專利名稱：管道石油加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管道石油加熱裝置，尤其是一種安裝在石油輸送管道中，對(duì)對(duì)管道中輸送的石油進(jìn)行加熱的管道石油加熱裝置。
背景技術(shù)：
由于石油溶點(diǎn)高于常溫，其在常溫下或低溫地區(qū)呈粘稠狀，因此在常溫或低溫地區(qū)將開(kāi)采的石油通過(guò)管道直接進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，是一件很困難的事情，為克服這一困難，通常需要對(duì)流經(jīng)輸送管道的石油進(jìn)行加熱，以便降低其粘度，使其具有流動(dòng)性。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用三管熱水拌熱傳輸裝置、兩管蒸汽拌熱傳輸裝置及電伴熱傳輸裝置加熱傳輸?shù)氖?。三管熱水拌熱傳輸裝置及兩管蒸汽拌熱傳輸裝置分別是通過(guò)兩根拌熱水管及蒸汽管對(duì)一根加熱管道中傳輸?shù)某碛瓦M(jìn)行加熱，并通過(guò)輸送路線上設(shè)計(jì)的很多個(gè)加熱站，使用鍋爐來(lái)提供熱水或蒸汽加熱管道中的石油，因此存在能源和鋼材消耗嚴(yán)重、環(huán)境污染嚴(yán)重且需投入大量人力資源的缺陷。電伴熱傳輸裝置是將電熱帶貼合在加熱管道的外表面以便在傳輸過(guò)程中對(duì)石油加熱，但由于電熱帶存在使用壽命短、維修頻率高、不能敷設(shè)入地以及需要占用大量耕地等缺陷，也不宜采用。
對(duì)此，現(xiàn)有文獻(xiàn)以及國(guó)內(nèi)外的專利申請(qǐng)文件中提出通過(guò)集膚效應(yīng)電伴熱傳輸裝置以及工頻加熱傳輸裝置對(duì)石油或其它粘稠液體進(jìn)行加熱以便于傳輸，并且已經(jīng)得到初步的應(yīng)用。集膚效應(yīng)電伴熱傳輸裝置以及工頻加熱傳輸裝置的基本原理是在石油管道外表面設(shè)置電加熱系統(tǒng)，以金屬管道為媒介，將熱量傳遞給管道中的石油。與三管熱水拌熱傳輸方法、兩管蒸汽拌熱傳輸方法及電伴熱帶傳輸方法相比，集膚效應(yīng)電伴熱傳輸方法以及工頻加熱傳輸方法具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是它們同樣以管道為媒介，通過(guò)管道從外部間接換熱給管道內(nèi)的石油，因此存在以下缺點(diǎn)待加熱的石油和熱源之間的溫度梯度較大，熱傳遞較慢，并且不利于控制和調(diào)節(jié)石油溫度；需要大量的保溫材料避免熱量過(guò)多流失，因而成本高；需要的維護(hù)量大；熱損失嚴(yán)重，浪費(fèi)能源。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)石油輸送管道中的石油進(jìn)行加熱的各種裝置所存在的諸多缺陷與不足，提供一種管道石油加熱裝置，該裝置利用電磁感應(yīng)原理從加熱管道內(nèi)部直接對(duì)石油進(jìn)行加熱，可避免待加熱的石油和熱源之間的熱量損失，從而提高加熱效率，降低加熱成本，并使加熱管道內(nèi)傳輸?shù)氖蜏囟葓?chǎng)分布均勻，易于控制。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本是用新型提供的一種管道石油加熱裝置，包括由非金屬材料制成的加熱管道，該加熱管道內(nèi)通過(guò)支撐部件設(shè)置有由金屬材料制成的、用于對(duì)石油進(jìn)行加熱的發(fā)熱體；所述加熱管道的外表面繞制有與交流電源連接的感應(yīng)線圈。
由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；利用電磁感應(yīng)原理從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)石油的加熱，電熱效率高，減少了熱損失，無(wú)需利用保溫材料防止待加熱的石油與熱源之間的熱量損失，維護(hù)量小，且成本低；加熱管道內(nèi)的石油由發(fā)熱同內(nèi)外表面流過(guò)從而被加熱，石油內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布均勻，易于控制溫度；利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流對(duì)石油加熱，不存在環(huán)境污染。