一种中频电磁加热器的制造方法

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一种中频电磁加热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电磁加热装置,特别是设及一种用于油田输油管道的电磁加热 器。
【背景技术】
[0002] 我国多数油田生产的原油含蜡粘度高,输送过程中需要加热降粘。传统的加热方 式有蒸汽伴热和水浴加热。燃气、燃油炉和电热水套炉是产生热能的主要装置,运些装置一 般都包含燃油回路、热媒回路和换热器回路等众多附属设备。其共同的缺点是加热装置庞 大,且保溫比较困难,热损失严重。如:电热水套炉热效率为50%左右,燃气、燃油炉热效率 仅为20 %左右。
[0003] 经专利文献的检索,到目前为止,尚未发现用于油田输油管道的中频电磁加热装 置。专利号为200620200096. 7的中国专利"管道中频电磁加热式热水器",介绍了一种管 道中频电磁加热式热水器。其电磁感应体一端连接进水管,另一端连接出水管;其感应线 圈与中频电源连接,利用电磁感应原理对局部流动水进行加热,具有加热迅速、节能且不需 要使用水箱容体作为传热媒介,节约空间并且清洗维护方便、使用安全等优点。专利号为 200820114754. X的中国专利"一种中频电磁加热炉体结构",介绍了一种中频电磁加热炉。 其由主铁忍和主线圈组成,通过铁屯、导磁体导磁产生满流对工件进行加热,使得工件均匀 地同时升溫。 【实用新型内容】
[0004] 针对传统蒸汽伴热和水浴加热的加热方式存在的不足,本实用新型提供一种加热 速度快,热效率高,可W调溫的中频电磁加热器。 阳〇化]为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,一种中频电磁加热器,包括加 热和换热器、溫度传感器和中频感应电源,所述加热和换热器包括导磁管道,在所述导磁管 道的外表面上缠绕设置有电磁感应线圈,在所述电磁感应线圈的外部设置有保溫层;在出 油口处的导磁管道上设置有管壁溫度检测传感器;Ξ相交流电源与所述中频感应电源的输 入端相连接,所述中频感应电源的输出端与所述电磁感应线圈的两端相连接;所述管壁溫 度检测传感器检测到的溫度信号经过检测电路处理后,送给控制器,实现控制与保护。
[0006] 所述中频感应电源的频率为1000~2000Hz。
[0007] 所述加热和换热器的功率密度低于3. 5W/cm2。
[0008] 本实用新型的有益效果:
[0009] 1、本实用新型的电磁加热器加热速度快,热效率高;
[0010] 2、本实用新型的电磁加热器为交变磁场作用,不易结垢,无泄漏危险,节能环保;
[0011] 3、本实用新型的电磁加热器通过管壁溫度检测传感器监测管壁油溫,避免了冷热 不均现象的出现,实现了快速、高效、可靠加热。
[0012] 经试验验证:本实用新型的电磁加热器当中频感应电源的频率在1000~2000化 范围时,电磁感应加热效率超过85%。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的加热和换热器的结构示意图;
[0014] 图2为本实用新型的电路原理框图;
[0015] 图3为本实用新型的实施例的结构示意图;
[0016] 其中,1-加热和换热器,2-电磁感应线圈,3-保溫层,4-管壁溫度检测传感器, 5-导磁管道,6-底座,7-进油口,8-中频感应电源箱,9-加热和换热器箱。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0018] 如图1~图3所示,一种中频电磁加热器,包括加热和换热器1、溫度传感器和中频 感应电源,所述溫度传感器为管壁溫度检测传感器4,所述管壁溫度检测传感器4采用的型 号为PT100 ;所述加热和换热器1包括导磁管道5,在所述导磁管道5的外表面上缠绕设置 有电磁感应线圈2,在所述电磁感应线圈2的外部设置有保溫层3 ;在出油口处的导磁管道 5上设置有管壁溫度检测传感器4 相交流电源与所述中频感应电源的输入端相连接,所 述中频感应电源的输出端与所述电磁感应线圈2的两端相连接;所述管壁溫度检测传感器 4检测到的溫度信号经过检测电路处理后,送给控制器,实现控制与保护。
[0019] 为了确保本实用新型的电磁加热器效率最优,所述中频感应电源的频率为 1000~2000化,所述加热和换热器1的功率密度低于3. 5W/cm2。
[0020] 如图2所示,所述中频感应电源的主电路为AC-DC-AC变频结构,由整流电路、滤波 电路和逆变电路组成,Ξ相交流电源与所述整流电路的输入端相连接,所述整流电路的输 出端经所述滤波电路与所述逆变电路的输入端相连接,所述逆变电路的输出端与所述电磁 感应线圈2的两端相连接;所述管壁溫度检测传感器4检测到的溫度信号经过检测电路处 理后,送给控制器,实现控制与保护,所述控制器经驱动电路与逆变电路相连接。
