电磁感应涡流加热技术
电磁感应涡流加热技术 赵长海:电磁感应涡流加热技术77
电磁感应涡流加热技术
赵长海行志钢(辽河油田天兴科技实业有限责任公司) 采用电磁感应加热技术,能在不改变原有采油工艺装置结 构的基础上,对储油罐,输油管线以及阀门等伴热管无法加热 的地方进行伴热.不但解决了抗干烧的问题,而且操作简易, 发热均匀,加热方式安全可靠.此项技术已向国家专利局申请 专利保护.
1.电磁感应加热的工作原理
利用电磁感应原理,在导体线圈上接入工频交流电源.生
产生感应电流——涡流.这些电流在加热线 成环形电流磁场,
圈的导体上产生热效应,从而达到给导体线圈外部介质加热的 目的.而环形导体线圈本身并不发热.
导体线圈绕组采用绝缘耐温
材料
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进行保护,发热体内外电 位差为零,不会出现类似电加热棒因内部电阻丝击穿绝缘体与 外加热管壁短路,产生电火花的现象.由于发热源是导体线圈 的电磁感应即涡流效应,加热部件热?均匀分布,传热效果 好,发热?易于控制,可有效地解决稠油降粘问题,并且被加 热的介质可以是各种容器里的液体,气体,防爆性能良好. 在给储油誓加热时,通入工频交流电源,导体线圈生成电 流感匝磁场,在加热棒导体内产生热效应(环形线圈本身并不 发热),使电磁棒体周围原油温度升高,达到稠油降粘的目的. 管线电磁加热,是将通入交流电的绝缘导体按螺旋管的形 效应,从而加热管线内部的液体,达到稠油降粘外输的目的. 2.电磁感应加热装I
电磁感应加热装置由电源供电系统,涡流感应器,导热
体,传感器等几部分组成,装置示意图见图1.该装置内部结 构简单安全,外部是厚壁金属管和安装螺丝等,它能够有效地 解决电热棒经常被烧坏的问题.避免电热棒由于局部受热,温 度控制不当而使金属高温引起火灾;成本低,传热效果好;表 面热负荷载?高,不受加热液体介质液位的限制. 图1电磁感应加热装置
1一油罐2一接线盒3一导体线圈4一加热管5一接线 盒6一导热体7一涡流感应器8一导体线圈
在有或无介质时,电磁感应加热装置电源开关打开,电磁 加热装置的涡流感应器主元件形成电磁感应,产生的热效应作 用在导热体表面,热?传递于介质,达到升温的目的.工作时 预设温度.传感器将介质的温度信号传到温度控制仪,进行温 度调节,实现自动控温.涡流感应器内部有热继超导器,超过 设定的高温,自动断电,供电系统部分配有温度控制仪,双重 温度保护功能同时作用.加热的功率和温度大小可以调节,导 热体的长度根据现场可自行设计.可以终身免除维修,重复利 用率高,不会造成环境污染.
3.电磁感应加热技术评价
(1)加热效率对比实验.实验表明,将40m0原油从l6? 加热到6B?,普通的电加热方式消耗的功率为36kW,使用周 期为半年.而采用电磁感应加热装置,其功率仅为27kW,耗 电?仅是前者的75%,并且使用周期为3年.显然,使用同等 功率的加热装置来加热同?的液体.电磁感应加热装一所消耗 的电能较少.加热耗用的时间较短.
(2)干烧空载实验.将电磁感应装置接入380V交流电源, 加热器功率15kW,表面热负荷10W/cm2.实验数据见表1.普 通电加热器不允许干烧,而电磁感应加热装置在干烧时无损 害,并且加热过程曲线平稳.
裹l电磁感应加热嚣空载运行【干烧)江度
时间(1Ilin)510l52025303595llS 温度(?)164058738798lo7IlOll5 (3)安全性.电磁感应加热装一的线圈与导热体的电位 差为零,不产生电火花.电加热棒内部加热管电阻丝与棒体的 线电压为220V,相电压为380V.相对于电加热棒,电磁感应 装置在储油罐内放置更安全,导体线圈的回路为导体自身,电 磁加热器工作时,人接触棒体的任何部位,都不会发生触电事 故.线圈上串联装有高温热阻超导器,它的加热温度可以自行 设定,范围在0—350~C之间.设定到任何温度,超温后可自行 断电,不会造成温度传感器控制失灵,避免在油罐内干烧引起 火灾.普通电加热器和电热带都在高电压下加热运行,而电磁 感应加热由于发热原理不同,利用特殊装置,可在低于36V的 电压下运行,安全性高.
4.应用实例
电磁感匝加热装置在辽河油田几个不同区块的数座50m3 储油誓进行了加热,调节输出电压为AC60V,电流为90A,阎
功率为15kW,加热6h,罐内原油就升到了用普 时工作三组,
通电加热方式十几小时的温度,加热效果良好.对于一些液面 波动较大的油井,普通电加热由于会出现干烧的缘故,经过一 定时期就需要更换加热棒,但是电磁感应加热方式不会出现这 种问题.
(栏目主持羹韶华)
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