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為螺旋線管內(nèi)(剖視圖)磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布圖；圖2為本實(shí)用新型第一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示實(shí)施例中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖2所示實(shí)施例中加熱管道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型第二個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示實(shí)施例中絕緣槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型在實(shí)際應(yīng)用中與輸油管道連接設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1-加熱管道； 2-發(fā)熱體； 3-支撐部件；4-感應(yīng)線圈； 5-交流電源； 6-連筋；7-溫度感應(yīng)器；8-調(diào)壓裝置； 80-直流電源；81-直流調(diào)壓模塊； 82-可調(diào)電抗器；83-原邊繞組；84-副邊繞組； 85-電流檢測(cè)器；86-電流變送器；9-控制系統(tǒng)； 91-溫度給定器；92-溫度變送器；93-計(jì)算機(jī)控制器； 10-絕緣支架； 101-螺旋槽。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是，采用電磁感應(yīng)加熱原理對(duì)加熱管道中輸送的石油從內(nèi)部進(jìn)行加熱，其加熱原理如下在螺旋線管狀的感應(yīng)線圈中通入交流電后，線圈中便會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=μ2nI(cosβ1-cosβ2)---(1)]]>在上述式(1)中，B為感應(yīng)線圈內(nèi)部某一點(diǎn)P的磁感強(qiáng)度，μ為感應(yīng)線圈內(nèi)部磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率，n為單位長(zhǎng)度上的感應(yīng)線圈的匝數(shù)，I為通過(guò)感應(yīng)線圈的電流強(qiáng)度，β1、β2分別為感應(yīng)線圈內(nèi)P點(diǎn)到感應(yīng)線圈兩端的連線與感應(yīng)線圈的軸線之間的夾角(參見(jiàn)圖1)。由上述(1)式可知，當(dāng)向感應(yīng)線圈通以交變電流時(shí)，因電流強(qiáng)度I的變化導(dǎo)致通過(guò)感應(yīng)線圈內(nèi)的磁感強(qiáng)度B發(fā)生變化，這樣穿過(guò)感應(yīng)線圈內(nèi)固定橫截面積的導(dǎo)體的磁通量便會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，便會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流-渦流，渦流在導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)，造成電阻損耗使導(dǎo)體加熱，從而使加熱管道內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體內(nèi)、外壁的石油吸收熱量，溫度升高，達(dá)到稠油降粘傳輸?shù)哪康摹?br> 圖2所示為本實(shí)用新型的第一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置由加熱管道1、發(fā)熱體2、支撐部件3及感應(yīng)線圈4構(gòu)成，石油從加熱管道1中流過(guò)。