widely on oil fields studied in this paper. A new method to reform the furnace flue tubes is investigated . Through laying up Inorganic element conduct heat on flue tubes , the heat transfer capabilaty of flue tubes in low temperature zone is greatly strengthen. Comperating with fire tube heating furnace , the efficiency of Inorganic element conduct heat heating furnace is obviously higher , the structure is compacter , and the furnace producing cost is lower , the economic benefit is considerable. This paper contains the design calculation of 1. 74MW Inorganic element conduct heat heating furnace , and two computer programe: one is for fire tube heating furnace design , another is about the optimum seeking of Inorganic element conduct heat structural figures . Economic comparation between Inorganic element conduct heating-furnace and fire tube furnace is also briefly made in this paper.
引文
[1] 辽河油田设计研究院、东北工学院，热管加热炉经济效益报告，1990年
[2] 周陆等，油气集输，石油工业出版社，1984年
[3] 大庆油田建设设计研究院，脱水转油说明书(档案号：集-6791／明)，1984年
[4] 大庆油田采油六厂，1.74MW火简式原油加热炉制造图纸(档案号：制-9160／目)，1986年
[5] Eastman、G.Y.,The heatpipe, scient. American, VoL. 218, No. 5,1986年
[6] 美国：油气杂志，1992年1月
[7] 马同泽、候增棋等，热管，科学出版社，1983年
[8] Levy, E.K., Theoretical investigation of heat pipes operating at low vapolir press, J. Engng. Industry, VoL.90, No. 4, 1968年
[9] Basiulis. A. and plost, M. Waste heat utilization through the lise of heatpipes, ASME paper 75-WA/HT-48, ASME Winter Annual Meeting, Houston,U.S.A, 1975年
[10] Heatpipe-Based Heat Exchangers for Low- potential Heat Utilization, Heat Transfer-soviet Research, VoL. 19, No. 1, January-February, 1987年
[11] 应用热管、节约能源，我国第一届热管会议资料，哈尔滨，1983年
[12] 兰州石油机械研究所，换热器，烃加工出版社，1990年
[13] 方彬、白文彬，锅炉和窑炉节能热管换热器，哈尔滨工业大学出版社，1985年
[14] 热管换热器设计中最佳冷、热段长度比的通用公式，工程热物理学报，VoL.7，No.4，1991年
[15] (日)高效热交换数据手册编委会，高效热交换数据手册(付尚信、郎透译)，机械工业出版社，1987年
[16] 张维华、栗立业译，提高加热炉的热效率，Foreign oil field engineering, Vol. 7, No. 4, 1991年
[17] 赵树言，油田加热炉的节能途径，油田地面工程，VoL.2，No.3，1983年
[18] 郎述、乔中复、尚国深，热管技术与应用，辽宁科技出版社，1984年
[19] 许志键，钢—水热管在中小型加热炉上的应用，炼油设计，No.1，1986年
[20] 姜维刚，加热炉对流炉管的低温露点腐蚀，油气储运，VoL.10，No.5，oct.1991年
[21] (美)F.coyne Prenger(王礼建译)，重力辅助热管的工作极限，第五届国际热管会议论文集，1984年
[22] 勒明聪、陈国远，热管及热管换热器，重庆大学出版社，1988年
[23] 范治新，工程传热原理，化学工业出版社，1982年
[24] E.U.施林德尔主编(联邦德国)，换热器设计手册(第二卷)，机械工业出版社，1989年
[25] 尾花英朗，热交换器设计手册，烃加工出版社，1987年
[26] 大庆油田建设设计研究院，火筒式加热炉工艺计算方法(标准号ZH13-90)，1990年
