专利名称：防爆电加热蒸汽发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在油气田钻井施工、井下作业、采油生产等环境中使用的蒸汽发生装置，尤其是涉及一种防爆电加热蒸汽发生装置。
背景技术：
电热蒸汽发生器基于电能使水迅速汽化原理，是集产蒸汽、产热水和清洗功能于一体的小型机电一体化装置。该设备特别适用于油气田钻井施工、井下作业、采油生产等作业环境间断用蒸汽及需要流动供汽的生产作业，在这样的工况条件下，设备容易沾染油污和泥浆，尤其是冬季油污和泥浆容易冻结，清洗设备非常困难，设备的清洁和解冻是冬季作业非常重要的组成部分。冬季施工作业时，通常需要在泥浆罐区、泥浆泵区以及钻台区等配备电热蒸汽发生器；起下钻时解冻钻杆接头的冻泥浆，并给管线加热解冻；给柴油机加热水，对柴油机、压风机、泥浆泵泥浆循环罐等机械设备预热；对设备外部的油污及泥土进行高压清洗等。与传统的燃油、燃煤小型锅炉相比，电热蒸汽发生器不仅具有显著的节能效果，而且可以避免环境污染，改善劳动条件，实现作业区的清洁文明生产。2000年8月23日公开的中国实用新型专利《整体卧式快速电热蒸汽发生器》(申请号99244823. 9)，由水箱、探头、内胆、电热管、电器控制箱等组成，外壳内安装有水箱，中间设有卧式加热内胆，内胆中有电热管，电热管中间有温度控制器探头，外壳下部设有电器控制箱。由于采用了电热管加热，可以做到快速启动，即用即通，而且便于移动，体积小、无污染。2011年10月26日公开的中国实用新型专利《一种新型液面可调的电热蒸汽发生器的控制器》(申请号201020644181. 9)，控制器分别与水箱、探针和压力控制器以及电热管相连，压力控制器再连接炉胆，水箱通过安全阀与炉胆相连，水泵连接安全阀，同时，探针和电热管插在炉胆内；控制器对由电加热蒸汽发生器由控制器、水箱、安全阀、电热管、炉胆、探针、压力控制器和水泵组成的电热蒸汽发生器实行控制，应用微处理器控制，交流单探针，炉胆液面可调节的低成本的控制器。但是由于采用单探针，缺乏冗余水位检测功能，控制方式不安全，当探针发生故障时，不能发现及时采取措施，就会导致加热管烧坏；水箱与加热内胆分开放置，不能有效利用热能，电器控制箱位置低，不便于操作。石油钻井采施工及采油、井下作业处于易燃易爆环境，要求用电设备具有防爆功能，以满足安全用电的要求。上述现有技术均未涉及井场用电气设备的防爆要求。
实用新型内容为了克服现有电加热蒸汽发生装置没有冗余水位检测功能，当探针发生故障时，容易导致加热管烧坏，控制方式不安全；部件布局不合理，不便于操作，无防爆功能等不足，本实用新型提供一种防爆电加热蒸汽发生装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是防爆电加热蒸汽发生装置包括水箱总成、电气控制系统，水箱总成包括储水箱、加热罐，加热罐的罐体上包覆有绝热保温层，加热罐内安装有电加热管和探针，电气控制系统的控制箱用于控制蒸汽发生装置。防爆电气控制系统包括控制箱、电子检测机构、执行机构；水箱总成的储水箱坐在加热罐的上方并与加热罐连通，加热罐安装在底座的中部；底座上水箱总成的一侧安装有控制箱，另一侧安装有防爆电机旋涡泵。防爆电气控制系统的控制箱用于信号检测、处理，控制信号输出和输入；控制箱内安装有防爆安全栅。电子检测机构的防爆电子检测极安装在储水箱、加热罐内，防爆电接点压力表、安全泄压阀安装在加热罐上。执行机构的防爆电加热管安装在加热罐内，防爆声光报警灯安装在控制箱上。2个防爆电子检测极安装在加热罐内，分别用于测量加热罐内的最低和最高水位；2个防爆电子检测极安装在储水箱内，分别用于测量储水箱内的最低和最高水位；安装在加热罐上的防爆电接点压力表用于监测加热罐的蒸汽压力；当罐内压力高于设定值时，安全泄压阀开启进行卸压；当罐内压力符合设定值时，安全泄压阀关闭。