專利名稱:防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種在油氣田鉆井施工、井下作業(yè)、采油生產(chǎn)等環(huán)境中使用的蒸汽發(fā)生裝置,尤其是涉及一種防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置。
背景技術(shù):
電熱蒸汽發(fā)生器基于電能使水迅速汽化原理,是集產(chǎn)蒸汽、產(chǎn)熱水和清洗功能于一體的小型機(jī)電一體化裝置。該設(shè)備特別適用于油氣田鉆井施工、井下作業(yè)、采油生產(chǎn)等作業(yè)環(huán)境間斷用蒸汽及需要流動(dòng)供汽的生產(chǎn)作業(yè),在這樣的工況條件下,設(shè)備容易沾染油污和泥漿,尤其是冬季油污和泥漿容易凍結(jié),清洗設(shè)備非常困難,設(shè)備的清潔和解凍是冬季作業(yè)非常重要的組成部分。冬季施工作業(yè)時(shí),通常需要在泥漿罐區(qū)、泥漿泵區(qū)以及鉆臺(tái)區(qū)等配備電熱蒸汽發(fā)生器;起下鉆時(shí)解凍鉆桿接頭的凍泥漿,并給管線加熱解凍;給柴油機(jī)加熱水,對(duì)柴油機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、泥漿泵泥漿循環(huán)罐等機(jī)械設(shè)備預(yù)熱;對(duì)設(shè)備外部的油污及泥土進(jìn)行高壓清洗等。與傳統(tǒng)的燃油、燃煤小型鍋爐相比,電熱蒸汽發(fā)生器不僅具有顯著的節(jié)能效果,而且可以避免環(huán)境污染,改善勞動(dòng)條件,實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)的清潔文明生產(chǎn)。2000年8月23日公開的中國實(shí)用新型專利《整體臥式快速電熱蒸汽發(fā)生器》(申請(qǐng)?zhí)?9244823. 9),由水箱、探頭、內(nèi)膽、電熱管、電器控制箱等組成,外殼內(nèi)安裝有水箱,中間設(shè)有臥式加熱內(nèi)膽,內(nèi)膽中有電熱管,電熱管中間有溫度控制器探頭,外殼下部設(shè)有電器控制箱。由于采用了電熱管加熱,可以做到快速啟動(dòng),即用即通,而且便于移動(dòng),體積小、無污染。2011年10月26日公開的中國實(shí)用新型專利《一種新型液面可調(diào)的電熱蒸汽發(fā)生器的控制器》(申請(qǐng)?zhí)?01020644181. 9),控制器分別與水箱、探針和壓力控制器以及電熱管相連,壓力控制器再連接爐膽,水箱通過安全閥與爐膽相連,水泵連接安全閥,同時(shí),探針和電熱管插在爐膽內(nèi);控制器對(duì)由電加熱蒸汽發(fā)生器由控制器、水箱、安全閥、電熱管、爐膽、探針、壓力控制器和水泵組成的電熱蒸汽發(fā)生器實(shí)行控制,應(yīng)用微處理器控制,交流單探針,爐膽液面可調(diào)節(jié)的低成本的控制器。但是由于采用單探針,缺乏冗余水位檢測(cè)功能,控制方式不安全,當(dāng)探針發(fā)生故障時(shí),不能發(fā)現(xiàn)及時(shí)采取措施,就會(huì)導(dǎo)致加熱管燒壞;水箱與加熱內(nèi)膽分開放置,不能有效利用熱能,電器控制箱位置低,不便于操作。石油鉆井采施工及采油、井下作業(yè)處于易燃易爆環(huán)境,要求用電設(shè)備具有防爆功能,以滿足安全用電的要求。上述現(xiàn)有技術(shù)均未涉及井場(chǎng)用電氣設(shè)備的防爆要求。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有電加熱蒸汽發(fā)生裝置沒有冗余水位檢測(cè)功能,當(dāng)探針發(fā)生故障時(shí),容易導(dǎo)致加熱管燒壞,控制方式不安全;部件布局不合理,不便于操作,無防爆功能等不足,本實(shí)用新型提供一種防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置包括水箱總成、電氣控制系統(tǒng),水箱總成包括儲(chǔ)水箱、加熱罐,加熱罐的罐體上包覆有絕熱保溫層,加熱罐內(nèi)安裝有電加熱管和探針,電氣控制系統(tǒng)的控制箱用于控制蒸汽發(fā)生裝置。