一种水套炉温控燃烧装置的制作方法

1.本实用新型属于油井井场换热设备技术领域，尤其涉及一种水套炉温控燃烧装置。


背景技术：

2.作为油井井场中的重要换热设备，水套炉可实现对油井产出液的加热降粘处理。具体的，燃料自燃烧室中燃烧后产生的热能以辐射、对流等传热形式传给水套中的液体（水）；而后，水以及水蒸气进一步将热量传递给油盘管中的油井产出液，最终实现对油井产出液的间接加热。
3.然而在实际运转过程中，发明人发现：现有油井生产现场所使用的水套加热炉其工作温度较难控制。由于油井井场出液量并不规律，加热温度过低会导致燃烧室中燃烧不彻底，从而产生尾气nox含量超标、黑烟污染，甚至降粘程度不足等缺点；而加热温度过高则会导致开锅频发，造成水套中水消耗过快，进而引起回压过高，管线堵、穿孔等隐患。因此，亟待本领域技术人员提供一种可有效解决上述使用缺陷，加温可调可控的水套炉燃烧装置。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种水套炉温控燃烧装置，该水套炉温控燃烧装置实现了对套内水温的实时监测，并通过温度控制确保水温处于合理的范围内，从而最终实现水套炉温控燃烧装置的安全高效运行。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种水套炉温控燃烧装置，包括有：
7.水套炉主体；
8.水套炉主体的燃烧室内安装有盘形燃烧器；所述盘形燃烧器上连接设置有燃气管线与排烟管线；所述燃气管线上设置有燃气进气控制阀，所述排烟管线上设置有低氮催化燃烧室；所述低氮催化燃烧室上设有进气口端、出气口端，且通过引火棒与盘形燃烧器相接连；
9.所述引火棒上还安装有火焰电磁控制阀。
10.较为优选的，低氮催化燃烧室的进气口端处还安装有烟气进气径以及文丘里管；其中，烟气进气径的径孔自低氮催化燃烧室进气口端的外侧方向至内侧方向逐渐缩减，烟气进气径的外围设置有烟气回流径孔。
11.较为优选的，低氮催化燃烧室的出气口端处还安装有烟气回流孔板。
12.较为优选的，还包括有：控制单元、多个温度传感器以及火焰传感器；其中，多个温度传感器分布设置在水套炉主体内，火焰传感器设置在引火棒上；
13.所述控制单元中包括有mcu模块、4-20ma模拟量模块及驱动模块；其中，mcu模块选用型号为hc32l130j8ua-qfn48的芯片；4-20ma模拟量模块选用型号为gs8552-sr的芯片，且
与多个温度传感器通信接连；驱动模块选用型号为uln2002d的芯片，且与燃气进气控制阀、火焰电磁控制阀通信接连。
14.较为优选的，所述控制单元中还包括有：人机交互模块以及开关量输入模块；
15.其中，所述人机交互模块选用型号为tm1638的芯片；所述开关量输入模块选用型号为ltv-247的芯片，且与火焰传感器通信接连。
16.本实用新型提供了一种水套炉温控燃烧装置，该水套炉温控燃烧装置包括有盘形燃烧器、燃气管线、排烟管线、低氮催化燃烧室、多个温度传感器以及控制单元。具有上述结构特征的水套炉温控燃烧装置，可实现对套内水温的实时监测，从而确保将温度控制在合理的范围内，既保证正常加温，又不会引起过度加温烧开等问题出现，最终实现水套炉温控燃烧装置的安全高效运行。
附图说明
17.该附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
18.在下述附图中：
19.图1为本实用新型水套炉温控燃烧装置中的低氮催化燃烧室的结构示意图；
20.图2为本实用新型水套炉温控燃烧装置中控制单元的电器示意图；
21.附图标记：1、低氮催化燃烧室；100、排烟管线；101、烟气进气径；102、文丘里管；103、烟气回流径孔；104、烟气回流孔板。
具体实施方式
22.本实用新型提供了一种水套炉温控燃烧装置，该水套炉温控燃烧装置实现了对套内水温的实时监测，并通过温度控制确保水温处于合理的范围内，从而最终实现水套炉温控燃烧装置的安全高效运行。
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实用新型提供了一种水套炉温控燃烧装置，该水套炉温控燃烧装置包括有水套炉主体。在水套炉主体的燃烧室内安装有盘形燃烧器，盘形燃烧器上连接设置有燃气管线与排烟管线。其中，燃气管线用于向盘形燃烧器供给燃气，在燃气管线上还设置有燃气进气控制阀，该燃气进气控制阀用于控制供给燃气的流量（流速）。而排烟管线用于为盘形燃烧器提供排烟所需的通道，在排烟管线上还设置有低氮催化燃烧室，该低氮催化燃烧室用于对排烟管线所排出的烟气进行二次打烟处理，以期降低尾气中nox的含量。其上具体设有进气口端、出气口端，并通过引火棒与盘形燃烧器相接连。引火棒上安装有火焰电磁控制阀，该火焰电磁控制阀用于控制引火棒的火力大小。
