专利名称：管道用节能防爆电加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于加热设备技术领域，特别是用于输油管道原油流体及化 工流体加热的一种管道用节能防爆电加热器。
背景技术：
在石油、化工的生产、储运领域里，经常需要对原油或化工液体进行加 热稀释，增强其流动性，而且对其防爆性能有较高的要求。在现有的管道流
体加热技术中，通常采用的加热装置是以单弓形折流板流道式或者360度折 流式加热器，来实现发热体表面与流体之间的热交换。这种结构形式存在流 体流动阻力大、加热能耗高、死角多，容易引起污垢沉积等缺陷，导致热传 递热阻增大，发热体发出的热能无法被充分利用，易结垢、易腐蚀等弊病， 并由此影响电加热器的电热效率。而且，随着使用周期的延长，不良因素会 逐渐加深，致使加热器早期失效。另外，多数电热设备在制造过程中没有进 行绝热保温处理，需要在安装使用现场进行保温处理，不仅麻烦，而且难以 达到理想的绝热保温效果，使电加热器壳体通过固定座与大地及空间存在传 热通道，不能适应野外恶劣的冰雪冬季，加之换热效率低，壳体温度高，使 得电加热器热损耗极为严重，存在故障率高，安全可靠性差，维护费用高等 弊病。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够有效地防止积垢、结焦，强化电热效 率，提高热传递的速率，消除加热死角，并且升温降粘效果好，防爆安全性能高，运行可靠性强的管道用节能防爆电加热器。
实现本实用新型的目的所采取的技术方案是该加热器具有一个密闭的 隔热壳体，其内部通过固定板装有多个相互连通的加热输油管，加热输油管 伸出隔热壳体的进油口和出油口分别通过法兰与输油管道连接，加热输油管 的进油端外圆周上装有电磁防垢除垢装置，隔热壳体的一端装有防爆接线盒， 并通过电缆和信号传输线与加热控制柜中设置的加热监控装置连接。
所述加热输油管之间采用相互并联或相互串接或混合连接的结构，其与 隔热壳体之间的空隙部位填充有绝热材料。
所述加热输油管是由油管、电加热管、电热套管和螺旋折流散热板组成， 其中电加热管穿装在电热套管内，两管之间填充有超导硅脂，螺旋折流散热 板固装在电热套管的外圆周部位，并一体穿装在油管内。
所述电加热管伸出加热输油管的部位包覆有隔爆盒。
所述电磁防垢除垢装置由套在输油管上的电磁线圈和与之联接的电磁防 垢除垢控制板组成。
所述隔热壳体的底部设有底座支架，该支架与隔热壳体的连接部位设有
绝热件。
所述隔热壳体为内部填充有绝热材料的夹层结构。 所述加热监控装置包括
一个远传信息监控器，用于通过信号变换器对液温监测信号、压力监测 信号、有毒气体监测信号、加热器电流监测信号、远传控制信号以及现场操 作控制信号进行采集、转换、处理，并通过无线信号进行远距离的传输、接
受和控制；一个功率控制模块，用于对电加热管进行无触点通断控制；
一个周波控制模块，用于驱动功率控制模块以过零周波无级调功方式， 对电加热温度的高低进行调控；并对过流、过压、缺相进行一体化保护控制；
一个电流互感器，用于对加热器电流波形进行过零监测以及对电流的大 小进行监测，并进行过流保护；
一个信号变换器，通过信号传输线分别与远传信息监控器、压力传感器、 液温传感器、有毒气体探测器及操作控制面板相连接，用于信号的转换和传 输；
一个压力传感器，安装在加热输油管的出油口部位，用于对加热输油管 内油液压力进行监测；
一个液温传感器，安装在加热输油管内，用于监测电热套管表面的温度， 以便通过远传信息监控器的采集、处理，控制加热器的功率和启停；
一个有毒气体探测器> 安装在防爆接线盒外部，用于监测操作环境有毒 气体的浓度，杜绝环境污染，保证操作安全。
一个远传遥控装置，可采用手机或遥控器或其它遥控设备，用于远传信 息监控器无线信号的接受、显示和对远传信息监控器发送无线信号的操作；
一个操作控制面板，通过信号传输线与远传信息监控器连接，用于远传 信息监控器发送信号的显示和对加热器的操作控制。
按照上述方案制成的罐用节能防爆电加热器，依据流体力学原理和传热 学原理，结构设计巧妙，打破了现有管道内原油或其它化工原料升温降粘的
模式，解决了传统加热器存在的诸多弊端，其有益效果是
(1)该电加热器内采用分流、逐节、螺旋折流板式强化加热结构，能使加热的油液热流子快速扩散，縮短管道油液升温时间，消除油液加热的死角 区，防止结垢结焦现象的发生，降低电热套管壁面传热热阻，强化热传递的 速率，保护高温部件的安全。同时原油所含污垢被流体自行冲刷带走，形成 自排污功效，从而提高电加热器的抗腐蚀性能，延长电加热器的使用寿命。
(2) 加热输油管采用绝电性能好、热传导系数高的超导硅脂作为传热媒 体，能够在出现干烧保护失灵的情况下，杜绝发热体引燃管道内可燃气体的 危险。而且，在更换电加热管时不会出现漏油，无需停产排液，维修方便快 捷，既能减轻劳动强度，又能避免环境污染。
