超导体沥青热工设备的制作方法

1.本实用新型属于沥青路面施工及养护技术领域，更具体地说，是涉及一种超导体沥青热工设备。


背景技术：

2.沥青加热是沥青混凝土路面施工、道路养护的重要组成部分。它即制约着沥青路面的施工质量，也制约着道路的养护成本；还与从业者的劳动强度，施工环境及周边的生态环境密切相关。几十年来，广大的科技工作者与相关专家、学者，围绕这一课题做出了不懈的努力。
3.从上世纪八十年代的劈柴、蒸汽、煤、燃油、天然气、导热油到今天的超导体设备加热沥青。每一次沥青加热技术的进步，均不同程度的收到了可观的社会效益和经济效益。
4.超导热管简介：超导热管是近十年来发展起来的一种新型热传导元件。其加热原理是在密闭的金属管内填入一种特殊介质，该介质载热量大。受热后，立即产生高能物理变化，并迅速传递热量。超导热管技术，利用电加热超导热管，再传热沥青，打破了传统的水、油为介质的传热方式，可将大量热量通过极小截面积，实现远距离快速传输而无需外加动力，从而实现了高效、节能、低耗、环保的目的。利用超导热管技术，传热速度可达80
‑
100厘米/秒，是银、铜、铝的数千倍，管内真空、无压，降低了热量流失，提高了热值利用率。
5.目前采用超导热管加热沥青的设备，仍然存在热值利用率低的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种超导体沥青热工设备，旨在解决目前的超导体沥青热工设备存在的热值利用率低的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种超导体沥青热工设备，包括：罐体、超导热管以及电加热室，所述罐体内底部设有保温热室；超导热管成行排布安装于所述罐体内，其下端伸入所述保温热室内；电加热室设置在所述保温热室内，其数量与所述超导热管的行数相同，且相互独立；同一行所述超导热管的下端封闭在一个所述电加热室内，每个所述电加热室内均设有电加热管。
8.作为本技术另一实施例，所述罐体的底部设有隔板，所述隔板的下方为所述保温热室；沿每行所述超导热管的下端两侧均设有与所述隔板连接的挡板，两个所述挡板之间设有底板；每行所述超导热管下端的所述挡板、所述底板与所述隔板，分别构成各自独立的所述电加热室。
9.作为本技术另一实施例，各所述挡板的两端分别与罐体的内壁连接。
10.作为本技术另一实施例，所述罐体上对应每个所述电加热室分别设有连通孔，所述连通孔与所述电加热室连通，且设置于所述电加热室的同一端，所述电加热管经所述连通孔插入所述电加热室内。
11.作为本技术另一实施例，所述连通孔处设有连接管，所述连接管与所述罐体的外
壁固定连接，所述电加热管的外端与所述连接管连接。
12.作为本技术另一实施例，所述保温热室的底部以及周围内壁设有吸热保温层。
13.作为本技术另一实施例，所述吸热保温层为氧化铝板、微纳隔热板、发泡水泥砌块、膨胀珍珠岩中的任一种。
14.作为本技术另一实施例，所述电加热管的外端上下两侧均设有防水板，所述防水板之间构成防水线槽，所述防水线槽的下方设有分电箱，所述电加热管的接线沿所述防水线槽布设，并与所述分电箱连接；所述防水线槽还设有防护接线的扣板。
15.作为本技术另一实施例，所述超导体沥青热工设备还包括油烟净化装置。
16.本实用新型提供的超导体沥青热工设备的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型超导体沥青热工设备，罐体底部设置保温热室，在保温热室内设置独立的电加热室，独立的电加热室将电加热管密封起来，使电加热管散发的热量更集中的被超导热管传输至加热部分做功，达到了热量流失小，热值利用率高的目的，降低了加热耗电的费用，降低了沥青加热成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的超导体沥青热工设备的内部结构示意图；
19.图2为图1提供的超导体沥青热工设备的侧视后的内部结构示意图；
20.图3为图1提供的超导体沥青热工设备的外部结构示意图。