為了避免熱量損失，實(shí)現(xiàn)從內(nèi)部對(duì)石油的加熱，加熱管道1由非金屬材料如玻璃鋼制成；另外，為了便于實(shí)際應(yīng)用，加熱管道1的端口可以設(shè)置法蘭接口，通過(guò)法蘭接口連接輸油管道；由金屬材料制作的發(fā)熱體2用于對(duì)加熱管道1內(nèi)部傳輸?shù)氖瓦M(jìn)行加熱，可以與加熱管道1為同心(最佳方案)或不同心(較佳方案)安裝，其截面可以為環(huán)形、空心的任意多邊形、三角形(或空心三角形)、U形(或空心U形)、V形(或空心V形)、S形(或空心S形)、其任意組合，或任意多邊形(或空心任意多邊形)等任意形狀以及由此形狀而復(fù)合成的各種復(fù)雜形狀等]，使石油在發(fā)熱體2內(nèi)部以及發(fā)熱體2的外壁與加熱管道1的內(nèi)壁之間流過(guò)，當(dāng)然，發(fā)熱體2也可以為實(shí)心的導(dǎo)體，此時(shí)，石油只能從發(fā)熱體2表面與加熱管道1的內(nèi)壁之間流過(guò)；支撐部件3分別與發(fā)熱體2的外壁及加熱管道1的內(nèi)壁連接，用于固定發(fā)熱體2。支撐部件3可以為一個(gè)以上采取均勻或不均勻分布方式進(jìn)行設(shè)置的固定支架，也可以是沿著加熱管道1的縱向設(shè)置的固定板。感應(yīng)線圈4纏繞在加熱管道1的外部，為了在相同條件下達(dá)到最佳加熱效果，感應(yīng)線圈4的最佳位置是將發(fā)熱體2包含在該感應(yīng)線圈4中。感應(yīng)線圈4可以為單相或三相線圈，相應(yīng)地，交流電源5可以是單相或三相工頻交流電源，當(dāng)交流電源5為三相工頻交流電源時(shí)，負(fù)荷對(duì)稱，更加有利于電力系統(tǒng)的運(yùn)行；交流電源5可以是工頻電源經(jīng)變換而得到的單相或三相高頻交流電源。
在向感應(yīng)線圈中通入交流電后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，加熱管道內(nèi)的發(fā)熱體便會(huì)發(fā)熱從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流過(guò)加熱管道的石油從加熱管道內(nèi)部進(jìn)行加熱，并且加熱管道內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，流經(jīng)其內(nèi)部的石油能被均勻加熱，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱管道出口的石油溫度進(jìn)行精確控制；同時(shí)，由于加熱管道為非金屬材料，流經(jīng)其內(nèi)部的石油不易將熱量經(jīng)其向外輻射或傳遞，電熱效率高，節(jié)約了能源。
本實(shí)施例中，為了能達(dá)到最佳加熱效果，使加熱管道1中的石油的溫度場(chǎng)分布比較均勻，加熱管道1與發(fā)熱體2的最佳設(shè)計(jì)均為圓筒形，與其它形狀相比，當(dāng)發(fā)熱體2的截面為環(huán)形時(shí)，其散熱面積最大，油流的阻力最小，此時(shí)，可以對(duì)加熱管道1的內(nèi)半徑、發(fā)熱體2的內(nèi)、外半徑以及厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使發(fā)熱體2的內(nèi)外散熱面積對(duì)應(yīng)一定比例的流質(zhì)。其中，為了使發(fā)熱體2的內(nèi)、外散熱表面積分別對(duì)應(yīng)與其散熱表面積的大小成一定比例的流質(zhì)，從而使加熱管道1內(nèi)的流質(zhì)能被均勻加熱，發(fā)熱體2的最佳設(shè)置為與加熱管道1同心的圓筒，在最佳方案中，其內(nèi)半徑與厚度以及加熱管道1的內(nèi)半徑之間滿足以下關(guān)系r=-34h+149h2-8(h2-R2)---(2)]]>在上述式(2)中，R為環(huán)形截面加熱管道1的內(nèi)半徑，r為環(huán)形截面發(fā)熱體2的內(nèi)半徑，h為環(huán)形截面發(fā)熱體2的管壁厚度。
對(duì)于一般較佳方案，可對(duì)上述式(2)做相應(yīng)修正。
為了使感應(yīng)線圈4內(nèi)沿軸線方向分布的各點(diǎn)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相等，從而使加熱管道1內(nèi)的發(fā)熱體2沿軸線方向能夠均勻發(fā)熱，當(dāng)石油流經(jīng)發(fā)熱體2時(shí)能被均勻加熱，可根據(jù)式(1)，對(duì)感應(yīng)線圈中兩匝線圈之間的距離L進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì)，即通過(guò)改變單位長(zhǎng)度上的感應(yīng)線圈1的匝數(shù)n來(lái)使發(fā)熱體2沿軸線方向各點(diǎn)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等。具體應(yīng)用時(shí)，可使感應(yīng)線圈4中間部分兩匝線圈之間的距離L大些，兩端的兩匝線圈之間的距離小大些(參見(jiàn)圖1)。
