CN105621832A - 针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置 - Google Patents

针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其包括有用于自动协调控制整个中频电磁感应加热装置的自动化控制单元，呈筒状的热解吸腔体，呈交错形式分布在所述热解吸腔体外表面的温度测量仪表，包覆在热解吸腔体外表面的保温隔热层，温度测量仪表延伸出保温隔热层外，在保温隔热层的外表面根据热解吸腔体内部的不同区域定向缠绕有多组电磁感应加热电缆，每一组电磁感应加热电缆连接一个中频加热电源，多个所述中频加热电源共同连接所述自动化控制单元。本发明采用500Hz的中频频率进行加热，采用在金属筒体外定向缠绕单芯电缆的方式产生电磁场，加热温度最高可达800℃，加热效率远远高于其它加热方法，达90％以上，可广泛应用于油田含油污泥处理等行业。

Description

针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置
技术领域
本发明涉及一种针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置。
背景技术
在油田生产过程中，会产生大量的落地油泥、作业油泥、大罐底泥和水处理排泥等含油污泥，必须对含油污泥实现无害化处理和处置。目前采用的燃烧天然气热解吸方法存在效率低，能耗高，不环保，内外温差大等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种能有效进行含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，该电磁感应加热装置是一种利用电磁感应原理将电能转换成热能，具有加热热效率高，可达90％以上，同时可以改善工作环境。
本发明中针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，用于处理油田罐底泥、作业油泥和/或落地油泥各种液态油泥和固态油泥，包括有用于自动协调控制整个中频电磁感应加热装置的自动化控制单元，所述中频电磁感应加热装置还包括有呈筒状的热解吸腔体，呈交错形式分布在所述热解吸腔体外表面的温度测量仪表，包覆在所述热解吸腔体外表面的保温隔热层，所述温度测量仪表延伸出所述保温隔热层外，在所述保温隔热层的外表面根据所述热解吸腔体内部的不同区域定向缠绕有多组电磁感应加热电缆，每一组电磁感应加热电缆连接一个中频加热电源，多个所述中频加热电源共同连接所述自动化控制单元。
所述热解吸腔体呈圆筒状，采用耐高温在800℃以上的铁磁金属材料制成，在所述圆筒状的热解吸腔体两端均设置有密封装置，在一端的密闭装置处设置有进料口及气锁，另一端设置有出料口和气锁，在所述圆筒状的热解吸腔体内部依次形成有进料升温区、水汽蒸发区、油解吸区、重组分裂解区、出料区和汽相集聚及排出区。
所述热解吸腔体的顶部设置有与油汽收集腔连通的油汽出口。
所述温度测量仪表为热电偶温度变送器，所述热电偶变送器呈直线安装，并且垂直于热解吸腔体的外表面，对所述热电偶变送器的传输信号电缆作屏蔽处理。
所述保温隔热层的材料为陶瓷纤维毡，所述陶瓷纤维毡经由耐高温的玻璃丝布固定在所述热解吸腔体的外表面。
所述保温隔热层的厚度在100mm-200mm之间。
所述电磁感应加热电缆为优质纯铜电缆，所述电磁感应加热电缆的工作电压为AC1500V，500Hz，能在200℃温度下长期工作，所述电磁感应加热电缆的截面为20-30mm2。
所述中频加热电源是将三相50Hz工频电转化为单相500Hz中频电的装置，所述中频加热电源的容量达100kVA或150kVA。
所述热解吸腔体内部进料升温区、水汽蒸发区对应的筒体外壁面上缠绕的电磁感应加热电缆的间距为0mm，所述油解吸区、重组分裂解区和出料区对应的筒体外壁面上的电磁感应加热电缆缠绕的间距在0-10mm之间，排出区对应的外壁面不缠绕电磁感应加热电缆。
本发明中的中频电磁感应加热装置利用电磁感应原理将电能转换成热能，电源整流电路将50Hz/60Hz的交流电变换成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换频率为中、高频电压，使得高速变化的电流通过线圈产生高速变化的磁场，当磁场磁力线通过金属时，在金属体内产生无数的小旋涡流，使金属被加热物体本身自行高速发热，从而起到加热的效果。与传统加热方式比，电磁加热热效率高，可达90％以上。同时改善了工作环境，即电磁加热为内热方式，热量聚集于加热体内部，外部热量耗散非常低。
附图说明
图1为本发明中中频电磁感应加热装置的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作详细说明。
如图1所示，本发明中的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置包括有热解吸腔体1、温度检测仪表2、保温隔热层3、电磁感应加热电缆4，自动化控制单元5和中频加热电源6。其中：
热解吸腔体1包括有一筒体，该筒体采用耐高温在800℃以上的铁磁金属材质制成，尤其可以采用碳钢金属，筒体的形状呈圆筒状，在筒体的两端均设置有密封装置，其中一端的密封装置中设有进料口及气锁，另一端的密封装置中设有出料口及气锁，在筒体的顶部设有与油汽收集腔连通的油汽出口。在筒体内部根据热解吸步骤依次形成有进料升温区、水汽蒸发区、油解吸区、重组分裂解区、出料区和汽相集聚及排出区。在筒体的外壁面包覆有保温隔热层3，在保温隔热层3外定向(朝同一方向)缠绕有多组单芯电磁感应加热电缆4，以确保产生的电磁场不会互相抵消，确保加热效果。该电磁感应加热电缆4采用电磁感应加热用导线，本发明中的电磁感应加热用导线采用优质纯铜电缆，电磁感应加热用导线的工作电压为AC1500V，500Hz，长期工作温度可达200℃，电磁感应加热用导线的截面为20-30mm2。电磁感应加热电缆4定向均匀地缠绕在保温隔热层3外面，针对筒体内部的不同分区可以缠绕多组密度不同的电磁感应加热电缆4，每一组电磁感应加热电缆4连接一个中频加热电源6，由中频加热电源6对各组电磁感应加热电缆4提供电源，中频加热电源6将三相50Hz工频电转化为单相500Hz中频电，其容量可达100kVA或者150kVA。中频加热电源6负责给电磁感应加热电缆4供电，中频加热电源6要求有短路、断路、过流、过温等保护功能，也要有温度控制和显示功能，对于中频加热电源6及其所具备的功能，由于是采用市售成熟产品，因此不再详细说明。中频加热电源6额定输入工作电压为380V，额定输出电压为0-1500V。中频加热电源6在送电过程要求先小功率预热，待系统温度上来后在大功率加热。
在筒体外朝同一方向缠绕的多组电磁感应加热电缆4，每一组电磁感应加热电缆4的导线间距不同，一般在0-10mm之间，所用导线的截面积在20-30mm2之间，也可以有所不同。即筒体内部进料升温区、水汽蒸发区对应的筒体外壁面上缠绕的导线的间距基本为0mm，即紧贴后并行缠绕，在油解吸区、重组分裂解区和出料区对应的筒体外壁面上的导线缠绕的间距在0-10mm之间，排出区对应的外壁面可以不缠绕导线。各个区域对应的筒体外壁面均设置有对应的温度测量仪表2，本发明中温度测量仪表2采用热电偶变送器，每个热电偶变送器必须呈直线安装，确保整个过程不会产生电磁干扰，确保温度信号准确。并且垂直于热解吸腔体的外表面，以方便保温隔热层3的包覆，同时对热电偶变送器的传输信号电缆作屏蔽处理，以防止与电磁感应加热电缆4产生的信号作干扰。并且在筒体外壁面上设置的热电偶变送器以交错的形式分布固定，用于实时检测热解吸腔体1内部不同部位的温度。
热电偶变送器、中频加热电源6均通过自动化控制单元5实现各功能的分区及恒温控制。电磁感应加热电缆在定向缠绕时避免与筒体壁面和热电偶变送器有任何接触。
保温隔热层3选用隔热耐温效果好的陶瓷纤维毡，厚度在100mm-200mm之间，保温材料通过非金属材料固定在热解吸腔体1上，比如用耐高温的玻璃丝布将保温材料缠绕固定在热解吸腔体1的外有面，固定材料需耐温200℃以上。
自动化控制单元5由PLC和触摸屏组成,同时与热电偶变送器、中频加热电源6连接，PLC程序将采集来的信号进行逻辑编程，并通过执行机构进行动作执行，触摸屏上可实时显示现场运行状态、报警信息，并支持历史数据记录和查询。
利用本发明中的中频电磁感应加热装置能在交变电场下产生涡流效应，导致铁磁金属材料的本体发热，达到对进入到热解吸腔体内的污泥进行加热的目的。
本发明中的中频电磁感应加热装置利采用含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置解决了天然气加热的多项缺点。