21.图中：1、罐体；2、超导热管；3、隔板；4、龙骨；5、电加热室；6、挡板；7、支腿；8、电加热管；9、保温热室；10、沥青泵；11、出油口；12、油烟净化装置；13、注油口；14、连接管；15、扣板；16、防水板；17、分线槽；18、分电箱。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
23.请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的超导体沥青热工设备进行说明。所述超导体沥青热工设备，包括罐体1、超导热管2以及电加热室5，罐体1内底部设有保温热室9；超导热管2成行排布安装于罐体1内，其下端伸入保温热室9内；电加热室5设置在保温热室9内，其数量与超导热管2的行数相同，且相互独立；同一行超导热管2的下端封闭在一个电加热室5内，每个电加热室5内均设有电加热管8。
24.本实用新型提供的超导体沥青热工设备，与现有技术相比，罐体1底部设置保温热室9，在保温热室9内设置独立的电加热室5，独立的电加热室5密封电加热管8，使电加热管8散发的热量更集中的被超导热管2传输至加热部分做功，达到了热量流失小，热值利用率高的目的，降低加热耗电的费用。
25.其中，罐体1上设置注油口13，下部设置出油口11，外面设置沥青泵10，超导热管2的外面设置翅片，提高散热面积，是常规的技术。
26.本文中罐体1顶部设置有直径50厘米的圆孔或方孔，孔上焊接高30厘米的圆管，加装防雨盖，作为注油口13。罐体1底部设有出油口11的一端外面下部焊接泵座，泵座上面安装沥青泵10，通过出油管与出油口11连接。
27.关于每个电加热室5内的电加热管8的数量，可以设置上下两个，根据热值、电加热管8的功率等自行设计。
28.关于罐体1的外形，可以设计为多种形状，例如：长方体、圆形体、多角体等。
29.本实用新型提供的超导体沥青热工设备，主要优点如下：
30.(1)结构紧凑，集沥青储存、加热、输送一体。
31.(2)节约能源，生产使用中的沥青搅拌站约有90％以上使用天然气做为热源，而超导体沥青热工设备选用电做为热源。而且可以选用错峰电生产，为国家节约了宝贵的能源。
32.(3)沥青加热成本低。超导体沥青热工设备，采用的是超导热管2沥青加热技术，热值利用率达到了95％以上。
33.(4)热沥青质量有保证。由于是立体加热上下左右升温均匀，不需要搅拌扰动，避免了沥青的局部温度低和局部沥青老化的问题出现。
34.(5)管路简单实用。超导热管2路及加热单元完全置于罐内，避免了锈蚀人为损坏等因素，提高了使用寿命，使用寿命达10万小时。
35.(6)省工省时。常温(20℃
‑
30℃)使用该设备加热(基质沥青90#30吨)到130℃需15小时，而且时间可以定制，可长可短。调整功率就可以实现设定目标时间。每吨沥青的加热费用是相同的。利用现有的自动化控制技术，沥青加热可以做到全自动，不需要人工值守。
36.(7)环保。由于采用了电热源和先进的导热元件及工艺设计，加热过程不产生有害气体排放，设备排气口安装了油烟净化装置12，加热过程没有有害气体排放，热值利用率达95％以上。
37.作为本实用新型提供的超导体沥青热工设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，罐体1的底部设有隔板3，隔板3的下方为所述保温热室9；沿每行超导热管2的下端两侧均设有与隔板3连接的挡板6，两个挡板6之间设有底板；每行超导热管2下端的挡板6、底板与隔板3，分别构成各自独立的电加热室5。
38.关于超导热管2安装的具体实施方式如下：在罐体1内底部向上100厘米焊接多个平行龙骨4，龙骨4的两端与罐体1两侧保持水平焊接，龙骨4每50厘米焊支腿7，支腿7与罐体1底部垂直并焊接牢固。每道龙骨4间距22厘米。设置宽25厘米隔板3，搭在两道龙骨4上，搭接部分与龙骨4平面满焊，并与罐体1两侧壁满焊，超导热管2设置在隔板3上。隔板3的宽度可以为龙骨4间距的整数倍数，也即一块隔板3可以搭接在三个、四个等多个龙骨4上。其中，保温热室9的高度、龙骨4的设置间距、隔板3的宽度等均灵活设置，不局限于此处的具体数值。
39.本实施例预先将超导热管2与隔板3连接在一起，在罐体1内安装时，超导热管2与隔板3作为一个标准化单元模块，只需在罐体1内设置龙骨4支撑即可，安装简单方便。
