專利名稱：石油輸油管道自動(dòng)加熱卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬石油工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到我國(guó)石油輸油管線電加熱的裝置。
六十年代以來(lái)，我國(guó)石油工業(yè)在管線輸油過(guò)程中，為了防止石油凝管(凝堵)保證原油在管道中正常流動(dòng)，普通采用了火輻射方式，即建立加熱爐對(duì)輸油管線直接加熱方式。其特點(diǎn)是，投資大，建一加熱爐站需幾十萬(wàn)元人民幣，耗能高，加熱24小時(shí)耗原油1噸。八十年代以來(lái)，大慶油田袁相啟提出了利用高電壓，大電流對(duì)原油集輸管線進(jìn)行電加熱解堵的方案，其方法是把凝堵的管線視為一個(gè)埋在地下熱容量很大的“電熱器”，并在這個(gè)“電熱器”兩端接通一個(gè)較大容量的電源，使其產(chǎn)生熱量，然后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的吸熱，散熱和熱量的累積使管內(nèi)原油不斷升溫，直至重新熔化為液態(tài)為止(石油學(xué)報(bào)1983年，第2期)。由于把輸油管線作為一導(dǎo)體，出于安全原因，該方法未能普遍應(yīng)用。1988年，遼河石油勘探局油田建設(shè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)了一種直流電熱解堵裝置(專利申請(qǐng)?zhí)朆5207198．)該裝置仍然是把輸油管道視為一導(dǎo)體，利用可控硅整流設(shè)備，交流電經(jīng)整流輸出電壓120伏，電流800安后進(jìn)行管線加熱，因此，同樣存在袁相啟方法的缺點(diǎn)，不易推廣應(yīng)用。1991年滄州市電氣控制設(shè)備廠等單位，設(shè)計(jì)了多功能工頻電熱石油裝置(專利申請(qǐng)?zhí)柗謩e是91208357.3，91208358.1)其特點(diǎn)是單相工頻電源裝置和數(shù)根電熱管組成電加熱器，直接作用在輔油管道內(nèi)，呈集膚效應(yīng)加熱，但是需要在輸油管線施工前將電熱管預(yù)置在管線內(nèi)，安裝，維修，更換極不方便。由于將加熱管直接置于油中，即使有防爆裝置，仍然存在著可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是根據(jù)我國(guó)石油工業(yè)輸油管線加熱的具體實(shí)際，設(shè)計(jì)一種能克服上述裝置的不足，安全性能高，安裝使用方便，投資、耗能低，對(duì)輸油管道無(wú)任何要求的，能精確控制加熱溫度的輸油管道自動(dòng)加熱卡。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的技術(shù)措施是這樣的，設(shè)計(jì)一加熱卡，使其具有極強(qiáng)的加熱功率；有一接口與電腦控制的驅(qū)動(dòng)控制裝置相連接，電腦通過(guò)測(cè)溫顯示裝置監(jiān)測(cè)油溫，當(dāng)油溫高于某設(shè)定溫度狀態(tài)時(shí)則電腦通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制裝置自動(dòng)斷掉部分加熱卡，低于某設(shè)定溫度時(shí)則自動(dòng)啟動(dòng)部分加熱卡，可使輸油管道加熱溫度始終在一區(qū)間內(nèi)恒定，保證了輸油管道內(nèi)原油保持一定的油溫而呈液體狀正常流動(dòng)。具體地講，本發(fā)明所說(shuō)的一種石油輸油管道自動(dòng)加熱卡，包括加熱卡(1)、單片計(jì)算機(jī)及接口、譯碼、鎖存電蹈(2)，驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)，測(cè)溫顯示裝置(4)，其特征在于加熱卡(1)是由呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個(gè)夾緊裝置(1.1)構(gòu)成。所說(shuō)的兩個(gè)夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的，其表面復(fù)蓋有絕熱材料(1.2)及其卡箍(1.3)可直接安裝在輸油管道外壁，所說(shuō)的自動(dòng)加熱卡，其加熱卡(1)具有一接口(1.4)與驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)相連接，受控于驪動(dòng)裝置以啟動(dòng)，斷開(kāi)加熱卡所需電源。