專利名稱：石油輸油管道自動加熱卡的制作方法
技術領域：
本發明屬石油工業技術領域，尤其涉及到我國石油輸油管線電加熱的裝置。
六十年代以來，我國石油工業在管線輸油過程中，為了防止石油凝管(凝堵)保證原油在管道中正常流動，普通采用了火輻射方式，即建立加熱爐對輸油管線直接加熱方式。其特點是，投資大，建一加熱爐站需幾十萬元人民幣，耗能高，加熱24小時耗原油1噸。八十年代以來，大慶油田袁相啟提出了利用高電壓，大電流對原油集輸管線進行電加熱解堵的方案，其方法是把凝堵的管線視為一個埋在地下熱容量很大的“電熱器”，并在這個“電熱器”兩端接通一個較大容量的電源，使其產生熱量，然后經過一定時間的吸熱，散熱和熱量的累積使管內原油不斷升溫，直至重新熔化為液態為止(石油學報1983年，第2期)。由于把輸油管線作為一導體，出于安全原因，該方法未能普遍應用。1988年，遼河石油勘探局油田建設設計院設計了一種直流電熱解堵裝置(專利申請號B5207198．)該裝置仍然是把輸油管道視為一導體，利用可控硅整流設備，交流電經整流輸出電壓120伏，電流800安后進行管線加熱，因此，同樣存在袁相啟方法的缺點，不易推廣應用。1991年滄州市電氣控制設備廠等單位，設計了多功能工頻電熱石油裝置(專利申請號分別是91208357.3，91208358.1)其特點是單相工頻電源裝置和數根電熱管組成電加熱器，直接作用在輔油管道內，呈集膚效應加熱，但是需要在輸油管線施工前將電熱管預置在管線內，安裝，維修，更換極不方便。由于將加熱管直接置于油中，即使有防爆裝置，仍然存在著可能出現的安全問題。
本發明的目的是根據我國石油工業輸油管線加熱的具體實際，設計一種能克服上述裝置的不足，安全性能高，安裝使用方便，投資、耗能低，對輸油管道無任何要求的，能精確控制加熱溫度的輸油管道自動加熱卡。
實現本發明之目的技術措施是這樣的，設計一加熱卡，使其具有極強的加熱功率；有一接口與電腦控制的驅動控制裝置相連接，電腦通過測溫顯示裝置監測油溫，當油溫高于某設定溫度狀態時則電腦通過驅動控制裝置自動斷掉部分加熱卡，低于某設定溫度時則自動啟動部分加熱卡，可使輸油管道加熱溫度始終在一區間內恒定，保證了輸油管道內原油保持一定的油溫而呈液體狀正常流動。具體地講，本發明所說的一種石油輸油管道自動加熱卡，包括加熱卡(1)、單片計算機及接口、譯碼、鎖存電蹈(2)，驅動控制裝置(3)，測溫顯示裝置(4)，其特征在于加熱卡(1)是由呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個夾緊裝置(1.1)構成。所說的兩個夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的，其表面復蓋有絕熱材料(1.2)及其卡箍(1.3)可直接安裝在輸油管道外壁，所說的自動加熱卡，其加熱卡(1)具有一接口(1.4)與驅動控制裝置(3)相連接，受控于驪動裝置以啟動，斷開加熱卡所需電源。所說的自動加熱卡其單片計算機及接口、譯碼、鎖存電路(2)分別與驅動控制裝置(3)測溫顯示裝置(4)相連接，測溫顯示裝置(4)采集到油溫即送單片計算機處理后作出決策，通過接口、譯碼、鎖存電路作用于驅動控制裝置(3)從而完成了對加熱卡加熱溫度的精確控制。實施上述措施后，經國家高速水利重點試驗室測試，該油管內原油相當溫度升高值△t油已達62.4℃(即，把油溫看成0℃，凈升高62.4℃)，電熱轉換效率已達89.6％，總功率僅72KW，工作電壓380伏。與現有的輸油管道加熱方式相比，優點是十分明顯的，具體表現在(1)加熱卡不直接與原油接觸，安全性能高，(2)采用先進的電腦控制技術，精確控制加熱卡的加熱溫度，保證了輸油管內原油流動所需的溫度。(3)節省了大量設備投資，節約了能源，根據該項目經濟效益報告，僅改造333個加熱爐，一年可節約設備投資和能源消耗共達1.7億元人民幣。(4)對輸油管道無任何要求，安裝，使用，更新方便。完全達到了本發明所說之目的。
下面結合附圖給出實施例并對本發明作進一步的說明。
