一种铁路沥青罐车车载电加热系统的制作方法

本发明涉及一种铁路沥青罐车车载电加热系统，特别涉及一种浮动盘管式导热油均匀快速电加热系统,属于铁路罐车加热装置领域。

背景技术：

沥青是重要的道路工程材料，由于用户使用需要，沥青需要从产地运输到用户所在地，通常运输距离较远。在经过远距离运输后，沥青由于温度下降，流动性差，导致直接卸载困难，需加热到一定温度使其具有一定的流动性后才开始进行卸车。国内常用的沥青加热技术普遍采用的是沥青罐内内置火管，用柴油、天然气加热沥青，通过其燃烧产生高温烟气，通过火管与低温被加热的沥青实现热交换进而完成加热过程，通常称之为明火加热或火管加热。这种明火直接加热技术加热慢，大量热量随烟气排出因而能耗高、热效率低，同时严重污染环境。

国外铁路沥青罐车通常采用蒸汽加热方式和电加热方式。蒸汽加热方式一般在较低压力下运行，系统循环热效率较低，通常在30-40%。美国phco公司采用的电加热技术主要为辐射管式，辐射管内布线圈或电加热管，容易实现过程自动控制，无污染，安全性好。该技术应用的局限性在于沥青加热温度区间为-30℃-140℃，属于低温区换热，辐射换热热效率也很低。

此外，现有加热技术，无论是采用燃油火焰加热方式还是电加热方式，其加热装置均无法保证加热过程沥青内部温度均匀性，部分工质由于温度过高而产生老化，影响其使用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有铁路沥青罐车卸车加热技术存在的不足，提供一种铁路沥青罐车车载电加热系统。该系统具有加热迅速、温度分布均匀、功率自动控制、安全可靠的功能，能够有效避免沥青在加热过程污染环境，沥青局部超温，保证沥青的品质，提高加热效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明包括两组浮动盘管电加热装置、储油箱、换热管组，其特征是：浮动盘管电加热装置设有两个纵向的管状导热油管箱，分别为第一导热油管箱和第二导热油管箱，在两个管状导热油管箱之间从上向下均匀间隔的连接有两组以上的浮动盘管，每组浮动盘管包含有c、d、e、f四根管，c管的前端与第一导热油管箱联通，f管的前端与第二导热油管箱联通，d管和e管的前端用第一管路连接器连接并相互联通，c、d、e、f四根管的尾端用第二管路连接器连接，且c管和d管相互联通、e管和f管相互联通，在第一导热油管箱内安装有加热管沿径向布置的电加热管束，电加热管束与一个温度控制装置连接，两组浮动盘管电加热装置的第二导热油管箱通过管箱连接管相联通；换热管组由第一连接管、第一弧形端管、第二弧形端管、换热列管、第二连接管组成，第一、第二弧形端管平行设置，在第一、第二弧形端管之间等间隔的连接有换热列管，第一连接管的一端与第一弧形端管连接，第二连接管的一端与第二弧形端管连接，第一连接管的另一端与第一组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，第二连接管的另一端与用连接油管通过油气分离器、齿轮油泵与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，且储油箱下部的出油口用连接油管通过油气分离器、齿轮油泵与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接。

在所述储油箱的顶部设有排气口，排气口上设有第一排气阀；

在第二连接管上分别连接有第二排气阀、安全阀，并通过第二排气阀、安全阀用连接油管与储油箱连接。

本发明的优点是：电加热技术清洁环保，安全性好；电加热系统热损失小，热利用率高；通过智能控制，电加热系统可有效控制沥青加热温度；自动化程度高，劳动强度小；电能来源广泛，供能方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为浮动盘管电加热装置的结构示意图；

