本专利涉及的是利用工业炉窑排出的热烟气或空气换热器出来的放散热风来直接加热重燃料油的方法和装置。 使重油达到完全燃烧所要求的重油加热温度为130～160℃，过去，能使重油加热到这样高温的装置是电直接加热器或过热蒸汽加热器。电加热器通常是在一密闭的油容器内插入电热元件进行加热，蒸汽加热器则采用管式或螺旋板式等结构，油在螺旋通道的一侧走，蒸汽则在间隔的另一侧螺旋通道内走，通入加热器的蒸汽必须是过热蒸汽，蒸汽温度不足时则需通过装在烟道内的不锈钢管过热器进行预先过热。
采用电加热器存在的问题是许多用户供电紧张，成本高，由油的高温预热改善燃烧带来的节油效果常不足以支付油加热耗费的运行费用。所以一般为节省电费在电加热器前还装设螺旋板式蒸汽加热器。蒸汽加热器存在的问题是普遍感到低压锅炉来的蒸汽温度不够，需要增设蒸汽过热器。目前这种过热器为保护其安全工作在炉子用油量减少时蒸汽始终要通过过热器而白白放散，造成蒸汽的浪费。
本专利的目的之一是提供一种方法，以及实现此种方法的几种可行途径，利用废烟气或放散的多余热风，将重油直接，一次加热到完全燃烧所需地温度，以取代比较昂贵的电或蒸汽加热法，达到充分利用废气、余热、节约能源。
本专利的另一目的是提供一种有效的重油加热装置及其具体方案，以实现用废烟气、放散热风加热重油方法，使结构简单，经济合理。
本重油加热方法的特点是：用作加热重油的介质是工业炉窑排出的换热器前、后的烟道气;炉子换热器出来的热风;或者两者的混合体，对重油进行直接加热;重油是通过一系列串、并联的长行程的，具有各种不同外形的螺管，盘香管，或之字形管状加热元件，通过一个或多个充满烟气、热风、或两者混合物的封闭箱体进行加热。
利用烟气或热风加热重油的方法具体可有以下几种方案。方案一：全用烟气的重油加热方法如图1所示。它是一种带抽烟机的重油加热系统，可用于炉子换热器后或其它有低温烟气（如400～500℃）可供利用的场合，烟气从换热器后烟道出来经支烟管被引入油加热器，它以一定流速通过加热元件，冷却后的烟气由低压抽烟机抽回到烟道或烟囱中心随主烟气一起排入大气，或直接由单另小排气管将烟气排入大气。从储油罐来的车间油管内的低温重残油的油温约为80℃，通过重油加热器后升到130～160℃后送往用户。进油温度由温度计测出信号，经温度指示调节器控制油加热器前的烟气调节阀上的执行机构加以调节。调节后的油温可控制的精度在±2℃，为防止入加热器的油温过高而造成油加热元件的结焦，在加热器前烟气三通管前端装有冷风掺入阀。
方案二：烟气/空气混合的重油加热方法如图2所示。这是一种带有空气喷射泵的重油加热系统。此方案允许从炉子换热器前的高温烟道引出700～1000℃或更高温度的烟气，由喷射泵引入油加热器。喷射泵利用炉子助燃风机出来的压力达10000～15000Pa的高压冷风或换热器出来压力达6000～10000Pa温度低于100～200℃的低温放散热风作为动力源，采用热风为喷射介质时图2内冷风支管可以取消，喷射泵出来的混合气体的温度控制在350～500℃，压力为1000～1500Pa的混合气体可以较高的流速通过油加热器的加热元件，提高传热的效率。油加热器后冷却了200～250℃的烟气以同方案一的方式排入大气。和前方案一样，从储油罐来的，车间油管内油亦为约80℃，经油加热器加热后的油温也升到130～160℃后送往用户，油的加热温度采用前方案相同方式控制油加热器入口烟气量自动调节到±2℃。入喷射泵前的烟温与热风温度和喷射泵出口的混合气体的温度设有指示仪表。
方案三：全热风加热方法
当炉子换热器的空气预热温度达到300～500℃时，可直接利用换热器的少量放散热风来加热重油，图3表示这种简单装置的工艺图，它不需要喷射泵或抽烟机，热风直接从炉子空气换热器出风总管送入重油加热器，由于空气压力高，可以采用较高的风速（例如10-12Nm/s）通过油加热器内的加热元件，由于元件表面不易积灰，可以采用带翅片的加热元件，使同能力的油加热器可以做得更为高效、紧凑。油加热器前后的来油和出油管路一如前两方案，送往用户的油温也如前两方案按出油温度自动控制油加热器前热风支管上的调节蝶阀加以控制。
本专利所述的重油加热装置由以下部分组成：
一个由多个串、并联的长行程的螺管、盘香管、或之字型翅片管元件组成的重油加热器;
以冷风或热风为动力源的喷射泵或者排送烟气的抽烟机;
一个与总烟道连通的支烟管及带有喷口的排放管;
一个以调节重油加热器前入口烟气量和热风量来控制重油加热温度的油温自动控制系统。
本专利涉及的主要设备油加热器有三种型式，它们的构造如图4-11所示。
图4-6为多筒螺管式油加热器的正面、平面和侧面部视图。图示结构的传热面积约为8-12m2，可将1200kg/h重残油由80℃加热到130～160℃，它由多个螺管元件和多个烟筒组成，由连接管将每数个烟筒串联成一组，二组并联在一起工作。同样，由连接油管和活接头将每数个螺管元件串联成一组，两组也并联工作。上述烟筒和螺管元件全部放置在一个由上箱壳和下箱壳组成的带岩棉夹层的金属保温箱内，下箱和上箱的连接法兰面设在烟气进出管的中心线上，以便于安装和密封。