防爆电气控制系统采用AT89C2051单片机编程控制，采用防爆电子检测极对储水箱和加热罐内的水位进行测量和信号采集，根据设定自动调节控制加热罐和储水箱的水位 以及加热罐的蒸汽压力；加热罐内的防爆电子检测极采用冗余设计方案。本实用新型的有益效果是，将防爆电路技术应用于电加热蒸汽发生器中，精确的闭环全自动水位、蒸汽压力检测控制方式，使得电加热蒸汽发生器即使在易燃易爆的危险作业环境也能够安全可靠地使用。
图I是本实用新型防爆电加热蒸汽发生装置结构示意图。图2是本实用新型防爆电气控制系统示意图。图中1.防爆电机旋涡泵，2.安全泄压阀，3.防爆电接点压力表，4.储水箱，5.防爆声光报警灯，6.控制箱，7.防爆电子检测极，8.加热罐，9.底座，10.绝热保温层，11.防爆电加热管，12.水管线，13.执行机构，14.电子检测机构。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式
，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。本实用新型防爆电加热蒸汽发生装置包括水箱总成、防爆电气控制系统。水箱总成主要由储水箱4、加热罐8组成，加热罐8的罐体上包覆有绝热保温层10，保证在寒冷冬季使用时，即使偶尔停机，也能保证加热罐I中的水不会结冰。储水箱4坐在加热罐8的上方并通过水管线12与加热罐8连通，储水箱4内的水可以充分吸收加热罐8的热量，防止水箱内的水结冰。底座9用于集成防爆电加热蒸汽发生装置的各部件，方便运输。水箱总成安装在底座9的中间部位；水箱总成的一侧安装有控制箱6，另一侧安装有防爆电机旋涡泵I。控制箱6侧立于水箱总成的一侧，高度适中，方便操作人员对设备状态进行观察和控制。防爆电机旋涡泵I安装在水箱总成另一侧，以水管线12连接储水箱4和加热罐8，方便安装和检修。储水箱4、加热罐8、控制箱6、防爆电机旋涡泵I等设备均镶嵌安装于底座9框架内，储水箱4、防爆电机旋涡泵I、水管线12、加热罐8几个部分由不锈钢外壳包裹，上述设备形成集成一体化，结构牢固可靠，搬迁运输方便。防爆电气控制系统包括控制箱6、电子检测机构14、执行机构13。控制箱6用于信号检测、处理,控制信号输出和输入；控制箱6内安装有防爆安全栅；电子检测机构14的防爆电子检测极7安装在储水箱4、加热罐8内，防爆电接点压力表3、安全泄压阀2安装在加热罐8上。至少有2个防爆电 子检测极7安装在加热罐8内，分别用于测量加热罐8内的最低和最高水位；至少2个防爆电子检测极7安装在储水箱4内，分别用于测量储水箱4内的最低和最高水位。执行机构13的防爆电加热管11安装在加热罐8内，防爆声光报警灯5安装在控制箱6上。防爆电接点压力表3用于监测加热罐8的蒸汽压力；当罐内压力高于设定值时，安全泄压阀2开启进行卸压；当罐内压力符合设定值时，安全泄压阀2关闭，确保加热罐8 内压力安全。本实用新型防爆电气控制系统采用AT89C2051单片机编程控制，采用防爆电子检测极7对储水箱4和加热罐8内的水位进行测量和信号采集，根据设定的储水箱4和加热iiS 8内水位的最闻和最低值，自动调节控制加热iil 8和储水箱4的水位以及加热iil 4的蒸汽压力；加热罐4内的防爆电子检测极7采用冗余设计方案，保证不会因为电子检测极7的损坏导致防爆电加热管11干烧，提高了设备的使用寿命，增强安全性。防爆电子检测极7 —旦检测到储水箱4和/或加热罐8的水位高于或低于设定的水位值时，防爆声光报警灯5开始报警，目的是为了保持储水箱4/加热罐8中有足够的水供整个设备使用。