圖1是本發明所說的自動加熱卡原理方框圖，圖2是本發明所說的加熱卡部分結構示意圖，圖3是本發明所說的加熱卡縱向視圖，圖4是本發明所說的加熱卡俯視圖，圖1，圖2說明加熱卡(1)單片計算機及接口、譯碼、鎖存電路(2)驅動控制裝置(3)測溫顯示裝置(4)夾緊裝置(1.1)絕熱材料(1.2)卡箍(1.3)接口(1.4)。
本發明所說的加熱卡(1)是由呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個夾緊裝置(1.1)構成，夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的，本實施例中可選用發熱體PTC和鎳鉻合金制成，其表面復蓋的絕熱材料(1.2)。可選用石棉或進口、國產絕熱材料涂料，所說的加熱卡(1)絕熱材料(1.2)外層有一卡箍(1.3)安裝時將使用到，亦可作加熱卡的保護外殼，采用耐熱的非金屬材料或金屬材料制作。所說的加熱卡(1)上有一接口(1.4)可用耐高溫燒瓷插座鑲入，并留有夾緊裝置(1.1)中發熱體伸出的接線端，以便與驅動控制裝置(3)相連接，驅動控制裝置(3)由驅動器，驅動電路組成，驅動器選用JGY-IF驅動器，單片計算機機及接口、譯碼，鎖存電路(2)，可選用8031單片機通過接口電路控制3-8譯碼器，合計24個被控制信號，即可控制二十四個加熱卡的開啟，關斷。鎖存電路用于發出信號鎖存，開啟關斷動作的持續，并與驅動電賂連接。測溫顯示裝置(4)由熱電偶，測溫橋路，線性化器，A/D轉換器，數字顯示器組成，工作電源220伏±10％，功率＜15W，其中A/D轉換器與單片計算機連接。本發明所說的加熱卡(1)其長為26cmφ＝22cm凹槽內徑亦可根據被加熱管道管徑大小訂做，本實施例中選用輸油管線標準管徑67cm制作。
本發明所說的輸油管道自動加熱卡其工作方式是這樣的，將二十四個加熱卡卡在需加熱的輸油管道外壁上，編成一組，二組，每組功率36KW，通過加熱卡上接口，與電腦電源控制箱上的電源接通，將所需控制的高限，低限加熱溫度數據輸入單片計算機，開啟按鈕，全都加熱卡啟動，達到高限溫度時，測溫顯示裝置把數字信號傳給單片計算機，經處理后決策，斷掉一組加熱卡加熱，同時數字顯示器顯示所加熱的油溫信號供操作人員監視。當輸油管道油溫低于低限溫度時，如上所述，經單片計算機決策啟動一組，再達到高限溫度時，斷掉二組，再低于低限時，啟動二組……，周而復始，使輸油管道中原油始終保持在一定的溫度值而不會凝管，為解決我國石油工業原油集輸管線凍凝故障提供了一個簡單易行，手段先進，投資耗能低的加熱裝置。適宜于廣大油田推廣。
權利要求
1.一種石油輸油管道自動加熱卡，包括加熱卡(1)單片計算機及接口、譯碼、鎖存電路(2)驅動控制裝置(3)測溫顯示裝置(4)其特征在于加熱卡(1)由是呈二分之一空心園柱體其縱剖面帶一凹槽的兩個夾緊裝置(1.1)構成。
2.根據權利要求1所述的自動加熱卡，其特征在于所述的兩個夾緊裝置(1.1)是由電熱材料與金屬材料合鑄成型的；其表面復蓋有絕熱材料(1.2)及其卡箍(1.3)。
3.根據權利要求1、2所述的自動加熱卡，其特征在于加熱卡(1)有一接口(1.4)與驅動控制裝置(3)相連接。
4．根據權利要求1所述的自動加熱卡，其特征在于單片計算機及接口、譯碼、鎖存電路(2)分別與驅動控制裝置(3)測溫顯示裝置連接。
全文摘要
本發明涉及到石油工業輸油管線自動電加熱裝置。本發明提供了一種由先進的電腦控制系統和操作裝配簡單的加熱卡相結合的裝置，包括加熱卡，單片計算機及接口，譯碼鎖存電路，驅動控制裝置，測溫顯示裝置，其特征是加熱卡呈二分之一空心圓柱體，其縱剖面帶一凹槽的兩個夾緊裝置。實際使用安全可靠，自動調溫，電熱轉換率達89.6％，在降低設備投資，降低能耗，提高石油集輸管線自動化水平上有顯著效果。
文檔編號F17D1/18GK1119254SQ94113030
公開日1996年3月27日 申請日期1994年12月16日 優先權日1994年12月16日
發明者楊憲澤, 卓仲陽, 顏曉敏, 鄭永剛, 張膺州, 孫正群 申請人:西南民族學院成都高新技術開發公司