所說(shuō)的自動(dòng)加熱卡其單片計(jì)算機(jī)及接口、譯碼、鎖存電路(2)分別與驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)測(cè)溫顯示裝置(4)相連接，測(cè)溫顯示裝置(4)采集到油溫即送單片計(jì)算機(jī)處理后作出決策，通過(guò)接口、譯碼、鎖存電路作用于驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)從而完成了對(duì)加熱卡加熱溫度的精確控制。實(shí)施上述措施后，經(jīng)國(guó)家高速水利重點(diǎn)試驗(yàn)室測(cè)試，該油管內(nèi)原油相當(dāng)溫度升高值△t油已達(dá)62.4℃(即，把油溫看成0℃，凈升高62.4℃)，電熱轉(zhuǎn)換效率已達(dá)89.6％，總功率僅72KW，工作電壓380伏。與現(xiàn)有的輸油管道加熱方式相比，優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，具體表現(xiàn)在(1)加熱卡不直接與原油接觸，安全性能高，(2)采用先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，精確控制加熱卡的加熱溫度，保證了輸油管內(nèi)原油流動(dòng)所需的溫度。(3)節(jié)省了大量設(shè)備投資，節(jié)約了能源，根據(jù)該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益報(bào)告，僅改造333個(gè)加熱爐，一年可節(jié)約設(shè)備投資和能源消耗共達(dá)1.7億元人民幣。(4)對(duì)輸油管道無(wú)任何要求，安裝，使用，更新方便。完全達(dá)到了本發(fā)明所說(shuō)之目的。
下面結(jié)合附圖給出實(shí)施例并對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明所說(shuō)的自動(dòng)加熱卡原理方框圖，圖2是本發(fā)明所說(shuō)的加熱卡部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明所說(shuō)的加熱卡縱向視圖，圖4是本發(fā)明所說(shuō)的加熱卡俯視圖，圖1，圖2說(shuō)明加熱卡(1)單片計(jì)算機(jī)及接口、譯碼、鎖存電路(2)驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)測(cè)溫顯示裝置(4)夾緊裝置(1.1)絕熱材料(1.2)卡箍(1.3)接口(1.4)。
本發(fā)明所說(shuō)的加熱卡(1)是由呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個(gè)夾緊裝置(1.1)構(gòu)成，夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的，本實(shí)施例中可選用發(fā)熱體PTC和鎳鉻合金制成，其表面復(fù)蓋的絕熱材料(1.2)。可選用石棉或進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)絕熱材料涂料，所說(shuō)的加熱卡(1)絕熱材料(1.2)外層有一卡箍(1.3)安裝時(shí)將使用到，亦可作加熱卡的保護(hù)外殼，采用耐熱的非金屬材料或金屬材料制作。所說(shuō)的加熱卡(1)上有一接口(1.4)可用耐高溫?zé)刹遄側(cè)?，并留有夾緊裝置(1.1)中發(fā)熱體伸出的接線端，以便與驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)相連接，驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)由驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電路組成，驅(qū)動(dòng)器選用JGY-IF驅(qū)動(dòng)器，單片計(jì)算機(jī)機(jī)及接口、譯碼，鎖存電路(2)，可選用8031單片機(jī)通過(guò)接口電路控制3-8譯碼器，合計(jì)24個(gè)被控制信號(hào)，即可控制二十四個(gè)加熱卡的開(kāi)啟，關(guān)斷。鎖存電路用于發(fā)出信號(hào)鎖存，開(kāi)啟關(guān)斷動(dòng)作的持續(xù)，并與驅(qū)動(dòng)電賂連接。