(3) 该加热器整体具有完善的绝热保温结构，既能杜绝加热器热能的散 失，又能提高加热效率，降低电能消耗，而且该加热器能在-4(TC以下的高寒 环境中正常使用运行，适用地域范围大大拓宽，尤其适用于含污垢、高黏度 的原油、渣油、污水等介质的降粘加热。
(4)该加热器设置有先进的远传自动监测控制系统，从而能够大大减轻 操作人员的劳动强度，使操作变得轻松便捷，并能及时掌握预发事故信息， 有效地预防各类事故的发生，保证加热器的正常运行，延长加热器的高效运 行周期。
图1是本实用新型的结构示意图2是图1中加热输油管的放大结构示意图3是加热监控装置的系统图。
具体实施方式
参看图l、图2，本实用新型的加热器依据流体力学原理和传热学原理，实行分流、逐节、螺旋折流板式强化加热结构。它具有一个密闭的隔热壳体1，
其内部通过固定板2穿装固定有多个相互连通的加热输油管3，各加热输油管 3之间根据输油流量的大小，可以互相串接，也可通过两端的连通构件相互并 接，还可采取串接和并接结合的混合连接方式。加热输油管是由油管3-l、电 加热管3-2、电热套管3-3和螺旋折流散热板3-4组成，其中电加热管3-2穿 装在电热套管3-3内，两管之间填充有导热性能优良的超导硅脂3-5，螺旋折 流散热板3-4可以无缝焊接在电热套管3-3的外圆周部位，使二者之间处于 最佳的热传导状态，并一体穿装在油管3-1内。螺旋折流散热板3-4的设置， 不仅能加大其与油流之间的接触散热面积，而且对管内油流起到相对搅拌作 用，使通过管内的原油能均匀受热，达到加热速度快、效率高的效果。为了 防止电加热管3-2接电部位发生火花，引发燃烧爆炸事故，在每个电加热管 3-2伸出加热输油管的部位均包覆有隔爆盒8。在加热输油管3与隔热壳体1 的内壁之间的空隙部位填充有绝热材料4，同时隔热壳体1采用填充有绝热材 料的夹层结构，底部设置有底座支架6，并在底座支架6与隔热壳体1的连接 部位设有绝热件7，由此构成全方位的整体绝热保温结构，不仅能够防止热能 的散失，而且能够节约大量的加热能源，使该加热器能够在-45'C以下的高寒 环境中正常使用。在隔热壳体1的一端装有防爆接线盒12，用于电加热管供 电线路9和加热器内监测信号传输线路的内外连接，并通过电缆和信号传输 线与加热控制柜中设置的加热监控装置连接。
加热输油管3伸出隔热壳体1的进油口 ll和出油口 5分别通过法兰与输 油管道连接，并在加热输油管3的进油端部位装有电磁防垢除垢装置10，该 装置由套在加热输油管3上的电磁线圈和与之联接的电磁防垢除垢控制板组成(图中未示)，所用电磁防垢除垢控制板可直接在市场上购置，在电磁线圈
磁力的作用下，可加快油液的稀释降粘，防止电热套管3-3和螺旋折流散热 板3-4表面发生结垢结焦的现象，并对管内原油具备有电磁涡流加热的功效， 能够避免油液中夹带的泥沙、水垢、铁锈、腐蚀产物和生物沉积，以及其中 溶解的各种盐类，如重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等物质粘附沉积在 电热套管3-3及螺旋折流散热板3-4的散热表面，减小油液的流动阻力，防 止油液在电加热器内出现滞流、回流和死区，使原油所含污垢被流体自行冲 刷带走，形成自排污功能，从而使电热套管3-3始终保持较高的散热性能， 延长加热器高效加热的使用寿命，节省加热电能消耗。
参看图3，加热监控系统安装在加热控制柜内，是由一个远传信息监控器、 一个功率控制模块、 一个周波控制模块、 一个电流互感器， 一个信号变送器 以及液温传感器、压力传感器、有毒气体传感器、远传遥控装置和现场操作 控制面板组成。其中，远传信息监控器分别通过信号传输线与功率控制模块、 周波控制模块和电流互感器连接，并通过信号变换器和信号传输线分别与液 温传感器、压力传感器、有毒气体传感器和现场操作控制面板连接，功率控 制模块和电流互感器分别与加热装置的电源线路连接，远传信息监控器通过 功率控制模块对电加热管进行无触点通断控制，通过周波控制模块，驱动功 率控制模块以过零周波无级调功方式，对电加热温度的高低进行调控；并对 过流、过压、缺相进行一体化保护控制；通过电流互感器对电流波形迸行过 零监测及电流的大小进行监测，同时进行过流保护。远传信息监控器通过信 号传输线和信号变送器分别与液温传感器、液位传感器、有毒气体探测器、 远传遥控装置和操作控制面板连接，用于各种监测信号的采集、转换和处理，并根据监测数据及设定保护值发送指令，对加热器供电电流及其通断进行控 制。液温传感器和压力传感器安装在加热输油管出油口部位，以实现对加热 油液的温度和压力进行监控，并根据监测数据确定和调节电加热功率的大小， 达到按需加热、耗能量最少的效果，另外，通过远传信息监控器处理信号的 传输，对压力传感器监测信号的异常变化进行泄露或失盗报警，及时提醒操 作人员处理；有毒气体探测器安装在防爆接线盒外部，用于监测操作环境有 毒气体的浓度，杜绝环境污染，保证操作安全；操作控制面板可设置在工作 现场或集中控制室内，通过信号传输线与远传信息监控器连接，用于各种监 控信号的显示以及对加热器运行控制的操作；远传遥控装置，可采用手机或 遥控器或其它遥控设备，用于远传信息监控器无线信号的接受、显示和对远 传信息监控器发送无线信号的操作。
