相变加热炉是从上世纪90年代逐步发展并应用于工业和民用的一种高效节能的新型加热设备,具有高效、安全、体积小等优势,目前已成为油气集输领域的主力加热炉品种。对于应用在油田的加热炉,其必须要适应油田各种恶劣多变的工况以及复杂多样的被加热介质。近年来,随着油气集输工艺的不断变化和创新,相变加热炉在油田应用中逐渐出现了热负荷跨度大、大流量下小压降的要求、三元区块应用中结垢严重影响换热等不适应的问题,这些问题严重影响相变加热炉在油田的应用。本文的研究旨在提高相变加热炉在油田应用的工况适应能力。本文通过对相变加热炉的辐射传热、对流传热、排烟温度及烟气露点温度、螺纹烟管传热系数等分析,确定了影响相变加热炉热力系统的关键参数;通过对沸腾和凝结换热系数、饱和蒸汽压力、污垢系数等分析,确定了影响加热炉换热系统的关键参数;通过开展污垢生长规律和热阻模拟试验及对实验数据的分析和总结,掌握了温度、流速、介质等条件对加热炉换热的影响。在明确了热力系统、换热系统、介质适应性的各关键影响因素后,结合相变加热炉在油田应用中存在的实际问题,有针对性的提出使相变加热炉适应各种恶劣工况的对策,研发了适应热负荷跨度大的双热力系统相变加热炉、适应大流量的分体相变加热炉、适应易结垢介质的在线除垢式加热炉。通过这些对策提高了相变加热炉在油田应用的工况适应能力。