一种仪表复合式伴热防冻系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种仪表复合式伴热防冻系统，包含蒸汽伴热单元、温差发电单元、电伴热单元、温度控制单元和储能单元五部分。蒸汽伴热单元是防冻系统的基础，为系统提供初始热量并持续伴热；温差发电单元是利用管道上的保温层内外的温度差来进行温差发电；电伴热单元是为仪表伴热，伴热所需电能由温差发电单元供应；温度控制单元是对仪表装置内的温度进行调控，当温度不在设定范围内时，使电伴热单元伴热或者停止伴热；储能单元是当停止电伴热时，对温差发电单元产生的电能进行存储。本实用新型专利技术的防冻系统可以有效地提高伴热效率，并且能够大幅度节约伴热成本。

Instrument composite heat tracing antifreezing system

The utility model discloses a instrument composite heat tracing and antifreezing system, comprising a steam heat tracing unit, a temperature difference power generation unit, an electric heat tracing unit, a temperature control unit and an energy storage unit, wherein five parts are included. Steam heating unit is the basis of anti freezing system, and continue to provide the initial heat heating system; thermal power unit is to use thermoelectric power generation pipeline insulating layer on the inside and outside temperature; electric heating unit for heating instrument, heating power supply required by thermoelectric power generation unit; temperature control unit is to control the temperature inside the instrument, when the temperature is not in the set range, the electric heating unit heating or stop heating; the energy storage unit is stopped when the electric heating, due to the temperature difference between the electric energy storage power generation unit. The anti freezing system of the utility model can effectively improve the heat tracing efficiency and can greatly save the heat tracing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种仪表复合式伴热防冻系统
本技术属于仪器仪表领域中的一种仪表防冻系统，特别是一种仪表复合式伴热防冻系统。
技术介绍
仪表的正常工作是工业生产的保障，对于一些大型的仪器仪表用户而言，仪表的的正确测量是安全生产的关键，但是在较为寒冷的地区常常出现仪表因环境温度较低而失准或损坏的现象，给企业带来了巨大的损失。仪表设备最怕冷，受环境温度变化的影响易出现运行不稳定、测量值出现偏差等问题，同时，如果环境温度降到介质冷凝点以下，还会造成仪表和仪表管线的冻堵，这将导致仪表故障，影响装置正常生产，而压力、流量、液位、温度等各类仪表点，其测量介质多为液体，低温更容易造成测量误差，严重者可能引发中毒、火灾、爆炸等安全事故。仪表的正常测量关系到工业生产设备的顺利运行，是工业安全生产中的重要保障。据全球经济数据显示，2014年中国工业生产总值占GDP总额比重为35.82%。因此，对仪表防冻问题的研究有着极其重要的意义。通过多年的研究，人们对仪表防冻问题的研究有了较大进展，但现有的伴热方式都有其诸多不足。仪表箱的选型并不是一种经济而有效的防冻方式；蒸汽伴热和热水伴热的伴热效率较低，不可调温并且成本较大；电伴热的伴热带长度有限并且投入较大。因此，需要一种经济而有效的伴热方式来解决工业生产中的仪表防冻问题。
技术实现思路
