一、设备结构
水套加热炉是为满足油田特殊需要而设计的一种专用加热设备主要用于油气集输系统过程中，将原油或天然气加热到工艺要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和初加工。
水套加热炉现场示意图
标准水套加热炉主要由水套、火筒、烟管、烟囱、走油盘管及燃气燃烧控制系统等组成（标准配置更安全、环保、高效）。
水套加热炉内部结构示意图
水套加热炉结构示意图 1、压力表；2、带调风门阻火器；3、燃烧器；4、鞍式支座；5、烟气出口管；6、烟火管；7、排污口；8、带法兰异径管；9、填料压盖；10、法兰盖；11、支承；12、水箱；13、水位计；14、筒体；15、气盘管；16、温度计管嘴；17、烟囱；18、烟箱。
水套：水套加热炉的外壳，将水套加热炉的盘管、火筒、烟管包容其中，水套炉的得名原因。
火筒：水套加热炉的炉膛。一般是用锅炉钢板卷制成的筒形结构，燃料经燃烧器喷入火筒内燃烧，使水套内的水加热。
烟火管：用单根钢管或多根无缝钢管和管板组焊而成的管束。它与火筒连接在一起，高温的烟气通过烟管从烟囱中排出而使水套内的水加温。
气盘管：也叫走油/气盘管，是由蛇形管组焊而成的来复管。介质通过其中时被水套里的热水和蒸汽加热。
烟囱：也叫烟火管，水套加热炉燃烧及排放烟气的管道。它由火筒和烟管组焊而成。
燃气燃烧控制系统：主要结构部件为控制器、燃烧器及其它附件（火焰探测器、探头等、稳压阀、电磁阀）。
水套加热炉燃气燃烧控制系统示意图
当可燃气体由控制程序控制进入燃烧器的燃烧头内，由一次风与可燃气体混合，点火燃烧，二次风助燃，实现充分燃烧。
二、设备原理及分类
1、水套炉加热原理
天然气燃烧器喷出的高温火焰直接加热烟火管，高温烟气向后流动，经烟气出口管进入烟箱，然后经烟囱排入大气。但烟火管和烟气出口管附近的水受热后因密度减小而上升，与气盘管接触传热后温度下降，又因密度增加而下沉，又被加热后又上升，如此不断循环，以加热气盘管内的天然气，达到提高天然气气流温度的目的。但要注意水套加热炉禁止超压使用，即气盘管内的天然气不能超过允许工作压力。
2、水套炉加热分类
（1）根据燃烧方式分为微正压和负压水套炉；
①微正压燃烧水套加热炉。燃烧器风机强制向炉膛供风，并配备白动程序点火与熄火保护装置。大部分采用平直或平直与波形组 合的火筒和螺旋槽构成，盘管采用可拆式螺旋槽“U”形管束。优点： 热效率高，结构紧凑，钢材耗量少。
②负压燃烧水套加热炉。负压燃烧即燃烧所需空气为自然进风，火筒与烟管采用“U”形或类似结构。优点：结构简单，适应性强，密封效果好。
（2）按燃料分为天然气、煤气、煤粉、燃油水套炉等。
三、操作规程
1、作业准备
（1）检查炉顶、炉墙和炉膛是否完好，并清除内部杂物。
（2）检查各处阀门是否处于正确开、关状态，各连接处法兰螺栓是否有松动。
（3）检查供气压力是否正常。
（4）检查燃烧器防爆阀门是否良好，通风挡板是否灵活好用，开启度是否正确。
（5）检查炉内水位在2/3以上。
（6）检查燃料气控制阀、火嘴、燃料气供气管线是否良好。
（7）打开防爆门、通风挡板，通风15分钟，如有余气，必须查明原因，排出故障，再通风排除余气。
（8）准备验漏液、点火器、防爆工具、棉纱等材料及工具。
2、操作步骤
（1）燃烧器的点火调试
①点火前应对管道及阀门进行检查及验漏，不允许漏气，检查确认各主工艺阀门、排污阀等处于关闭状态，压力表阀、安全阀根阀和截断阀等处于开启状态。
②检查主火嘴管道的燃气压力和母气进气管的燃气压力是否符合燃烧器的工作参数，如不符，应加以调节。
③开启点火装置，由点火孔插入至燃烧器，点燃母火。
④在母火点燃后，调整调风板使风门关闭，然后打开主火管阀门，主火 即可点燃。
⑤调整燃烧器调风板，由小逐渐变大，是主火火焰由黄色刚转为蓝色并能稳定燃烧为宜。
⑥在调整火焰时，如遇回火现象，应调小后端风门进风量，如遇燃烧不完全，应调大风门进风量。
（2）管路及温度控制系统的调试
调试前检查燃气供给压力是否正常并将供气管线吹扫干净，加热炉内水位加至正常，管路中所有阀门在关闭状态，打开接气源的球阀，调整减压阀，使气源压力降低后，检查管线无漏气现象后进行点火调试。
（3）点母火
打开气源调节阀，将火源伸入点火孔，在满开母火燃烧器上阀门，点燃母火，调节针阀和母火风门，使母火燃烧稳定。当气源压力表有显示后，关闭气源调节阀（该阀门正常工作时一定要关闭，否则火焰熄灭后不会切断气源）。
（4）点主火
将水浴控制温度先调至0℃，打开主火截止阀，同时调整燃烧器调峰板，再缓慢开启气量调节阀，并注意观察主火压力表压力值为0.02MPa，点燃主火，调节燃烧器调风板，使火焰充分燃烧（燃烧器约以额定功率的三分之一输出）。
（5）功率设置
将水浴温度控制器设置到加热炉合适工作温度，如70℃，也可根据需要设高或设低，加热炉水温度若低于设定温度，控制系统作用，燃烧器以全功率输出并通过主火截止阀，并注意观察主火压力表压力值为0.06MPa，当水温高于设定温度后，加热炉控制系统自动降低燃烧器输出功率来保持水浴温度的稳定。
（6）停火
依次关闭主火截止阀和母火针阀即可。再次点火时，点着母火，点着主火即可。如遇点火失败，或因故停炉，需等一定时间（至少30分钟），以使炉内天然气排尽，确保炉膛内无天然气后才能重新点火。加热炉防爆门应能自由开启，前方严禁站人。
3、注意事项
（1）操作人员不能正对水套式加热炉防爆门。
（2）水套炉点火时，应先点火后开气。
（3）点火前注意检查水位和排污，禁止炉体干烧或者软化水泄漏。
（4）熄灭水套炉，关闭风门和烟道挡板，经6至8小时才能打开通风。
（5）停炉后严禁立即打开防爆门，实行强制通风冷却，必须缓慢均匀的降温冷却。
（6）冬季若有水套炉停运情况，降温后必须把水放空，防止冻裂盘管及水套炉设备。
（7）若是长期停用，应将炉内介质水和盘管内的液体排干净。
（8）操作所有阀门时应注意站位，不能正对阀杆。
（9）设备严格按照《压力容器安全技术监察规程》进行检验检测。
四、复习测验
1、水套加热炉的工作原理？
2、水套加热炉的结构由哪些部分组成？
3、水套加热炉的作用？
4、水套加热炉注意事项？