另外，在本實(shí)施例中，可以在相鄰的支撐部件3之間增設(shè)用于連接相鄰支撐部件3的連筋6，以穩(wěn)固支撐部件3，使支撐部件3之間的相對(duì)位置不發(fā)生變化，從而使發(fā)熱體2與加熱管道1的相對(duì)位置不發(fā)生變化。
為了對(duì)加熱管道1中傳輸?shù)氖偷臏囟冗M(jìn)行控制，感應(yīng)線圈4可通過(guò)一調(diào)壓裝置8與交流電源5連接，該調(diào)壓裝置8與一用于控制該調(diào)壓裝置8的控制系統(tǒng)9的控制信號(hào)輸出端連接，該控制系統(tǒng)9的信號(hào)輸入端連接一用于探測(cè)加熱管道1出口的石油溫度的溫度感應(yīng)器7。
控制系統(tǒng)9的原理如圖3所示，該控制系統(tǒng)包括溫度給定器91、溫度變送器92與計(jì)算機(jī)控制器93，其中，溫度變送器92連接于溫度感應(yīng)器7與計(jì)算機(jī)控制器93之間，溫度給定器91與計(jì)算機(jī)控制器93連接；當(dāng)溫度感應(yīng)器7檢測(cè)到的加熱管道1出口的石油溫度與通過(guò)溫度給定器91預(yù)先設(shè)定的溫度不相同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器93根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的控制規(guī)律對(duì)調(diào)壓裝置8進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電源5輸入感應(yīng)線圈4的電壓值的調(diào)節(jié)，使加熱管道1出口的石油溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度。圖2只給出了出口設(shè)有溫度感應(yīng)器的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，為了更精確的控制輸送的石油的溫度，可在裝置的另一端也同樣設(shè)置溫度感應(yīng)器。
圖3中的調(diào)壓裝置8包括依次連接的直流電源80、對(duì)直流電源80輸出的電流的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)的直流調(diào)壓模塊81、由直流電源控制的可調(diào)電抗器82與變壓器中的原邊繞組83，以及依次連接的變壓器中的副邊變繞組84、電流檢測(cè)器85與電流變送器86，其中，電流變送器86還與計(jì)算機(jī)控制器93連接，用于將電流檢測(cè)器85檢測(cè)到的調(diào)壓裝置8的輸出電流值輸入計(jì)算機(jī)控制器93；可調(diào)電抗器82還與交流電源5連接。計(jì)算機(jī)控制器9通過(guò)電流檢測(cè)器85檢測(cè)到的電流值對(duì)直流調(diào)壓模塊81進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)由交流電源5供電的負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù)。交流電源5通過(guò)可調(diào)電抗器82與變壓器的原邊繞組83連接，電流檢測(cè)器85串聯(lián)于感應(yīng)線圈4和變壓器的副邊繞組84之間，用于檢測(cè)感應(yīng)線圈4中的電流，電流變送器86將電流檢測(cè)器85檢測(cè)到的電流值輸入計(jì)算機(jī)控制器93，計(jì)算機(jī)控制器93將該電流值與一預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)整定值比較，當(dāng)其大于標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)整定值時(shí)，說(shuō)明感應(yīng)線圈4發(fā)生短路，便向直流調(diào)壓模塊81輸入一控制信號(hào)，將直流電源80輸出的直流電壓調(diào)整為最小值后輸入可調(diào)電抗器82，從而使可調(diào)電抗器82的電抗值為最大值，這樣，便減小了原邊繞組83中的電流值，也就進(jìn)一步減小了副邊繞組84中的電流值從而使本實(shí)用新型具有可靠的保護(hù)功能。為方便起見(jiàn)，該實(shí)施例中所用的交流電源為單相交流電源，對(duì)于三相交流電源，與該實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方法相同。
