CN112460800B - 一种自动控制升降的原油加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种自动控制升降的原油加热装置，涉及加热装置技术领域，它包括浮顶罐，浮顶罐中间有自动升降装置，自动升降装置中间为输油管，浮顶罐的顶部和底部均设有一加热盘管，顶部和底部的加热盘管之间通过金属软管连接，底部的加热盘管端部与蛇管式换热器连接；蛇形式换热器与底部加热盘管连接处以及金属软管两端分别设有电动阀Ⅰ、电动阀Ⅱ和电动阀Ⅲ；升降装置顶部的两边分别设有热敏电阻Ⅱ和热敏电阻Ⅲ，升降装置底部穿过浮顶罐通过联轴器与电动机连接；所述的浮顶罐上部和下部分别设有红外温度传感器和超声波液位传感器，浮顶罐外设有工控机。本自动控制升降的原油加热装置节省能耗，同时保证原油的加热效率。

Description

一种自动控制升降的原油加热装置
技术领域
本发明涉及加热装置技术领域，具体涉及一种自动控制升降的原油加热装置。
背景技术
在冬季作业过程中，由于浮顶罐内原油与外界环境存在温差，罐顶、罐壁及罐底会与周围环境产生热交换。当罐内原油温度下降到一定程度时，含蜡原油就会因析蜡而发生胶凝，即在浮顶、罐壁和罐底所包围的内沿形成一定厚度和强度的凝油层。这将威胁储罐的安全启动。而现有的加热装置使用过程不够经济（如全面加热），当仅需要少量油时，需要对整个罐体进行加热，不仅加热过程缓慢，而且加热量是需求量的好几倍，造成能源浪费，加热效率不高，同时，现有的加热装置无法保持油品受热均匀（如局部加热），加热器附近原油温度高，而远离加热器处原油温度低，冷热油掺混后粘稠度较大，出油流动性较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种自动控制升降的原油加热装置，它实现热油进油口在罐体内油品温度达到需求时打开，经输油管运输热油，完成发油周转过程；当热油量减少后，可由数据采集与控制系统及时调整自动升降系统，实现低液位油罐原油加热运行。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用如下技术方案：包括浮顶罐，浮顶罐中间有自动升降装置，自动升降装置中间为输油管，输油管顶部和底部分别设有热油进油口和热油出油口，浮顶罐的顶部和底部均设有一加热盘管，顶部和底部的加热盘管之间通过金属软管连接，底部的加热盘管端部与蛇管式换热器连接，蛇管式换热器置于浮顶罐底部，蛇管式换热器两端分别设有热水进口阀门和热水出口阀门；蛇管式换热器与底部加热盘管连接处以及金属软管两端分别设有电动阀Ⅰ、电动阀Ⅱ和电动阀Ⅲ；升降装置顶部的两边分别设有热敏电阻Ⅱ和热敏电阻Ⅲ，升降装置底部穿过浮顶罐通过联轴器与电动机连接；所述的浮顶罐上部和下部分别设有红外温度传感器和超声波液位传感器，浮顶罐外设有工控机，工控机通过导线分别与模数转换器连接、红外温度传感器、超声波液位传感器、电动机、热敏电阻Ⅱ、热敏电阻Ⅲ、电动阀Ⅰ、电动阀Ⅱ和电动阀Ⅲ连接。
所述的浮顶罐上部设有盘管支吊架，顶部的加热盘管安装于盘管支吊架上。
所述的浮顶罐中部设有盘管卡槽，底部的加热盘管安装于盘管卡槽上。
所述的浮顶罐设于底座上。
所述的浮顶罐中部设有热敏电阻Ⅰ，热敏电阻Ⅰ通过导线与工控机连接。
所述的红外温度传感器外部套有防护罩。
本发明的有益效果是通过机器控制升降装置，根据原油储量分部对原油行加热，将温度控制适宜，使原油能够在短时间内加热到所需温度，需要用多少便可加热多少部分，节省能耗，同时保证原油的加热效率。
附图说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明蛇管式换热器布置图；
图3是本发明自动升降装置结构图。
具体实施方式：