电接点压力表3可以调节防爆电热蒸汽发生器的产出蒸汽压力，通常所调节的压力不得超出加热罐体设计的可承受的最高压力的70%。本实用新型防爆电加热蒸汽发生装置将防爆电路技术应用于电热蒸汽发生器中，使得电热蒸汽发生器即使在易燃易爆的危险环境中作业，安全可靠的工作。整个防爆电路系统由防爆控制箱、防爆电加热管、防爆电子水位检测极、防爆电机旋涡泵、防爆电接点压力表几部分构成，另外在防爆箱内部有防爆安全栅，保证防爆控制箱内外电路的隔离，从而保证防爆控制系统的安全性，整个防爆电路的设计满足井场等危险气体作业环境对用电设备的防爆要求。应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
权利要求1.一种防爆电加热蒸汽发生装置，包括水箱总成、电气控制系统，水箱总成包括储水箱、加热罐，加热罐的罐体上包覆有绝热保温层，加热罐内安装有电加热管和探针，电气控制系统的控制箱用于控制蒸汽发生装置，其特征是 所述防爆电气控制系统包括控制箱(6)、电子检测机构(14)、执行机构(13); 所述水箱总成的储水箱(4)坐在加热罐(8 )的上方并与加热罐(8 )连通，加热罐(8 )安装在底座(9)的中部； 所述底座(9)上水箱总成的一侧安装有控制箱(6)，另一侧安装有防爆电机旋涡泵(I)。
2.根据权利要求I所述防爆电加热蒸汽发生装置，其特征是 所述防爆电气控制系统的控制箱(6)用于信号检测、处理，控制信号输出和输入；控制箱(6)内安装有防爆安全栅； 所述电子检测机构(14)的防爆电子检测极(7)安装在储水箱(4)、加热罐(8)内，防爆电接点压力表(3)、安全泄压阀(2)安装在加热罐(8)上； 所述执行机构(13 )的防爆电加热管(11)安装在加热罐(8 )内，防爆声光报警灯(5 )安装在控制箱(6)上。
3.根据权利要求2所述防爆电加热蒸汽发生装置，其特征是 2个所述防爆电子检测极(7)安装在加热罐(8)内，分别用于测量加热罐(8)内的最低和最闻水位； 2个所述防爆电子检测极(7)安装在储水箱(4)内，分别用于测量储水箱(4)内的最低和最闻水位； 安装在所述加热罐(8)上的防爆电接点压力表(3)用于监测加热罐(8)的蒸汽压力；当罐内压力高于设定值时，安全泄压阀(2)开启进行卸压；当罐内压力符合设定值时，安全泄压阀(2)关闭。
4.根据权利要求3所述防爆电加热蒸汽发生装置，其特征是所述防爆电气控制系统采用AT89C2051单片机编程控制，采用防爆电子检测极(7)对储水箱(4)和加热罐(8)内的水位进行测量和信号采集。
专利摘要一种防爆电加热蒸汽发生装置。为了克服现有电加热蒸汽发生装置没有冗余水位检测功能，控制方式不安全；部件布局不合理，不便于操作等不足，本实用新型的水箱总成包括储水箱、加热罐，加热罐的罐体上包覆有绝热保温层，加热罐内安装有电加热管和探针，电气控制系统的控制箱用于控制蒸汽发生装置，防爆电气控制系统包括控制箱、电子检测机构、执行机构；水箱总成的储水箱坐在加热罐的上方并与加热罐连通，加热罐安装在底座的中部；底座上水箱总成的一侧安装有控制箱，另一侧安装有防爆电机旋涡泵。其有益效果是精确的闭环全自动水位、蒸汽压力检测控制方式，使得电加热蒸汽发生器即使在易燃易爆的危险作业环境也能够安全可靠地使用。
文档编号F22B1/28GK202747314SQ201220334959
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者王文津, 刘学佳, 白建滨, 陈亚鹏, 顿莘, 刘新权, 张要国, 李旭 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司