为了克服上述不足，本技术提供了一种仪表复合式伴热防冻系统，其能够有效地解决现有技术中的问题。本技术所采用的技术方案是：一种仪表复合式伴热防冻系统，包含蒸汽伴热单元、温差发电单元、电伴热单元、温度控制单元和储能单元五部分。蒸汽伴热单元是防冻系统的基础伴热单元，对仪表和其所在管道进行持续伴热，在伴热时，蒸汽管线所带来的高温会使得保温层内外产生比较大的温度差，然后温差发电单元利用保温层内外的温度差进行发电，并将所发电能供给电伴热单元，让电伴热单元为仪表伴热。当仪表装置内的温度接近设定范围上限时，停止电伴热并对温差发电单元所产生的电能进行存储，防冻系统仅有蒸汽伴热一种伴热方式；当仪表装置内的温度接近设定范围下限时，停止储能并对仪表进行电伴热，然后防冻系统就由蒸汽伴热和电伴热这两种伴热方式组成的复合式伴热对仪表伴热。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的防冻系统能够提高伴热的效率，有效地为仪表伴热；可以对仪表装置内的温度进行调控，能够根据温度要求进行伴热方式的转换；一种可以大幅度降低伴热成本的复合式伴热系统，有着巨大的经济效益。附图说明图1是一种仪表复合式伴热防冻系统硬件方案图。图2是一种仪表复合式伴热防冻系统工作流程示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图，对本技术进行进一步解释说明，但不作为对本技术的限定。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。如图1所示，其示出了本技术的一种仪表复合式伴热防冻系统硬件方案图。所述的防冻系统包含蒸汽伴热单元、温差发电单元、电伴热单元、温度控制单元和储能单元五部分。蒸汽伴热单元是防冻系统的基础，为系统提供初始温度并持续伴热；温差发电单元是利用蒸汽伴热在伴热管道内外产生的温度差来进行发电；电伴热单元是为仪表伴热，伴热所需电能由温差发电单元供应；温度控制单元是对仪表装置内的温度进行调控，当温度不在设定范围内时，使电伴热单元伴热或者停止伴热；储能单元是当仪表装置内的温度达到设定范围上限时，停止电伴热并对温差发电单元产生的电能进行存储。如图2所示，其示出了本技术的一种仪表复合式伴热防冻系统工作流程示意图。在仪表防冻系统运行后，蒸汽伴热单元作为防冻系统的基础伴热单元运行，并持续为防冻系统伴热（包括仪表），蒸汽伴热单元为系统所提供的热量使被伴热管道的保温层内外产生较大的温度差，然后被置于保温层内的温差发电单元利用保温层内外的温差进行温差发电，所产生的电能为电伴热单元供能或者被存储在储能单元。电伴热单元的运行和储能单元的运行由温度控制单元来控制，当仪表装置内的温度达到设定范围上限时，停止电伴热并对温差发电单元所产生的电能进行存储；当仪表装置内的温度降到设定范围下限时，停止储能并对仪表进行电伴热。在对仪表进行电伴热时，仪表的防冻系统是由蒸汽伴热和电伴热这两种伴热方式组合而成的复合式伴热方式来为仪表伴热；当停止电伴热（即储能）时，仪表的防冻系统仅有蒸汽伴热这一种单一的伴热方式来为仪表伴热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪表复合式伴热防冻系统，其特征在于：包含蒸汽伴热单元、温差发电单元、电伴热单元、温度控制单元和储能单元五部分；所述的蒸汽伴热单元是防冻系统的蒸汽管线，其属于防冻系统的基础伴热单元，对仪表和其所在管道进行持续伴热；所述的蒸汽伴热单元在为防冻系统伴热时，其伴热管线和被伴热的管道会被一层保温层包裹，蒸汽管线所带来的高温会使得保温层内外产生比较大的温度差；所述的温差发电单元置于保温层内，利用保温层内外的温度差进行发电，并将所发电能供给电伴热单元；所述的温差发电单元由许多置于保温层内的温差发电片串联而成；所述的电伴热单元是缠绕在仪表装置内仪表上的电伴热带，其伴热所需的电能由温差发电单元供给；所述的温度控制单元对仪表装置内的温度进行实时监测，当其温度达到设定范围上限时，停止电伴热并对温差发电单元所产生的电能进行存储，当其温度降到设定范围下限时，停止储能并对仪表进行电伴热；所述的储能单元就是当仪表装置内的温度达到设定温度上限时，对温差发电元所产生的电能进行存储。

【技术特征摘要】
1.一种仪表复合式伴热防冻系统，其特征在于：包含蒸汽伴热单元、温差发电单元、电伴热单元、温度控制单元和储能单元五部分；所述的蒸汽伴热单元是防冻系统的蒸汽管线，其属于防冻系统的基础伴热单元，对仪表和其所在管道进行持续伴热；所述的蒸汽伴热单元在为防冻系统伴热时，其伴热管线和被伴热的管道会被一层保温层包裹，蒸汽管线所带来的高温会使得保温层内外产生比较大的温度差；所述的温差发电单元置于保温层内，利用保温层内外的温度差进行发电，并将所发电能供给电伴热单元；所述的温差发电单元由许多置于保温层内的温差发电片串联而成；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同，顾亚雄，孙烨，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51