測(cè)溫顯示裝置(4)由熱電偶，測(cè)溫橋路，線性化器，A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)字顯示器組成，工作電源220伏±10％，功率＜15W，其中A/D轉(zhuǎn)換器與單片計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明所說(shuō)的加熱卡(1)其長(zhǎng)為26cmφ＝22cm凹槽內(nèi)徑亦可根據(jù)被加熱管道管徑大小訂做，本實(shí)施例中選用輸油管線標(biāo)準(zhǔn)管徑67cm制作。
本發(fā)明所說(shuō)的輸油管道自動(dòng)加熱卡其工作方式是這樣的，將二十四個(gè)加熱卡卡在需加熱的輸油管道外壁上，編成一組，二組，每組功率36KW，通過(guò)加熱卡上接口，與電腦電源控制箱上的電源接通，將所需控制的高限，低限加熱溫度數(shù)據(jù)輸入單片計(jì)算機(jī)，開(kāi)啟按鈕，全都加熱卡啟動(dòng)，達(dá)到高限溫度時(shí)，測(cè)溫顯示裝置把數(shù)字信號(hào)傳給單片計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后決策，斷掉一組加熱卡加熱，同時(shí)數(shù)字顯示器顯示所加熱的油溫信號(hào)供操作人員監(jiān)視。當(dāng)輸油管道油溫低于低限溫度時(shí)，如上所述，經(jīng)單片計(jì)算機(jī)決策啟動(dòng)一組，再達(dá)到高限溫度時(shí)，斷掉二組，再低于低限時(shí)，啟動(dòng)二組……，周而復(fù)始，使輸油管道中原油始終保持在一定的溫度值而不會(huì)凝管，為解決我國(guó)石油工業(yè)原油集輸管線凍凝故障提供了一個(gè)簡(jiǎn)單易行，手段先進(jìn)，投資耗能低的加熱裝置。適宜于廣大油田推廣。
權(quán)利要求
1.一種石油輸油管道自動(dòng)加熱卡，包括加熱卡(1)單片計(jì)算機(jī)及接口、譯碼、鎖存電路(2)驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)測(cè)溫顯示裝置(4)其特征在于加熱卡(1)由是呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個(gè)夾緊裝置(1.1)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)加熱卡，其特征在于所述的兩個(gè)夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的；其表面復(fù)蓋有絕熱材料(1.2)及其卡箍(1.3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的自動(dòng)加熱卡，其特征在于加熱卡(1)有一接口(1.4)與驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)相連接。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)加熱卡，其特征在于單片計(jì)算機(jī)及接口、譯碼、鎖存電路(2)分別與驅(qū)動(dòng)控制裝置(3)測(cè)溫顯示裝置連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及到石油工業(yè)輸油管線自動(dòng)電加熱裝置。本發(fā)明提供了一種由先進(jìn)的電腦控制系統(tǒng)和操作裝配簡(jiǎn)單的加熱卡相結(jié)合的裝置，包括加熱卡，單片計(jì)算機(jī)及接口，譯碼鎖存電路，驅(qū)動(dòng)控制裝置，測(cè)溫顯示裝置，其特征是加熱卡呈二分之一空心圓柱體，其縱剖面帶一凹槽的兩個(gè)夾緊裝置。實(shí)際使用安全可靠，自動(dòng)調(diào)溫，電熱轉(zhuǎn)換率達(dá)89.6％，在降低設(shè)備投資，降低能耗，提高石油集輸管線自動(dòng)化水平上有顯著效果。
文檔編號(hào)F17D1/18GK1119254SQ94113030
公開(kāi)日1996年3月27日 申請(qǐng)日期1994年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者楊憲澤, 卓仲陽(yáng), 顏曉敏, 鄭永剛, 張膺州, 孫正群 申請(qǐng)人:西南民族學(xué)院成都高新技術(shù)開(kāi)發(fā)公司