图3为图2的a-a示意图；

图4为图2的b-b示意图；

图5为本发明的电加热系统在铁路沥青罐车罐车内的布置示意图；

图6为图5的g向示意图；

图7为图5的h-h示意图；

图8为齿轮油泵、储油箱、油气分离器的安装示意图；

图9为图8的i-i示意图。

图中：1-第一组浮动盘管电加热装置，2-第二组浮动盘管电加热装置，3-齿轮油泵，4-储油箱，5-第一排气阀，6-第二排气阀，7-油气分离器，8-安全阀，9-换热管组，10-温度控制装置，11-第一导热油管箱，12-第二导热油管箱，13-浮动盘管,14-电加热管束，15-第一管路连接器，16-第二管路连接器连接，17-第一连接管，18-管箱连接管，19-第二连接管，20-第一弧形端管，21-第二弧形端管，22-换热列管。

具体实施方式

参照附图，本发明包括第一组浮动盘管电加热装置1、第二组浮动盘管电加热装置2、储油箱4、换热管组9，浮动盘管电加热装置设有两个纵向的管状导热油管箱，分别为第一导热油管箱11和第二导热油管箱12，在两个管状导热油管箱之间从上向下均匀间隔的连接有两组以上的浮动盘管13，每组浮动盘管包含有c、d、e、f四根管，c管的前端与第一导热油管箱联通，f管的前端与第二导热油管箱联通，d管和e管的前端用第一管路连接器15连接并相互联通，c、d、e、f四根管的尾端用第二管路连接器16连接，且c管和d管相互联通、e管和f管相互联通，在第一导热油管箱内安装有加热管沿径向布置的电加热管束14，电加热管束与一个温度控制装置10连接，两组浮动盘管电加热装置的第二导热油管箱通过管箱连接管18相联通；换热管组由第一连接管17、第一弧形端管20、第二弧形端管21、换热列管22、第二连接管19组成，第一、第二弧形端管平行设置，在第一、第二弧形端管之间等间隔的连接有换热列管，第一连接管的一端与第一弧形端管连接，第二连接管的一端与第二弧形端管连接，第一连接管的另一端与第一组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，第二连接管的另一端与用连接油管通过油气分离器7、齿轮油泵3与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，且储油箱下部的出油口用连接油管通过油气分离器、齿轮油泵与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接。在储油箱的顶部设有排气口，排气口上设有第一排气阀5；在第二连接管上分别连接有第二排气阀6、安全阀8，并通过第二排气阀、安全阀用连接油管与储油箱4连接。

本发明的电加热系统采用导热油作为传热介质，利用地面注油泵或人工将导热油注入储油箱，用于向系统内补充或者更换导热油，导热油加热时系统中的油会膨胀，然后可以利用储油箱作为膨胀箱。

电加热管束14置于浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱内，第一导热油管箱顶部安装有温度控制装置10与电源连接口，电源连接口与内置的电加热管束相连，温度控制装置用来实时监测导热油的温度，并设有温度采集连接出口连接外部的温度采集装置，根据设定程序自动调节电加热管束的功率。

电加热管束启动时，开始对浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱中的导热油进行加热，导热油受热后会产生体积膨胀，诱导浮动盘管13自由端（d管和e管的前端，以及c、d、e、f四根管的尾端）产生振动，可以防止沥青超温结焦，浮动盘管管壁周围的沥青受热达到软化温度后开始软化具有一定流动性，浮动盘管的自由端在振动的过程中将该振动传递至周围沥青流体，对罐内沥青产生扰动，罐内沥青逐步形成自然对流进而逐渐软化变成流体，周围固态沥青会不断形成塌陷、脱落，脱落的沥青块继续被加热，以达到均匀加热沥青的目的。

在本发明的电加热系统中，换热列管22与第一组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱通过第一弧形端管、第一连接管相连接，通过第二弧形端管、第二连接管，并用连接油管再通过油气分离器、齿轮油泵与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，且储油箱下部的出油口也用连接油管通过油气分离器、齿轮油泵与第二组浮动盘管电加热装置的第一导热油管箱连接，形成了封闭的循环加热系统，换热列管与罐车内的沥青进行换热，换热列管的布置方式经过优化，采用5根换热列管，布置在罐车车体内部下方位置，沿罐车壁弧线布置，此种布置方式换热效率提高，沥青的加热更加均匀。