防爆電氣控制系統(tǒng)包括控制箱、電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu);水箱總成的儲(chǔ)水箱坐在加熱罐的上方并與加熱罐連通,加熱罐安裝在底座的中部;底座上水箱總成的一側(cè)安裝有控制箱,另一側(cè)安裝有防爆電機(jī)旋渦泵。防爆電氣控制系統(tǒng)的控制箱用于信號(hào)檢測(cè)、處理,控制信號(hào)輸出和輸入;控制箱內(nèi)安裝有防爆安全柵。電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)的防爆電子檢測(cè)極安裝在儲(chǔ)水箱、加熱罐內(nèi),防爆電接點(diǎn)壓力表、安全泄壓閥安裝在加熱罐上。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防爆電加熱管安裝在加熱罐內(nèi),防爆聲光報(bào)警燈安裝在控制箱上。2個(gè)防爆電子檢測(cè)極安裝在加熱罐內(nèi),分別用于測(cè)量加熱罐內(nèi)的最低和最高水位;2個(gè)防爆電子檢測(cè)極安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi),分別用于測(cè)量儲(chǔ)水箱內(nèi)的最低和最高水位;安裝在加熱罐上的防爆電接點(diǎn)壓力表用于監(jiān)測(cè)加熱罐的蒸汽壓力;當(dāng)罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥開啟進(jìn)行卸壓;當(dāng)罐內(nèi)壓力符合設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥關(guān)閉。防爆電氣控制系統(tǒng)采用AT89C2051單片機(jī)編程控制,采用防爆電子檢測(cè)極對(duì)儲(chǔ)水箱和加熱罐內(nèi)的水位進(jìn)行測(cè)量和信號(hào)采集,根據(jù)設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié)控制加熱罐和儲(chǔ)水箱的水位 以及加熱罐的蒸汽壓力;加熱罐內(nèi)的防爆電子檢測(cè)極采用冗余設(shè)計(jì)方案。本實(shí)用新型的有益效果是,將防爆電路技術(shù)應(yīng)用于電加熱蒸汽發(fā)生器中,精確的閉環(huán)全自動(dòng)水位、蒸汽壓力檢測(cè)控制方式,使得電加熱蒸汽發(fā)生器即使在易燃易爆的危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境也能夠安全可靠地使用。
圖I是本實(shí)用新型防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型防爆電氣控制系統(tǒng)示意圖。圖中1.防爆電機(jī)旋渦泵,2.安全泄壓閥,3.防爆電接點(diǎn)壓力表,4.儲(chǔ)水箱,5.防爆聲光報(bào)警燈,6.控制箱,7.防爆電子檢測(cè)極,8.加熱罐,9.底座,10.絕熱保溫層,11.防爆電加熱管,12.水管線,13.執(zhí)行機(jī)構(gòu),14.電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是,本發(fā)明不限于所列出的具體實(shí)施方式
,只要符合本發(fā)明的精神,都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置包括水箱總成、防爆電氣控制系統(tǒng)。水箱總成主要由儲(chǔ)水箱4、加熱罐8組成,加熱罐8的罐體上包覆有絕熱保溫層10,保證在寒冷冬季使用時(shí),即使偶爾停機(jī),也能保證加熱罐I中的水不會(huì)結(jié)冰。儲(chǔ)水箱4坐在加熱罐8的上方并通過水管線12與加熱罐8連通,儲(chǔ)水箱4內(nèi)的水可以充分吸收加熱罐8的熱量,防止水箱內(nèi)的水結(jié)冰。底座9用于集成防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置的各部件,方便運(yùn)輸。水箱總成安裝在底座9的中間部位;水箱總成的一側(cè)安裝有控制箱6,另一側(cè)安裝有防爆電機(jī)旋渦泵I??刂葡?側(cè)立于水箱總成的一側(cè),高度適中,方便操作人員對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行觀察和控制。防爆電機(jī)旋渦泵I安裝在水箱總成另一側(cè),以水管線12連接儲(chǔ)水箱4和加熱罐8,方便安裝和檢修。