[27] 方彬、白文彬，锅炉和窑炉节能热管换热器，哈尔滨工业大学出版社，1985年
[28] 李寒亭、华诚生，热管设计与应用，化学工业出版社，1987年
[29] 大庆油田建设设计研究院，1.74MW火筒式原油加热炉计算书，1986年
[30] 范饮珊，压力容器的应力分析与强度设计，原子能出版社，1977年
[31] 王心明，工程压力容器设计与计算，国防工业出版社，1986年
[32] S.S吉尔(美)(籍获、历掌轼译)，压力容器及翼部件的应力分析，原子能出版社，1975年
[33] 石油工业部、化学工业部、机橄工业部，钢制压力容器设计规定，化学工业出版社，1982年
[34] 江西省机械工程学会压力容器分会，锅炉压力容器技术标准规程汇编(上、下册)，1988年
[35] 大庆油田建设设计研究院，100万千卡／时水套加热炉研究试验总结报告，1982年。
[36] 沈幼庭、何锦英，热力系统及设备最优化，机械工业出版社，1983年
[37] 弗垃维奥．多布兰等(王礼键主译)，热管技术的应用与发展，第五、六、七届国际热管会议论文集，广西师范大学出版社。1991年
[38] 杨世铭，传热学，高等教育出版社，1979年
[39] (美)W.M.罗森诺等主编，传热学手册(下)，科学出版社，1987年
[40] 赵翔、任有中，锅炉课程设计，水力电力出版社，1989年
[41] Honda I.IimukaT.Shimoda H.(易德明译)，钢一水热管中腐蚀现象的研究，第五届国际热管会议论文集，1984年
[42] Fenske,C.W., Distortion of Steel Tanks due to Settlement of their Walls-Discussion, Journal of Geotechnical Engineering-ASCE, Vol, 117, No 9, 1991, pp 1442-1443
[43] Fenske, C.W., Differential Settlements in Steel Tanks-Discussion Journal of Geotechnical Engineering-ASCE, Vol. 115, No. 7, 1989, pp, 1032-1035
[44] Fischer F,D., and Seeber, R., Dynamic Response of Vertically Excited Liquid Storage Tanks Considering Liquid-Soil-Interaction, Journal of Earthquake Engineering and Structrueal Dynamics, Vol. 16, No. 3, April 1988, pp. 329-342.
[45] Fujita, K., Flow-Induced Vibration and Structure Interaction in Nuclear Power Plant Components, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 33, No, 1-2, March 1990, pp. 405-418.
[46] Gladwell, G.L.M., contact Problems in the Classical Theory of Elasticity, Shithoff& Noordhoff, Alphen aan den Rijn, 1980.
[47] Glowinski, R., Lions, J.L., and Tremolieres, R., Numerical Analysis of Variational Inequalities, North-Holland, Amsterdam, 1981.
[2] 周陆等，油气集输，石油工业出版社，1984年
[3] 大庆油田建设设计研究院，脱水转油说明书(档案号：集-6791／明)，1984年
[4] 大庆油田采油六厂，1.74MW火简式原油加热炉制造图纸(档案号：制-9160／目)，1986年
[5] Eastman、G.Y.,The heatpipe, scient. American, VoL. 218, No. 5,1986年
[6] 美国：油气杂志，1992年1月
[7] 马同泽、候增棋等，热管，科学出版社，1983年
[8] Levy, E.K., Theoretical investigation of heat pipes operating at low vapolir press, J. Engng. Industry, VoL.90, No. 4, 1968年
[9] Basiulis. A. and plost, M. Waste heat utilization through the lise of heatpipes, ASME paper 75-WA/HT-48, ASME Winter Annual Meeting, Houston,U.S.A, 1975年
[10] Heatpipe-Based Heat Exchangers for Low- potential Heat Utilization, Heat Transfer-soviet Research, VoL. 19, No. 1, January-February, 1987年
[11] 应用热管、节约能源，我国第一届热管会议资料，哈尔滨，1983年