另外，為了增強(qiáng)本實(shí)用新型的加熱裝置的安全性，避免感應(yīng)線圈4的絕緣層破裂發(fā)生漏電現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出現(xiàn)短路現(xiàn)象，在本實(shí)施例中(如圖4所示)，加熱管道1被制成表面具有螺旋凹槽11的結(jié)構(gòu)。感應(yīng)線圈4繞設(shè)在螺旋凹槽11中，使相鄰的兩匝線圈之間隔離絕緣。
圖5所示為本實(shí)用新型的第二個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例與上述第一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于加熱管道1的外表面表面設(shè)置有多個(gè)絕緣支架10。圖6所示為絕緣支架10的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，在絕緣支架10上開(kāi)設(shè)有多個(gè)凹槽101，多個(gè)凹槽101的開(kāi)設(shè)方式為使相鄰兩個(gè)絕緣支架10上對(duì)應(yīng)的凹槽101沿加熱管道1的軸向依次錯(cuò)位，在將感應(yīng)線圈4順序繞制鑲嵌在該凹槽101中時(shí)，形成連續(xù)的螺旋狀，并且相鄰兩匝線圈之間被兩個(gè)相鄰的凹槽101中間的凸出部分隔離。
與上述第一實(shí)施例相同，感應(yīng)線圈4纏繞在凹槽101內(nèi)后，可以避免因感應(yīng)線圈漏電產(chǎn)生而產(chǎn)生的安全問(wèn)題，具有良好的防爆性能，保證了利用本實(shí)用新型的加熱裝置傳輸石油的安全性。
由于本實(shí)施例采用了絕緣支架10，因此，加熱管道1也可以用金屬材料制成，這樣可以產(chǎn)生內(nèi)外共同對(duì)石油進(jìn)行加熱的效果，但是，考慮到金屬材料的散熱較快，因此，在使用中，一方面需要在加熱管道1的外表面和感應(yīng)線圈4之間設(shè)置非金屬材料如玻璃鋼制成的保溫層，另一方面是將本實(shí)施例與金屬的輸油管道連接時(shí)，在兩端的連接處分別設(shè)置一段非金屬材料制成的隔熱連接管，以防止被加熱的加熱管道的熱量在傳遞給內(nèi)部石油進(jìn)行加熱的同時(shí)，也沿輸油管道向遠(yuǎn)處散失而造成熱量損耗過(guò)大。
在利用本實(shí)用新型對(duì)石油輸送管道中的石油進(jìn)行加熱時(shí)，可根據(jù)石油輸送流經(jīng)地域的溫度，在輸油管道上間隔一定距離安裝一個(gè)本實(shí)用新型所提供的裝置，通過(guò)分段加熱，可以保證在整個(gè)石油的輸送過(guò)程中，使石油能夠在設(shè)定的溫度下傳輸。圖7所示為在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型的裝置與輸油管道連接設(shè)置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
當(dāng)石油由輸油管道A經(jīng)過(guò)本實(shí)用新型的的裝置流向輸油管道C時(shí)，本實(shí)用新型的裝置對(duì)輸送的石油進(jìn)行了加熱。為使本實(shí)用新型在加熱石油時(shí)而不影響管道內(nèi)石油的流速，加熱管道的內(nèi)徑應(yīng)比輸油管道的內(nèi)徑大些。
具體利用本實(shí)用新型對(duì)流經(jīng)加熱管道內(nèi)的石油進(jìn)行加熱時(shí)，可利用溫度給定器91設(shè)定一給定溫度值，同時(shí)，利用溫度感應(yīng)器7實(shí)時(shí)探測(cè)加熱管道1出口的石油的實(shí)際溫度值并將該實(shí)際溫度值傳輸給溫度變送器92，將該實(shí)際溫度值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸入計(jì)算機(jī)控制器93；計(jì)算機(jī)控制器93將溫度變送器92輸入的實(shí)際溫度值與溫度給定器91輸入的給定溫度值進(jìn)行比較，并根據(jù)二者的差值產(chǎn)生一偏差信號(hào)；計(jì)算機(jī)控制器93根據(jù)偏差信號(hào)及預(yù)先設