儲(chǔ)水箱4、加熱罐8、控制箱6、防爆電機(jī)旋渦泵I等設(shè)備均鑲嵌安裝于底座9框架內(nèi),儲(chǔ)水箱4、防爆電機(jī)旋渦泵I、水管線12、加熱罐8幾個(gè)部分由不銹鋼外殼包裹,上述設(shè)備形成集成一體化,結(jié)構(gòu)牢固可靠,搬遷運(yùn)輸方便。防爆電氣控制系統(tǒng)包括控制箱6、電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)14、執(zhí)行機(jī)構(gòu)13??刂葡?用于信號(hào)檢測(cè)、處理,控制信號(hào)輸出和輸入;控制箱6內(nèi)安裝有防爆安全柵;電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)14的防爆電子檢測(cè)極7安裝在儲(chǔ)水箱4、加熱罐8內(nèi),防爆電接點(diǎn)壓力表3、安全泄壓閥2安裝在加熱罐8上。至少有2個(gè)防爆電 子檢測(cè)極7安裝在加熱罐8內(nèi),分別用于測(cè)量加熱罐8內(nèi)的最低和最高水位;至少2個(gè)防爆電子檢測(cè)極7安裝在儲(chǔ)水箱4內(nèi),分別用于測(cè)量儲(chǔ)水箱4內(nèi)的最低和最高水位。執(zhí)行機(jī)構(gòu)13的防爆電加熱管11安裝在加熱罐8內(nèi),防爆聲光報(bào)警燈5安裝在控制箱6上。防爆電接點(diǎn)壓力表3用于監(jiān)測(cè)加熱罐8的蒸汽壓力;當(dāng)罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥2開啟進(jìn)行卸壓;當(dāng)罐內(nèi)壓力符合設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥2關(guān)閉,確保加熱罐8 內(nèi)壓力安全。本實(shí)用新型防爆電氣控制系統(tǒng)采用AT89C2051單片機(jī)編程控制,采用防爆電子檢測(cè)極7對(duì)儲(chǔ)水箱4和加熱罐8內(nèi)的水位進(jìn)行測(cè)量和信號(hào)采集,根據(jù)設(shè)定的儲(chǔ)水箱4和加熱iiS 8內(nèi)水位的最聞和最低值,自動(dòng)調(diào)節(jié)控制加熱iil 8和儲(chǔ)水箱4的水位以及加熱iil 4的蒸汽壓力;加熱罐4內(nèi)的防爆電子檢測(cè)極7采用冗余設(shè)計(jì)方案,保證不會(huì)因?yàn)殡娮訖z測(cè)極7的損壞導(dǎo)致防爆電加熱管11干燒,提高了設(shè)備的使用壽命,增強(qiáng)安全性。防爆電子檢測(cè)極7 —旦檢測(cè)到儲(chǔ)水箱4和/或加熱罐8的水位高于或低于設(shè)定的水位值時(shí),防爆聲光報(bào)警燈5開始報(bào)警,目的是為了保持儲(chǔ)水箱4/加熱罐8中有足夠的水供整個(gè)設(shè)備使用。電接點(diǎn)壓力表3可以調(diào)節(jié)防爆電熱蒸汽發(fā)生器的產(chǎn)出蒸汽壓力,通常所調(diào)節(jié)的壓力不得超出加熱罐體設(shè)計(jì)的可承受的最高壓力的70%。本實(shí)用新型防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置將防爆電路技術(shù)應(yīng)用于電熱蒸汽發(fā)生器中,使得電熱蒸汽發(fā)生器即使在易燃易爆的危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè),安全可靠的工作。整個(gè)防爆電路系統(tǒng)由防爆控制箱、防爆電加熱管、防爆電子水位檢測(cè)極、防爆電機(jī)旋渦泵、防爆電接點(diǎn)壓力表幾部分構(gòu)成,另外在防爆箱內(nèi)部有防爆安全柵,保證防爆控制箱內(nèi)外電路的隔離,從而保證防爆控制系統(tǒng)的安全性,整個(gè)防爆電路的設(shè)計(jì)滿足井場(chǎng)等危險(xiǎn)氣體作業(yè)環(huán)境對(duì)用電設(shè)備的防爆要求。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)很多替代實(shí)施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求1.