25.作为本实用新型的一种较为优选的实施方式，如图1所示，低氮催化燃烧室的进气口端处还安装有烟气进气径以及文丘里管；其中，烟气进气径的径孔自低氮催化燃烧室进气口端的外侧方向至内侧方向逐渐缩减，烟气进气径的外围设置有烟气回流径孔。值得注意的是，文丘里管的进气侧位于烟气进气径喷嘴对应位置处，且与烟气进气径的中心线对
齐，使得排烟管线排出的烟气在文丘里管内同时收到烟气进气径、烟气回流径孔（因其形状所产生）的扰动作用，从而形成气旋并利于该排出烟气的二次打烟处理。此外，在低氮催化燃烧室的出气口端处，还进一步安装有烟气回流孔板，该烟气回流孔板用于防止二次打烟处理后产生的尾气再次回流至文丘里管内，影响其处理效率。
26.进一步的，作为本实用新型的一种较为优选的实施方式，本实用新型提供的水套炉温控燃烧装置中还包括有：控制单元、多个温度传感器以及火焰传感器。如图2所示，其中，温度传感器分布设置在水套炉主体内，用以实时收集水套炉主体内各处温度值。火焰传感器则设置在引火棒上，用以实时检测引火棒火焰燃烧情况。
27.控制单元优选包括有如下单元，具体的，如图2所示，控制单元包括有mcu模块、4-20ma模拟量模块、驱动模块、人机交互模块以及开关量输入模块。其中，mcu模块选用型号为hc32l130j8ua-qfn48的芯片。具体的，该hc32l130j8ua-qfn48芯片为由华大半导体有限公司制备的32位cpu，其具备灵活的功耗管理系统和超低的功耗性能，配置有64k字节flash存储器、8k字节ram存储器、通用i/o引脚、时钟、晶振、定时器/计数器，具备有12位1msps采样的高速高精度saradc，内置运放，可测量外部微弱信号；并且集成有3个多功能运算放大器、6位dac和可编程基准输入的2路vc以及低电压侦测器。
28.4-20ma模拟量模块选用型号为gs8552-sr的芯片，且与多个温度传感器通信接连。具体的，该gs8552-sr芯片为由聚洵半导体科技(上海)有限公司制备的高精双通道运放，其具备如下特征：增益带宽积（gbp）：1.8mhz；放大器组数：2；运放类型：zero-drift；各通道功耗：180ua；压摆率（sr）：0.95v/us；电源电压：1.8v~5.5v。
29.驱动模块选用型号为uln2002d的芯片，且与燃气进气控制阀、火焰电磁控制阀通信接连。具体的，该uln2002d芯片属于一种达林顿晶体管，其可提供高电压、高电流开关阵列，其包含有多个开路集电极复合晶体管对和一体式抑制二极管。每个输出的高电流额定值为500ma或更高。输入是与输出相反的引脚，采用ic封装，用于简化应用板布局。接口为标准逻辑电平，用于ttl或cmos。
30.人机交互模块选用型号为tm1638的芯片。具体的，该tm1638芯片为由深圳天微电子有限公司所制备的按键数码管驱动芯片。其具备有如下特征：采用cmos工艺，显示模式为10段
×
8位，键扫描为8
×
3bit，辉度调节电路（占空比8级可调），串行接口包括有clk，stb，dio，振荡方式为rc振荡；内置有上电复位电路；封装形式为：sop28。
31.开关量输入模块选用型号为ltv-247的芯片，且与火焰传感器通信接连。具体的，该ltv-247芯片为由台湾亿光有限责任公司所制备的晶体管输出光电耦合器。其具备如下特征：输入正向电流50ma，输入功耗功率70mw，脉冲正向电流1a，接头温度125摄氏度，输出集电极发射极电压80v，输出发射极集电极电压7v，输出集电极电流50ma，输出功耗功率100mw，输出接头温度125℃，总功耗功率170mw，隔离电压3750v，工作温度-55℃~ 110℃，储存温度-55℃~ 150℃，pcb板焊接温度260摄氏度，ltv-247电流传输比ctr100%~600%。
32.需要补充说明的一点是，通过4-20ma模拟量模块可实时将温度传感器收集到的温度数据传输至mcu模块处进行处理（mcu模块上设置有温控的上下限值）；同样的，通过火焰传感器，开关量输入模块可实时监测引火棒的火焰燃烧状况，并在火焰燃烧发生变化时（例如：熄火）进行开关量触发。mcu模块产生驱动控制信号，并由驱动模块对燃气进气控制阀、火焰电磁控制阀进行开/关控制，最终实现对燃气管线的燃气流量以及引火棒火力大小的
自动化控制。而人机交互模块则用于实现对温控上下限值、温控时长等水套炉温控燃烧装置控制参数的调整，从而确保水套炉温控燃烧装置始终运行在合理的温度范围内。
33.此外，作为一种可选的实施方式，可进一步通过rs485通信电缆等将控制单元与远程数据控制中心进行通讯互联，从而实现对本水套炉温控燃烧装置的数据通讯、远程控制等操作。
34.本实用新型提供了一种水套炉温控燃烧装置，该水套炉温控燃烧装置包括有盘形燃烧器、燃气管线、排烟管线、低氮催化燃烧室、多个温度传感器以及控制单元。具有上述结构特征的水套炉温控燃烧装置，可实现对套内水温的实时监测，从而确保将温度控制在合理的范围内，既保证正常加温，又不会引起过度加温烧开等问题出现，最终实现水套炉温控燃烧装置的安全高效运行。
35.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。