40.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，各挡板6的两端分别与罐体1的内壁连接。
41.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图2，罐体1上对应每个电加热室5分别设有连通孔，连通孔与电加热室5连通，且设置于电加热室5的同一端，电加热管8经连通孔插入电加热室5内。通过设置的连通孔，便于电加热管8的安装，电加热管8安装后，与罐体1连接的部位仍为密封，以保证电加热室5的封闭性。
42.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，连通孔处设有连接管14，连接管14与罐体1的外壁固定连接，电加热管8的外端与连接管14连接。连接管14的连接，列举两种连接方式：第一，连接管14可以通过设置在罐体1外壁的法兰连接，连接管14上设有对应的法兰；第二，连接管14的一端插入罐体1内，与罐体1内壁平齐或稍短即可，一端外露在罐体1外，直接与罐体1满焊连接。
43.设置连接管14，便于电加热管8的安装。选用电加热管8的外端设置螺纹的结构，与连接管14的内螺纹旋紧固定。
44.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述保温热室9的底部以及周围内壁设有吸热保温层。在大的保温热室9内铺装吸热、储热材料，如氧化铝板、储温砌块等，这些材料将超导热管2没能及时输送走的热量吸收储存起来。在沥青升温结束断电后，这些材料储存的热量缓缓的释放出来对设备进行保温。选用错峰电生产，为国家节约了宝贵的能源。
45.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，吸热保温层为氧化铝板、微纳隔热板、发泡水泥砌块、膨胀珍珠岩中的任一种，但不局限于本文列举的实施例，由于保温材料的种类很多，选用合适的保温材料均可起到保温、储热的作用。
46.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2至图3，所述电加热管8的外端上下两侧均设有防水板16，防水板16之间构成防水线槽，防水线槽的下方设有分电箱18，电加热管8的接线沿防水线槽布设，并与分电箱18连接；防水线槽还设有防护接线的扣板15。其中，防水板16为不锈钢板。扣板为不锈钢板、铝板等，与防水线槽卡接即可。
47.具体安装方式如下：电加热管8的法兰中心线向上15厘米、沿外露的同一排电加热管8的长度方向焊接宽20厘米的防水板16，向下15厘米平行焊接宽20厘米的防水板16，长度超过一排电加热管8的长度，两块防水板16之间安装扣板15，防水线槽完成。在下方的防水板16设置线孔，接线穿过线孔引进分电箱18。分电箱18的下方，罐体1上焊接安装分线槽17，分线槽17内电线与配电控制柜相接。
48.作为本技术另一实施例，参见图1至图3，超导体沥青热工设备还包括油烟净化装置12。罐体1顶部离注油口131米处留有20
×
20厘米方口，方口处焊接方形法兰接盘，与油烟净化装置12连接，制作完成呼吸口。油烟净化装置12，选用现有的产品，购买合适的型号即可，在此不再详细的解释。
49.下面通过对比和数据分析，说明本实施例提供的超导体沥青热工设备的效果。
50.目前，市场上使用和正在生产中的沥青搅拌站90％以上在使用导热油沥青加热技术，5％的生产企业在使用超导热管沥青加热技术。
51.下面就超导体沥青热工设备与导热油沥青加热设备的生产使用中的配套设备设施、前期投入、生产运行及维护费用等以下三个方面做一个详细比较。导热油沥青加热技术虽然市场占有量大。但是，这类设备的缺点也很明显，例如，(1)加热时间过长，比如：自然温度(20℃
‑
30℃)升到100℃需要48小时，甚至更长时间；(2)热值利用率低。导热油加热后在
管道内循环，随着使用时间的延长，热油在管道内壁结垢现象会越发严重，直接影响导热油的热量传导。使用维护成本高。由于导热油在循环过程中，循环管道内部的结垢影响导热油的热量传导，热量利用率只能维持在34