权利要求1、一种管道用节能防爆电加热器，其特征在于该加热器具有一个密闭的隔热壳体，其内部通过固定板装有多个相互连通的加热输油管，加热输油管伸出隔热壳体的进油口和出油口分别通过法兰与输油管道连接，加热输油管的进油端外圆周上装有电磁防垢除垢装置，隔热壳体的一端装有防爆接线盒，并通过电缆和信号传输线与加热控制柜中设置的加热监控装置连接。
2、 根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 加热输油管之间采用相互并联或相互串接或混合连接的结构，其与隔热壳体 之间的空隙部位填充有绝热材料。
3、 根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 加热输油管是由油管、电加热管、电热套管和螺旋折流散热板组成，其中电 加热管穿装在电热套管内，两管之间填充有超导硅脂，螺旋折流散热板固装 在电热套管的外圆周部位，并一体穿装在油管内。
4、 根据权利要求3所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 电加热管伸出加热输油管的部位包覆有隔爆盒。
5、 根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 电磁防垢除垢装置由套在输油管上的电磁线圈和与之联接的电磁防始除坭控 制板组成。
6、 根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 隔热壳体的底部设有底座支架，该支架与隔热壳体的连接部位设有绝热件。
7、 根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 隔热壳体为内部填充有绝热材料的夹层结构。
8、根据权利要求1所述的管道用节能防爆电加热器，其特征在于所述 加热监控装置包括一个远传信息监控器，用于通过信号变换器对液温监测信号、压力监测 信号、有毒气体监测信号、加热器电流监测信号、远传控制信号以及现场操 作控制信号进行采集、转换、处理，并通过无线信号进行远距离的传输、接 受和控制一个功率控制模块，用于对电加热管进行无触点通断控制；一个周波控制模块，用于驱动功率控制模块以过零周波无级调功方式， 对电加热温度的高低迸行调控；并对过流、过压、缺相进行一体化保护控制；一个电流互感器，用于对加热器电流波形进行过零监测以及对电流的大 小进行监测，并进行过流保护；一个信号变换器，通过信号传输线分别与远传信息监控器、压力传感器、 液温传感器、有毒气体探测器及操作控制面板相连接，用于信号的转换和传 输；一个压力传感器，安装在加热输油管的出油口部位，用于对加热输油管 内油液压力进行监测；一个液温传感器，安装在加热输油管内，用于监测电热套管表面的温度， 以便通过远传信息监控器的采集、处理，控制加热器的功率和启停；一个有毒气体探测器，安装在防爆接线盒外部，用于监测操作环境有毒 气体的浓度，杜绝环境污染，保证操作安全。一个远传遥控装置，可采用手机或遥控器或其它遥控设备，用于远传信 息监控器无线信号的接受、显示和对远传信息监控器发送无线信号的操作；一个操作控制面板，通过信号传输线与远传信息监控器连接，用于远传 信息监控器发送信号的显示和对加热器的操作控制。
专利摘要本实用新型涉及一种管道用节能防爆电加热器，该加热器具有一个密闭的隔热壳体，其内部通过固定板装有多个相互连通的加热输油管，输油管伸出隔热壳体的进油口和出油口分别通过法兰与输油管道连接，加热输油管的进油端外圆周上装有电磁防垢除垢装置，隔热壳体的一端装有防爆接线盒，并通过电缆和信号传输线与加热控制柜中设置的加热监控装置连接。该加热器能够在-40℃以下的高寒环境中正常使用运行，尤其适用于含污垢、高黏度原油、渣油、污水在内的所有介质，并能有效防止电加热器表面结垢结焦，具有热能传递速度快，电热效率高，节能效果显著，防爆安全性能好，使用操作、维修方便等优点。
文档编号F24H9/20GK201373573SQ20092008883
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者柯 王, 田松涛, 赵兴海 申请人:南阳市一通防爆电气有限公司