一種防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置,包括水箱總成、電氣控制系統(tǒng),水箱總成包括儲(chǔ)水箱、加熱罐,加熱罐的罐體上包覆有絕熱保溫層,加熱罐內(nèi)安裝有電加熱管和探針,電氣控制系統(tǒng)的控制箱用于控制蒸汽發(fā)生裝置,其特征是 所述防爆電氣控制系統(tǒng)包括控制箱(6)、電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)(14)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13); 所述水箱總成的儲(chǔ)水箱(4)坐在加熱罐(8 )的上方并與加熱罐(8 )連通,加熱罐(8 )安裝在底座(9)的中部; 所述底座(9)上水箱總成的一側(cè)安裝有控制箱(6),另一側(cè)安裝有防爆電機(jī)旋渦泵(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置,其特征是 所述防爆電氣控制系統(tǒng)的控制箱(6)用于信號(hào)檢測(cè)、處理,控制信號(hào)輸出和輸入;控制箱(6)內(nèi)安裝有防爆安全柵; 所述電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)(14)的防爆電子檢測(cè)極(7)安裝在儲(chǔ)水箱(4)、加熱罐(8)內(nèi),防爆電接點(diǎn)壓力表(3)、安全泄壓閥(2)安裝在加熱罐(8)上; 所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13 )的防爆電加熱管(11)安裝在加熱罐(8 )內(nèi),防爆聲光報(bào)警燈(5 )安裝在控制箱(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置,其特征是 2個(gè)所述防爆電子檢測(cè)極(7)安裝在加熱罐(8)內(nèi),分別用于測(cè)量加熱罐(8)內(nèi)的最低和最聞水位; 2個(gè)所述防爆電子檢測(cè)極(7)安裝在儲(chǔ)水箱(4)內(nèi),分別用于測(cè)量儲(chǔ)水箱(4)內(nèi)的最低和最聞水位; 安裝在所述加熱罐(8)上的防爆電接點(diǎn)壓力表(3)用于監(jiān)測(cè)加熱罐(8)的蒸汽壓力;當(dāng)罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥(2)開啟進(jìn)行卸壓;當(dāng)罐內(nèi)壓力符合設(shè)定值時(shí),安全泄壓閥(2)關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置,其特征是所述防爆電氣控制系統(tǒng)采用AT89C2051單片機(jī)編程控制,采用防爆電子檢測(cè)極(7)對(duì)儲(chǔ)水箱(4)和加熱罐(8)內(nèi)的水位進(jìn)行測(cè)量和信號(hào)采集。
專利摘要一種防爆電加熱蒸汽發(fā)生裝置。為了克服現(xiàn)有電加熱蒸汽發(fā)生裝置沒有冗余水位檢測(cè)功能,控制方式不安全;部件布局不合理,不便于操作等不足,本實(shí)用新型的水箱總成包括儲(chǔ)水箱、加熱罐,加熱罐的罐體上包覆有絕熱保溫層,加熱罐內(nèi)安裝有電加熱管和探針,電氣控制系統(tǒng)的控制箱用于控制蒸汽發(fā)生裝置,防爆電氣控制系統(tǒng)包括控制箱、電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu);水箱總成的儲(chǔ)水箱坐在加熱罐的上方并與加熱罐連通,加熱罐安裝在底座的中部;底座上水箱總成的一側(cè)安裝有控制箱,另一側(cè)安裝有防爆電機(jī)旋渦泵。其有益效果是精確的閉環(huán)全自動(dòng)水位、蒸汽壓力檢測(cè)控制方式,使得電加熱蒸汽發(fā)生器即使在易燃易爆的危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境也能夠安全可靠地使用。
文檔編號(hào)F22B1/28GK202747314SQ201220334959
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者王文津, 劉學(xué)佳, 白建濱, 陳亞鵬, 頓莘, 劉新權(quán), 張要國, 李旭 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司