[12] 兰州石油机械研究所，换热器，烃加工出版社，1990年
[13] 方彬、白文彬，锅炉和窑炉节能热管换热器，哈尔滨工业大学出版社，1985年
[14] 热管换热器设计中最佳冷、热段长度比的通用公式，工程热物理学报，VoL.7，No.4，1991年
[15] (日)高效热交换数据手册编委会，高效热交换数据手册(付尚信、郎透译)，机械工业出版社，1987年
[16] 张维华、栗立业译，提高加热炉的热效率，Foreign oil field engineering, Vol. 7, No. 4, 1991年
[17] 赵树言，油田加热炉的节能途径，油田地面工程，VoL.2，No.3，1983年
[18] 郎述、乔中复、尚国深，热管技术与应用，辽宁科技出版社，1984年
[19] 许志键，钢—水热管在中小型加热炉上的应用，炼油设计，No.1，1986年
[20] 姜维刚，加热炉对流炉管的低温露点腐蚀，油气储运，VoL.10，No.5，oct.1991年
[21] (美)F.coyne Prenger(王礼建译)，重力辅助热管的工作极限，第五届国际热管会议论文集，1984年
[22] 勒明聪、陈国远，热管及热管换热器，重庆大学出版社，1988年
[23] 范治新，工程传热原理，化学工业出版社，1982年
[24] E.U.施林德尔主编(联邦德国)，换热器设计手册(第二卷)，机械工业出版社，1989年
[25] 尾花英朗，热交换器设计手册，烃加工出版社，1987年
[26] 大庆油田建设设计研究院，火筒式加热炉工艺计算方法(标准号ZH13-90)，1990年
[27] 方彬、白文彬，锅炉和窑炉节能热管换热器，哈尔滨工业大学出版社，1985年
[28] 李寒亭、华诚生，热管设计与应用，化学工业出版社，1987年
[29] 大庆油田建设设计研究院，1.74MW火筒式原油加热炉计算书，1986年
[30] 范饮珊，压力容器的应力分析与强度设计，原子能出版社，1977年
[31] 王心明，工程压力容器设计与计算，国防工业出版社，1986年
[32] S.S吉尔(美)(籍获、历掌轼译)，压力容器及翼部件的应力分析，原子能出版社，1975年
[33] 石油工业部、化学工业部、机橄工业部，钢制压力容器设计规定，化学工业出版社，1982年
[34] 江西省机械工程学会压力容器分会，锅炉压力容器技术标准规程汇编(上、下册)，1988年
[35] 大庆油田建设设计研究院，100万千卡／时水套加热炉研究试验总结报告，1982年。
[36] 沈幼庭、何锦英，热力系统及设备最优化，机械工业出版社，1983年
[37] 弗垃维奥．多布兰等(王礼键主译)，热管技术的应用与发展，第五、六、七届国际热管会议论文集，广西师范大学出版社。1991年
[38] 杨世铭，传热学，高等教育出版社，1979年
[39] (美)W.M.罗森诺等主编，传热学手册(下)，科学出版社，1987年
[40] 赵翔、任有中，锅炉课程设计，水力电力出版社，1989年
[41] Honda I.IimukaT.Shimoda H.(易德明译)，钢一水热管中腐蚀现象的研究，第五届国际热管会议论文集，1984年
[42] Fenske,C.W., Distortion of Steel Tanks due to Settlement of their Walls-Discussion, Journal of Geotechnical Engineering-ASCE, Vol, 117, No 9, 1991, pp 1442-1443
[43] Fenske, C.W., Differential Settlements in Steel Tanks-Discussion Journal of Geotechnical Engineering-ASCE, Vol. 115, No. 7, 1989, pp, 1032-1035
[44] Fischer F,D., and Seeber, R., Dynamic Response of Vertically Excited Liquid Storage Tanks Considering Liquid-Soil-Interaction, Journal of Earthquake Engineering and Structrueal Dynamics, Vol. 16, No. 3, April 1988, pp. 329-342.
[45] Fujita, K., Flow-Induced Vibration and Structure Interaction in Nuclear Power Plant Components, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 33, No, 1-2, March 1990, pp. 405-418.
[46] Gladwell, G.L.M., contact Problems in the Classical Theory of Elasticity, Shithoff& Noordhoff, Alphen aan den Rijn, 1980.
[47] Glowinski, R., Lions, J.L., and Tremolieres, R., Numerical Analysis of Variational Inequalities, North-Holland, Amsterdam, 1981.