从喷射泵引来的烟气/空气混合气体或热风总管来的热风由进气管进入油加热器，并以一定流速逐个通过装有螺管元件的烟筒，并以逆流方式将热量传给螺管并使油温迅速升高。冷却后的气体最终从出气管排出送回烟道或直接排入大气。
螺管元件管径d＝15～35×3mm，元件的平均直径大约为D＝8-10d，螺距S＝1.5～2d，为控制气体的流速和改善气流分布，每个螺管元件的中心管外面套入若干根支承管和若干个伞形件（小头迎向气流方向），螺管元件采用铝、铜或钢管绕制，管内油速为0.4～0.5m/s，每个螺管元件的重油最大阻损不超过0.2-0.3×106Pa。
为便于清理螺管元件表面的烟灰和积垢，将每个螺管元件的进油与出油管与烟筒顶部的方法兰盖焊接成一体，只要卸开活接头和拧去方法兰上的螺栓就可很容易地将任意一个螺管元件取出器外来清理。图7、8、9为盘香管式烟气/空气油加热器。这种型式是以盘香管为加热元件。图示结构的传热面积约为8-12m2，能将1200kg/h重油加热到指定的高温。它由8片盘香管元件、带保温夹层的半园形壳体和密封盒几部分组成。盘香管采用铝、铜或钢等金属无缝管绕制，管径d＝15～35×3mm，盘距为t＝2～2.5d，螺距S＝1.5～2d。
车间来油从总进油管71进入油加热器，经集管73进入第一对并列的盘香管元件，再经集管74、75、76依次进入第二对、第三对和第四对盘香管元件，最后加热好的重油经集管77从总出油管72排出送往用户。
为防止盘香管内环产生短路用的挡流板安装在第二与第七片盘香管的内侧，它们的边缘钻有4个小孔，用不锈钢丝绑在内圈管上。在上、下半园形外壳的内壁焊有带半园缺口的支承条。所有集管与盘香管元件的进油和出油管之间用焊接方法连接成一体，卸掉密封盒，就可以用蒸汽或压缩空气清扫盘香管上的部分积灰，并且拆除上半园壳体和相邻法兰上的螺栓就可连接管盒一起将所有盘香管取出来彻底用钢丝刷清理。
图10～11为以之字形翅版管为加热元件的油加热器，它主要适用于以热风为热源的场合。图示结构的能力和前两种相近似，但尺寸明显紧凑，在有保温夹层的整体的箱体内装有5片之字形翅片管加热元件，箱体上设有可卸的保温盖。油在之字管内流经8个行程，由带半园卸口的隔条将热风分隔成2个行程，热风流过翅片管的速度可达6～8Nm/S，这可确保空气侧很高的传热效率。
翅片管是由专门工艺加工，管子采用铝、铜或钢等金元缝管，管径d＝15～35×2.5mm，翅片采用同材质的金属采用挤压，螺焊或螺压等方法制作，翅片厚1-1.5mm，用于热风时片距为3～5mm，用于烟气时为8-15mm。翅片管的间距横向为S1＝2-2.5d，纵向为S2＝3d，用U形弯头将相邻10根翅片管焊接成之字形加热元件。
采用若干带半园缺口的夹条将5片之形翅片管元件用连杆连接在一起，压紧后将连相两头焊死。组装时将之字形翅片管组整体插入密封盒内装好密封填料及密封压盖后，通过活接头使进、出油支管与进、出油总管相连接。卸去上盖和进、出油管上的活接头可将整个加热元件组从油加热器的箱体内取出来清理。
附图说明如下：
图1全烟气的重油加热方法
图2烟气/空气混合的重油加热方法
图3全热风加热方法
图4多筒螺管式重油加热器纵剖面图
图5多筒螺管式重油加热器平剖面图
图6多筒螺管式重油加热器横剖面图
图7盘管式重油加热器纵剖面图
图8盘管式重同加热器平面图
图9盘管式重油加热器横剖面图
图10之字形翅管重油加热器纵剖面图
图11之字形翅管重油加热器横剖面图
各图内的代号说明
1炉子2换热器前烟道3换热器4换热器后烟道5烟囱6助燃风机7冷风总管8热风主管9冷风支管10热风支管11通往炉子的热风12热风阀13冷风阀14调节蝶阀15空气喷口16支烟管17自动蝶阀18喷射泵19混合段20扩散段21油加热器22加热元件23混气气体排放管24喷口25车间来油管26蒸汽保温套管27油加热器进出油管切断阀28旁通油阀29旁通管30送往用户的高温油31蒸汽管32温度计33指示调节器34执行机构，35冷风掺入阀36三通烟管37抽烟机38电机39排气管，40进气管41螺管元件42伞形件43支承套管44岩棉毡45支座46连接管47助片48烟筒49出气管50方法兰51进油管52活接头53出油管54上箱壳55下箱壳56出气口法兰57连接上下箱壳的法兰58事故放油阀59上半园壳体60下半园外壳61盘香管元件62连接上、下半园形壳体的法兰63密封盒64锥形进气罩65带半园缺口的支承条66进出气口法兰67挡流板68锥形出气罩69连接半园壳体和锥形气罩的法兰70接管盒法兰71进油总管72出油总管73～77油集管78进风口79出风口80保温盖81密封盒82密封盒82密封压盖83之字形翅片管元件84U形弯头85壳体86带半园缺口的隔条87单侧缺口隔条88连接杆89密封槽90支持腿
专利的实施：
根据装置三（图1）的方法，采用多筒螺管式油加热器已在国内某轧钢厂加热炉上首次实施成功，该炉燃油量约为500kg/h，当热风温度仅为～350℃的低温条件下，在5分钟内可使油温从85℃迅速升高到140℃，油温稳定，操作，燃烧情况良好。