[0021] 所述中频感应电源的工作原理如下:
[0022] Ξ相工频交流电压经过Ξ相全控整流桥整流成电压可调的脉动直流电压,再通过 滤波电容将脉动的直流电压滤波变成光滑平稳的直流电压送到单相逆变桥,最后通过逆变 桥将直流电压变成单相频率可调的中频交流电压,供给电磁感应线圈2。
[0023] 在使用过程中,本实用新型的加热和换热器1的管径选择要和油井管径匹配,而 且尽量不增加管程阻力损失,W提高本实用新型的加热效率。
[0024] 换热面积(长度)的选择,见下式:
[0027] P《3. 5XAX104 (3) 阳0測 式中,w-功,焦耳;
[0029] t-时间,秒;
[0030] P-电源功率,W ; W31] I-电流,A; 阳03引 k安装加热和换热器后电磁感应线圈的电感,Η ; 阳〇3引 U。-真空磁导率,4 3Τ X 10 7H/m ;
[0034] Uf-导磁管道的相对磁导率;
[0035] N-应数;
[0036] A-加热和换热器截面积,m2;
[0037] ^电磁感应线圈的盘绕线圈长度,m。
[0038] 本实用新型的电磁加热器可W灵活的设计加热器的功率等级、流量和外形结构, 下面W 20kW、30吨/天流量的电磁加热器为例,详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0039] 如图3所示,将本实用新型的加热和换热器1置于加热和换热器箱9内,将本实用 新型的中频感应电源置于中频感应电源箱8内。中频感应电源箱8可W置于加热和换热器 箱9顶部,也可W置于加热和换热器箱9侧面,加热和换热器箱9置于底座6上。加热和换 热器1的结构如图1所示,导磁管道5为DN89或DN65或DN50,在导磁管道5的外表面上均 匀缠绕设置有耐高溫180°C、耐电压5KV的玻璃丝绕包多忍电磁感应线圈2,再在电磁感应 线圈2的外部包上保溫层3。管壁溫度检测传感器4安装在有电磁感应线圈2的导磁管道 5上。
[0040] 下面结合【附图说明】本实用新型的使用过程:
[0041] 当启动本实用新型的中频电磁加热器的电源后,由整流电路将50/60HZ的交流电 压转变成电压可调的脉动直流电压,再经过滤波电容将脉动直流电压滤波变成光滑平稳的 直流电压送到单相逆变桥,最后通过逆变桥将直流电压变成单相频率为0~2500化可调的 中频交流电压。当高速变化的交流电流通过电磁感应线圈2时,电磁感应线圈2会产生高 速变化的磁场,交变磁场在导磁管道5表面产生满流,使导磁管道5发热。当原油在导磁 管道5内流动时,带走导磁管道5发出的热量。当管壁溫度检测传感器4检测到导磁管道 5的溫度达到期望值时,由控制器通过驱动电路控制逆变电路,使通过电磁感应线圈2的加 热电流慢慢变小。如果导磁管道5的热量不能迅速交换给原油,而导致导磁管道5的管壁 溫度超过设定溫度l〇〇°C~110°C (该值可人工调整)时,系统会自动断电,发出报警信号; 直到导磁管道5的管壁溫度降到安全值时,才再次加热。
【主权项】
1. 一种中频电磁加热器,其特征在于包括加热和换热器、温度传感器和中频感应电源, 所述加热和换热器包括导磁管道,在所述导磁管道的外表面上缠绕设置有电磁感应线圈, 在所述电磁感应线圈的外部设置有保温层;在出油口处的导磁管道上设置有管壁温度检测 传感器;三相交流电源与所述中频感应电源的输入端相连接,所述中频感应电源的输出端 与所述电磁感应线圈的两端相连接;所述管壁温度检测传感器检测到的温度信号经过检测 电路处理后,送给控制器,实现控制与保护。2. 根据权利要求1所述的中频电磁加热器,其特征在于所述中频感应电源的频率为 1000 ~2000Hz。3. 根据权利要求1所述的中频电磁加热器,其特征在于所述加热和换热器的功率密度 低于 3. 5W/cm2。
【专利摘要】一种中频电磁加热器,属于电磁加热装置,特别是涉及一种用于油田输油管道的电磁加热器。本实用新型加热速度快,热效率高,可以调温。本实用新型包括加热和换热器、温度传感器和中频感应电源,所述加热和换热器包括导磁管道,在所述导磁管道的外表面上缠绕设置有电磁感应线圈,在所述电磁感应线圈的外部设置有保温层;在出油口处的导磁管道上设置有管壁温度检测传感器;三相交流电源与所述中频感应电源的输入端相连接,所述中频感应电源的输出端与所述电磁感应线圈的两端相连接;所述管壁温度检测传感器检测到的温度信号经过检测电路处理后,送给控制器,实现控制与保护。
【IPC分类】F17D1/18, H05B6/06, H05B6/10
【公开号】CN205155576
【申请号】CN201520812688
【发明人】王峰
【申请人】中国石油辽河油田油气合作开发公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月20日
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