‑
45％之间；(3)管道需定期清理，清洗液和人工费约需3000—5000元，新导热油加入补充后，导热油需要系统循环脱水，短时48小时，甚至时间更长，导热油锅炉48小时不停的工作，燃气费用支出为：100万大卡燃气锅炉每小时耗气量117.6立方米/时，每立方天然气按2.8元/立方米，计算：48小时天然气消耗量是117.6立方米/时
×
48小时＝5644.8立方米，燃气费是5644.8立方米
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2.8元/立方米＝15805.4元，增加了使用成本；(4)前期配套设备，设施资金投入大。导热油锅炉、热油循环管路、制作安装、热油循环泵、导热油，天然气减压站、管道的制作安装等。这些配套设备设施到位导热油加热设备正常生产运行。(5)增加了沥青加热的生产成本，也提高了沥青料的生产成本。天然气在燃烧时会产生二氧化碳等有毒、有害气体，每年购买有毒、有害气体排放指标也增加了沥青加热成本。(详见附表1)
[0052][0053]
使用超导体沥青热工设备对沥青加热，可收获以下几个方面的成果，(数据详见附表2)：
[0054]
(1)简单的配套设备、设施。超导体沥青热工设备采用的是超导热管沥青加热技术，是独立的沥青加热设备。在生产中自身携带的卸油、输油机就完成卸油、输油功能。仅配套的设备、设施一项与导热油沥青加热设备相比较就节省投资30多万元。
[0055]
超导体沥青热工设备可1台工作生产，也可以多台并联使用。卸油、输油机构造简单，可移动行走，使用方便。省去了管道维修等运行费用。
[0056][0057]
(2)沥青加热费用降低了30
‑
50％；缩短了加热时间，加热时间可定制。导热油沥青加热设备一般是以天然气做为热源加热沥青。导热油在沥青罐内布设的管道内，通过热油泵强制循环，达到对沥青加热的目的。以加热200吨沥青为例(100℃
‑
130℃)，一般需要10小时甚至更长时间，消耗的燃气成本为；100万大卡的燃气锅炉每小时的耗气量为117.6立方米/小时。天然气的价格按2.8元/立方米，计算：117.6立方米/小时
×
10小时
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2.8元/立方米＝3292.8元；3292.8元
÷
200吨＝16.5元/吨，这里面不包括人工、电、维修等费用。沥青从100℃
‑
130℃的升温费用每吨16.5元/吨。
[0058]
超导体沥青热工设备整机加热功率132千瓦/小时，30吨沥青从100℃升温到130℃，升温过程消耗电能576千瓦/小时。按阶梯电价，峰电价格1.03元千瓦/时，计算：576千瓦/时
×
1.03千瓦/时＝593.28元，593.28元
÷
30吨＝19.8元/吨，每吨沥青加热费用为19.8元。这是净加热费用。若接平电0.73元千瓦/时计算：576千瓦/时
×
0.73元千瓦/时＝420.5元。420.5元
÷
30吨＝14元/吨，谷电0.43元千瓦/时，计算：576千瓦/时
×
0.43元千瓦/时＝247.7元，247.7元
÷
30吨＝8.2元/吨，每吨沥青加热费用8.2元，沥青加热费用更低。超导体沥青热工设备在沥青升温结束以后，独特的外部保温设计使设备底部空间储存的部分热量，继续对沥青保温，10小时不失温。
[0059]
导热油沥青加热设备在沥青达到设定温度后，导热油还要继续循环做功，防止沥青温度下降，其发生的费用为：天然气热值一般为8500大卡/立方米，导热油锅炉100万大卡，计算公式为：100万大卡/小时
÷
8500大卡/立方米＝117.6立方米/时。每立方米天然气按2.8元计算：117.6立方米/时
×
2.8元/立方米＝329.3元，系统运行费用每小时329.3元。
[0060]
超导体沥青热工设备的研发成功，是对现行是导热油加热技术的一次革命。必将取代导热油沥青加热技术走进建筑工程、交通工程、道路运输、石油开采、石油化工等行业，发挥出巨大的社会效益和经济效益。
[0061]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。