一种带预防局部过热结构的天然气电加热器的制作方法

本实用新型涉及一种天然气电加热器，具体地说是一种带预防局部过热结构的天然气电加热器，属于天然气电加热器领域。

背景技术：

电加热器是天然气处理领域常用的工艺加热设备。根据和介质是否直接接触，分为直接接触式电加热器和间接式电加热器。国内天然气直接接触式电加热器使用中存在电加热器内部局部过热问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种带预防局部过热结构的天然气电加热器，安全系数高，带预防局部过热结构、使用寿命长。

本实用新型的技术方案为：

一种带预防局部过热结构的天然气电加热器，所述天然气电加热器设有壳体，所述壳体内部设有电加热管，所述内部电加热管采用分层结构设计，包括外圈可调组和内圈固定组；两组所述电加热管单独接线进行控制，所述内圈固定组由接触器直接启停，功率不可调整；所述外圈可调组由可控硅控制，功率可0％～100％调整。启动运行时，内圈固定组先启动运行，如果出口温度达到设定温度，可调组不启动，否则可调组启动，功率从0kW开始向上递增，当温度达到设定值后，通过控制可调组的运行功率维持一定的出口温度。

进一步地，所述壳体设有弓形折流板，所述弓形折流板的间距为所述壳体内径的1/3～1/2。通过弓形折流板布置间距的合理设计，改善电加热器内部温度场的不均匀性，避免电加热器内部出现局部过热问题，降低了运行期间电加热器壳体内相邻空间内的气体温度，避免了壳体温度过高的风险。电加热内部温度场并不均匀，合理设置折流板间距，提高气体流速，很大程度上可以改善内部温度场的不均匀性，尤其在气体流量低于设计流量时，这种改善更为明显。根据电加热器流场模拟计算，折流板间距宜设置为壳体内径的1/3～1/2。

进一步地，所述壳体设有温度监控点即过热保护监控点，实时对电加热器壳体温度进行监控，并将实测温度上传至DCS系统，发出警报并连锁停止电加热器的运行，作为电加热器壳体过热保护的措施。常规电加热器一般只设置内部电加热管过热保护监控点，该实用新型新增电加热器壳体过热保护监控点，防止出现电加热器内部局部过热导致的壳体温度过高的问题。

本实用新型在传统的直接接触式电加热器的基础上，内部电加热管采用内圈固定组和外圈可调组的分层分布，折流板间距设计为壳体内径的1/3～1/2，同时增加了电加热器壳体过热保护监控点。有效避免了电加热器局部过热导致的壳体强度失效的安全隐患，在保证直接加热高效率的同时，提高了电加热器的运行安全性、有效延长了电加热器的使用寿命，广泛应用于石油、石化、天然气处理领域。

本实用新型的优点在于：有效避免了电加热器局部过热导致的壳体强度失效的安全隐患，在保证直接加热高效率的同时，提高了电加热器的运行安全性、有效延长了电加热器的使用寿命。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的内部电加热管分层布置图。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，一种带预防局部过热结构的天然气电加热器，所述天然气电加热器设有壳体6，所述壳体6内部设有电加热管7，所述内部电加热管7采用分层结构设计，包括外圈可调组71和内圈固定组72。

所述壳体6的一端设有介质入口11，另一端设有介质出口12，底部设有排污口13；所述壳体的一端设有封头9，另一端设有筒体法兰5，所述筒体法兰5连接有筒体盲板4，所述筒体盲板4外侧设有散热板3，所述散热板3设有电加热管过热保护PT100热电偶2，所述电加热管过热保护PT100热电偶2设置在防爆接线盒组件1内。

两组所述电加热管单独接线进行控制，所述内圈固定组由接触器直接启停，功率不可调整；所述外圈可调组由可控硅控制，功率可 0％～100％调整。启动运行时，内圈固定组先启动运行，如果出口温度达到设定温度，可调组不启动，否则可调组启动，功率从0kW开始向上递增，当温度达到设定值后，通过控制可调组的运行功率维持一定的出口温度。

所述壳体内设有弓形折流板8，所述弓形折流板8的间距为所述壳体内径的1/3～1/2。通过弓形折流板布置间距的合理设计，改善电加热器内部温度场的不均匀性，避免电加热器内部出现局部过热问题，降低了运行期间电加热器壳体内相邻空间内的气体温度，避免了壳体温度过高的风险。电加热内部温度场并不均匀，合理设置折流板间距，提高气体流速，很大程度上可以改善内部温度场的不均匀性，尤其在气体流量低于设计流量时，这种改善更为明显。根据电加热器流场模拟计算，折流板间距宜设置为壳体内径的1/3～1/2。

所述壳体设有温度监控点即过热保护监控点，实时对电加热器壳体温度进行监控，并将实测温度上传至DCS系统，发出警报并连锁停止电加热器的运行，作为电加热器壳体过热保护的措施。常规电加热器一般只设置内部电加热管过热保护监控点，该实用新型新增电加热器壳体过热保护监控点，防止出现电加热器内部局部过热导致的壳体温度过高的问题。

所述壳体6的外表面设有，壳体过热保护PT100热电偶10。

本实用新型在传统的直接接触式电加热器的基础上，内部电加热管采用内圈固定组和外圈可调组的分层分布，折流板间距设计为壳体内径的1/3～1/2，同时增加了电加热器壳体过热保护监控点。有效避免了电加热器局部过热导致的壳体强度失效的安全隐患，在保证直接加热高效率的同时，提高了电加热器的运行安全性、有效延长了电加热器的使用寿命，广泛应用于石油、石化、天然气处理领域。