一种油田用定向吸热气电混用加热炉及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种油田用定向吸热气电混用加热炉及其控制方法，包括：炉体

【技术实现步骤摘要】
一种油田用定向吸热气电混用加热炉及其控制方法


[0001]本专利技术涉及加热炉
，尤其涉及一种油田用定向吸热气电混用加热炉及其控制方法
。

技术介绍

[0002]目前大部分油田企业在采油生产过程中，还有伴生天然气产生，伴生天然气一部分直接用于供热用加热炉的燃烧，其余部分通过净化站净化后进入天然气管道，目前油田企业使用的加热炉结构如下，包括炉体
、
位于炉体内部的燃烧腔室
、
位于炉体内部并与燃烧腔室换热的水容积腔室
、
位于炉体一侧并与燃烧腔室连通的燃烧室入料口
、
位于炉体另一侧并与燃烧腔室连通的烟道腔体
、
位于水容积腔室内并与烟道腔体连通的多根余热再利用烟管，利用烟管的余温可对水容积腔室内的水进行加热，以增加换热效率
。
但是目前的加热炉虽然通过增加烟管余温再利用结构，以降低天然气的使用，但是其燃烧还是需要使用大量天然气
。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种油田用定向吸热气电混用加热炉及其控制方法，用于减少加热炉对天然气的使用，以克服上述现有技术的不足
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种油田用定向吸热气电混用加热炉，包括：炉体
、
位于炉体内部的燃烧腔室
、
位于炉体内部并与燃烧腔室换热的水容积腔室
、
位于炉体一侧并与燃烧腔室连通的燃烧室入料口
、
位于炉体另一侧并与燃烧腔室连通的烟道腔体
、
位于水容积腔室内并与烟道腔体连通的多根余热再利用烟管，所做的改进是，所述燃烧腔室内受热表面诞敷定向吸热膜材，在所述烟管内安装电加热器，在烟管内壁与电加热器之间缝隙处诞敷定向吸热膜材，通过所述电加热器对烟管进行加热，再通过加热后的烟管对水容积腔室内的水进行换热
。
[0006]作为本专利技术的优选，还包括主控制器，所述控制器分别与电加热器和远程
PC
控制端连接，所述控制器包括：断路器
、
传感器组
、
控制主板
、
显示屏
、
控制子板
、
紧急开关；
[0007]所述断路器用于过载
、
欠压
、
短路
、
接地故障的保护；
[0008]所述传感器组包括：主温度检测传感器
、
备用温度检测传感器
、
以及环境温度采集传感器，所述主温度检测传感器和备用温度检测传感器均用于检测被加热工质的出口温度，所述环境温度采集传感器用于采集室温环境的温度；
[0009]所述控制主板集成有控制回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块
、
显示模块
、
控制模块，所述控制回路电源管理模块用于管理控制模块与电加热器之间的电源启闭，所述终端和子板通讯模块
(485
总线通讯
)
用于控制主板远程控制控制子板，所述显示模块用于显示控制模块的信息，所述控制模块分别与回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块和显示模块连接，所述控制模块用于控制回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块和显示模块，所述控制模块带有运行逻辑控制
、
控制逻辑处理和数据运算功能；
[0010]所述控制子板集成有继电器输出控制模块
、
三相电流采集模块
、
通讯模块，所述继电器输出控制模块用于控制电加热器执行回路的通断，所述三相电流采集模块用于采集电加热器回路的电流并提供三相不平衡的报警信息，所述通讯模块用于控制子板与控制主板之间的数据传递；
[0011]所述紧急开关用于切断整个系统的总电源；
[0012]所述显示屏用于显示控制主板的各项信息
。
[0013]作为本专利技术的优选，所述
PC
控制端包括：系统设置模块
、
数据统计模块和曲线转化模块，所述系统设置模块用于调整电加热器的电流
、
电压和功耗
、
调整被加热工质的出口最高温度和最低温度，以及故障信息的提示，所述数据统计模块用于统计电加热器的温度
、
功耗和加热时间，所述曲线转化模块用于显示温度和功耗随时间变化的曲线
。
[0014]作为本专利技术的优选，每个所述电加热器均安装有
K
形热电偶传感器，所述
K
形热电偶传感器用于检测到电加热器加热温度的最低值和最高值，判断电加热器的启停状态