Claims (9)

1.一种针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，用于处理油田罐底泥、作业油泥和/或落地油泥各种液态油泥和固态油泥，包括有用于自动协调控制整个中频电磁感应加热装置的自动化控制单元，其特征在于，所述中频电磁感应加热装置还包括有呈筒状的热解吸腔体，呈交错形式分布在所述热解吸腔体外表面的温度测量仪表，包覆在所述热解吸腔体外表面的保温隔热层，所述温度测量仪表延伸出所述保温隔热层外，在所述保温隔热层的外表面根据所述热解吸腔体内部的不同区域定向缠绕有多组电磁感应加热电缆，每一组电磁感应加热电缆连接一个中频加热电源，多个所述中频加热电源共同连接所述自动化控制单元。
2.根据权利要求1所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述热解吸腔体呈圆筒状，采用耐高温在800℃以上的铁磁金属材料制成，在所述圆筒状的热解吸腔体两端均设置有密封装置，在一端的密闭装置处设置有进料口及气锁，另一端设置有出料口和气锁，在所述圆筒状的热解吸腔体内部依次形成有进料升温区、水汽蒸发区、油解吸区、重组分裂解区、出料区和汽相集聚及排出区。
3.根据权利要求2所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述热解吸腔体的顶部设置有与油汽收集腔连通的油汽出口。
4.根据权利要求1所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述温度测量仪表为热电偶温度变送器，所述热电偶变送器呈直线安装，并且垂直于热解吸腔体的外表面，对所述热电偶变送器的传输信号电缆作屏蔽处理。
5.根据权利要求1所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述保温隔热层的材料为陶瓷纤维毡，所述陶瓷纤维毡经由耐高温的玻璃丝布固定在所述热解吸腔体的外表面。
6.根据权利要求5所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述保温隔热层的厚度在100mm-200mm之间。
7.根据权利要求1所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述电磁感应加热电缆为优质纯铜电缆，所述电磁感应加热电缆的工作电压为AC1500V，500Hz，能在200℃温度下长期工作，所述电磁感应加热电缆的截面为20-30mm2。
8.根据权利要求1所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述中频加热电源是将三相50Hz工频电转化为单相500Hz中频电的装置，所述中频加热电源的容量达100kVA或150kVA。
9.根据权利要求2所述的针对含油固废加热热解吸的中频电磁感应加热装置，其特征在于，所述热解吸腔体内部进料升温区、水汽蒸发区对应的筒体外壁面上缠绕的电磁感应加热电缆的间距为0mm，所述油解吸区、重组分裂解区和出料区对应的筒体外壁面上的电磁感应加热电缆缠绕的间距在0-10mm之间，排出区对应的外壁面不缠绕电磁感应加热电缆。
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