(shè)計(jì)的控制規(guī)律產(chǎn)生一控制信號(hào)并傳輸給直流調(diào)壓模塊81，直流調(diào)壓模塊81根據(jù)控制信號(hào)對(duì)直流電源80輸出的電壓值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)后輸入可調(diào)電抗器82；交流電源5經(jīng)可調(diào)電抗器82調(diào)節(jié)后，其輸出的交流電壓經(jīng)變壓器變壓后輸入感應(yīng)線圈4，在加熱管道1的內(nèi)部建立穩(wěn)定的交變電場(chǎng)，因此在加熱管道1中的發(fā)熱體2內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流-渦流，渦流在發(fā)熱體2中流動(dòng)使發(fā)熱體2發(fā)熱，從而加熱管道1和發(fā)熱體2之間以及發(fā)熱體2內(nèi)部流過(guò)的石油被加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置中石油溫度的閉環(huán)控制。
例如，當(dāng)計(jì)算機(jī)控制器93接收到的一大于零的偏差信號(hào)(即給定溫度大于檢測(cè)到的石油的實(shí)際溫度)時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器93產(chǎn)生一升高直流電源80輸出的電壓值的控制信號(hào)并傳輸給直流調(diào)壓模塊81，直流調(diào)壓模塊81將直流電源80輸出的電壓值適當(dāng)升高后輸入可調(diào)電抗器82，隨之可調(diào)電抗器82的電抗減小，變壓器原邊電壓升高，因此輸入感應(yīng)線圈4的電流升高，最后使加熱管道1出口的石油溫度升高，這樣便達(dá)到了穩(wěn)定控制溫度的目的。
由于加熱管道入口石油溫度隨環(huán)境而發(fā)生變化，欲使加熱管道出口石油溫度達(dá)到設(shè)定溫度值，可在加熱管道的入口處同時(shí)設(shè)置另一溫度感應(yīng)器71，該溫度感應(yīng)器71的連接關(guān)系與上述實(shí)施例中溫度感應(yīng)器7的連接關(guān)系相同，根據(jù)溫度感應(yīng)器71檢測(cè)到的溫度值，以及溫度感應(yīng)器7檢測(cè)到的實(shí)際溫度值與標(biāo)準(zhǔn)溫度值的差值產(chǎn)生的偏差信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào)，對(duì)輸入感應(yīng)線圈4的電壓值進(jìn)行粗調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱裝置出口石油溫度的閉環(huán)控制。
在圖7所示的實(shí)施例中，利用電流檢測(cè)器85實(shí)時(shí)檢測(cè)感應(yīng)線圈4中的電流值并將檢測(cè)到的電流值經(jīng)電流變送器86輸入計(jì)算機(jī)控制器93，計(jì)算機(jī)控制器93將該電流值與一預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)值比較，當(dāng)其大于標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)值時(shí)，認(rèn)為感應(yīng)線圈4發(fā)生短路，計(jì)算機(jī)控制器93便通過(guò)直流調(diào)壓模塊81將直流電源80的輸出電壓調(diào)節(jié)為最小值，使可調(diào)電抗器82的電抗處于最大值，從而使原邊繞組83中的電壓最小，這樣就降低了副邊繞組84中的電流值，避免了感應(yīng)線圈4發(fā)生故障時(shí)電流過(guò)大，因此具有可靠的保護(hù)功能。