。
[0015]作为本专利技术的优选，所述保护继电器设置在漏保空开与三相电流采集模块之间的回路上
。
[0016]作为本专利技术的优选，所述电加热器与保护继电器之间设置有可控硅
(
三相
SRC)
模块，所述可控硅模块用于启闭电加热器，集成在控制子板上的可控硅
(
三相
SRC)
模块作为开关使用
。
[0017]本专利技术的另一个目的是提供一种油田用定向吸热气电混用加热炉的控制方法，包括以下步骤：
[0018]步骤
S1
：将定向吸热膜材诞敷在加热炉燃烧腔室受热表面，利用定向吸热膜材形成的固化瓷膜增强加热炉燃烧腔室内壁的热能吸收速率；
[0019]步骤
S2
：将电加热器安装在加热炉水容积腔室的换热烟管内，并将定向吸热膜材诞敷在烟管内壁位于电加热器的位置；
[0020]步骤
S3
：利用电加热器对加热炉的换热烟管进行加热，经过加热后的换热烟管用于与水容积腔室内的水进行热交换，以减少燃烧腔室的换热需求，进而降低燃烧腔室对天然气的使用
。
[0021]作为本专利技术的优选，还包括以下步骤：
[0022]步骤
S4
：多根换热烟管内的电加热器通过接线柱与控制子板上的可控硅
(
三相
SRC)
模块
(
继电器
)
连接，通过可控硅
(
三相
SRC)
模块控制电加热器的启闭，实现延长电加热器的使用寿命和安全节能运行；
[0023]步骤
S5
：通过与控制子板连接的控制主板进行数据处理和本地显示，并与远程
PC
终端进行数据交互，实现智能控制；
[0024]步骤
S6
：将主温度检测传感器和备用温度检测传感器安装在被加热工质的出口处，通过主温度检测传感器
、
备用温度检测传感器检测输出工质温度，确保主温度检测传感器出现故障时，备用温度检测传感器仍然正常工作；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种油田用定向吸热气电混用加热炉，包括：炉体
、
位于炉体内部的燃烧腔室
、
位于炉体内部并与燃烧腔室换热的水容积腔室
、
位于炉体一侧并与燃烧腔室连通的燃烧室入料口
、
位于炉体另一侧并与燃烧腔室连通的烟道腔体
、
位于水容积腔室内并与烟道腔体连通的多根余热再利用烟管，其特征在于，所述燃烧腔室内受热表面诞敷定向吸热膜材，所述烟管内安装电加热器，在烟管内壁与电加热器之间缝隙处诞敷定向吸热膜材，通过所述电加热器对烟管进行加热，再通过加热后的烟管对水容积腔室内的水进行换热
。2.
根据权利要求1所述的一种油田用定向吸热气电混用加热炉，其特征在于，还包括主控制器，所述主控制器分别与电加热器和远程
PC
控制端连接，所述控制器包括：断路器
、
传感器组
、
控制主板
、
显示屏
、
控制子板
、
紧急开关；所述断路器用于过载
、
欠压
、
短路
、
接地故障的保护；所述传感器组包括：主温度检测传感器
、
备用温度检测传感器
、
以及环境温度采集传感器，所述主温度检测传感器和备用温度检测传感器均用于检测被加热工质出口温度，所述环境温度采集传感器用于采集室温环境的温度；所述控制主板集成有控制回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块
、
显示模块
、
控制模块，所述控制回路电源管理模块用于管理控制模块与电加热器之间的电源启闭，所述终端和子板通讯模块用于控制主板远程控制控制子板，所述显示模块用于显示控制模块的信息，所述控制模块分别与回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块和显示模块连接，所述控制模块用于控制回路电源管理模块
、
终端和子板通讯模块和显示模块；所述控制子板集成有继电器输出控制模块
、
三相电流采集模块
、
通讯模块，所述继电器输出控制模块用于控制保护继电器和可控硅模块，所述三相电流采集模块用于采集电加热器回路的电流，所述通讯模块用于控制子板与控制主板之间的数据传递；所述紧急开关用于切断整个系统的总电源；所述显示屏用于显示控制主板的各项信息
。3.
根据权利要求2所述的一种油田用定向吸热气电混用加热炉，其特征在于，所述
PC
控制端包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩一龙，韩光军，姜一，张丹丹，鄢仁生，刘军，杨永，
申请(专利权)人：吉林省光大节能技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：