需要說(shuō)明的是，以上石油加熱裝置不僅可以安裝在石油輸送管道中，也可以單獨(dú)使用，單獨(dú)使用時(shí)，加熱管道1具體可以為一罐體類型容器，其對(duì)石油的加熱原理與方法與上述實(shí)施例相同，這里不再贅述。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種管道石油加熱裝置，其特征在于包括由非金屬材料制成的加熱管道，該加熱管道內(nèi)通過(guò)支撐部件設(shè)置有由金屬材料制成的、用于對(duì)石油進(jìn)行加熱的發(fā)熱體；所述加熱管道的外表面繞制有與交流電源連接的感應(yīng)線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述支撐部件為均勻分布的固定支架或固定板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述發(fā)熱體的截面為環(huán)形、空心多邊形、U形、V形、S形或其任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述加熱管道的截面為環(huán)形或多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述環(huán)形的加熱管道的內(nèi)半徑與所述環(huán)形的發(fā)熱體的內(nèi)半徑以及管壁厚度之間的關(guān)系滿足r=-34h+149h2-8(h2-R2)]]>其中，R為所述環(huán)形截面的加熱管道的內(nèi)半徑，r為所述環(huán)形截面的發(fā)熱體的內(nèi)半徑，h為所述環(huán)形截面的發(fā)熱體的管壁厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述支撐部件之間設(shè)置有穩(wěn)固所述支撐部件的連筋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述加熱管道外表面設(shè)有螺旋槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述加熱管道外表面設(shè)有絕緣支架，該絕緣支架上的外表面設(shè)有螺旋槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的管道石油加熱裝置，其特征在于還包括一檢測(cè)所述加熱管道出口石油的實(shí)際溫度的溫度感應(yīng)器；一對(duì)所述加熱管道出口石油的溫度進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括溫度給定器、溫度變送器與計(jì)算機(jī)控制器；所述溫度變送器銜接所述溫度感應(yīng)器與所述計(jì)算機(jī)控制器；所述計(jì)算機(jī)控制器還與所述溫度變送器連接；所述計(jì)算機(jī)控制器的輸出端通過(guò)一調(diào)壓裝置與所述交流電源連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道石油加熱裝置，其特征在于所述調(diào)壓裝置包括依次連接的直流電源、直流調(diào)壓模塊、可調(diào)電抗器與變壓器中的原邊繞組，以及依次連接的變壓器中的副邊繞組與電流檢測(cè)器、電流變送器；所述直流調(diào)壓模塊還與所述計(jì)算機(jī)控制器連接；所述可調(diào)電抗器還與所述交流電源連接；所述電流檢測(cè)器還與所述感應(yīng)線圈連接；所述電流變送器還與所述計(jì)算機(jī)控制器連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種管道石油加熱裝置，包括由非金屬材料制成的加熱管道，該加熱管道內(nèi)通過(guò)支撐部件設(shè)置有由金屬材料制成的、用于對(duì)石油進(jìn)行加熱的發(fā)熱體；所述加熱管道的外表面繞制有用于與交流電源連接的感應(yīng)線圈；所述支撐部件之間還設(shè)有穩(wěn)固支撐部件的支柱連筋；所述感應(yīng)線圈通過(guò)溫度控制器與所述交流電源連接。本實(shí)用新型提供的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可從石油管道內(nèi)部對(duì)傳輸?shù)氖瓦M(jìn)行加熱，電熱效率高，熱損失小，無(wú)需利用保溫材料防止待加熱的石油與熱源之間的熱量損失，維護(hù)量小，且成本低；由加熱管道內(nèi)的發(fā)熱體對(duì)石油加熱，使得石油內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布均勻，易于控制溫度；根據(jù)電磁感應(yīng)原理使加熱管道內(nèi)的發(fā)熱體發(fā)熱，利用發(fā)熱體加熱石油，不存在環(huán)境污染。
文檔編號(hào)F17D3/01GK2908975SQ20062000236
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者梁志珊 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)