参照各图，本发明具体采用如下实施方式：包括浮顶罐1，浮顶罐1中间有自动升降装置4，自动升降装置4中间为输油管11，输油管11顶部和底部分别设有热油进油口6和热油出油口7，浮顶罐1的顶部和底部均设有一加热盘管10，顶部和底部的加热盘管10之间通过金属软管20连接，底部的加热盘管10端部与蛇管式换热器2连接，蛇管式换热器2置于浮顶罐1底部，蛇管式换热器2两端分别设有热水进口阀门21和热水出口阀门22；蛇管式换热器2与底部加热盘管10连接处以及金属软管20两端分别设有电动阀Ⅰ17、电动阀Ⅱ18和电动阀Ⅲ19；升降装置4顶部的两边分别设有热敏电阻Ⅱ15和热敏电阻Ⅲ16，升降装置4底部穿过浮顶罐1通过联轴器8与电动机9连接；所述的浮顶罐1上部和下部分别设有红外温度传感器3和超声波液位传感器5，浮顶罐1外设有工控机25，工控机25通过导线分别与模数转换器26连接、红外温度传感器3、超声波液位传感器5、电动机9、热敏电阻Ⅱ15、热敏电阻Ⅲ16、电动阀Ⅰ17、电动阀Ⅱ18和电动阀Ⅲ19连接。所述的浮顶罐1上部设有盘管支吊架23，顶部的加热盘管10安装于盘管支吊架23上。所述的浮顶罐1中部设有盘管卡槽13，底部的加热盘管13安装于盘管卡槽13上。所述的浮顶罐1设于底座12上。所述的浮顶罐1中部设有热敏电阻Ⅰ14，热敏电阻Ⅰ14通过导线与工控机25连接。所述的红外温度传感器3外部套有防护罩24。
所述浮顶罐内加热盘管间距为1m，其圆管直径为160mm，蛇管式换热器直径为15~50mm无缝钢管。
所述加热盘管只有内外两层，中间连接有金属软管，其长度随自动升降装置发生伸缩，上下两层加热盘管10之间由金属软管20连接，其长度随自动升降装置发生伸缩，当低油品液位作业时，金属软管20可盘旋折叠；当高油品液位作业时，金属软管20可伸长至所需加热高度。
所述电动机为步进电机，其输入电压220V，转速比30:1。
所述电动阀Ⅰ、电动阀Ⅱ和电动阀Ⅲ是调节型耐高温电动阀。
所述热敏电阻Ⅰ、热敏电阻Ⅱ、热敏电阻Ⅲ为DS18B20温度传感器，可防水防油，感温范围：-55℃~ 125℃。
所述红外温度传感器为TS118-3非接触式红外温度传感器，工作温度-20℃~100℃，测量精度<2%FS；超声波液位传感器为KS103超声波测距模块。
其中浮顶罐1的热油出油口7通过输油管11接至室外，蛇管式换热器2通过热水进口阀门21输送热水，蛇管式换热器上连接加热盘管10，热油出油口7连接自动升降装置内的输油管11，加热盘管10连接金属软管20，送往顶部加热盘管10后经重力从输油管道11中流出，连通管路中分别设有电动阀-Ⅰ17、电动阀-Ⅱ18和电动阀-Ⅲ19，热水经左端蛇管式换热器2输出经热水出口阀门送至室外环路。
根据油品液位调整自动升降装置4的高度，并在其顶部左右两侧设有热敏电阻Ⅱ15、热敏电阻Ⅲ16，浮顶底部中间设置红外温度传感器3，底部加热盘管10左侧装有热敏电阻Ⅰ14，用于实时监控原油温度变化；罐体下部设有超声波液位5，用来监测液位变化，热油出油口设在右侧的最底部，方便热油流出。
浮顶罐1罐体底部设有沉浸式蛇管式换热器2，罐体右端底端设有热水进口阀门21，罐体左端底端设有热水出口阀门22，热水从进水口流入出水口流出的过程可将沉浸式蛇管式换热器2和加热盘管10整体加热，将冷油加热到设定温度。
热敏电阻、电动阀、红外温度传感器、超声波液位传感器和电动机分别通过数据传输线连接模数转换器26与工控机25连接，工控机可以远程控制电动阀开闭及电动机启停。
根据下游用户需求调整出油流量，从而控制油温，电动阀可对阀位连续调节，断电后阀位保持不变，蛇管式换热器2为沉浸式，其制作材料为无缝钢管，金属软管20为专用不锈钢金属软管，并带有304材质编制软连接，加热盘管10可由蛇管式换热器按需求弯曲为圆形盘状，结构简单，操作方便，可承受高压，安装灵活，其制作材料选用无缝钢管，可焊接而成。
当浮顶罐内油品需要加热时，将热水通过热水进口阀门通入，进入底部铺设的蛇管式换热器后，通过工控机接收到指令，打开电动阀Ⅰ，热水进入底部的加热盘管，打开电动阀Ⅱ进入金属软管，然后打开电动阀Ⅲ进入顶部的加热盘管后，经自动升降装置内金属软管通往油罐底部，再经左端蛇管式换热器流出热水出口阀门；超声波液位传感器感知液面高度，从而调整升降装置，实现浮顶罐原油加热后的自动升降过程。
综上所述，本自动控制升降的原油加热装置，通过机器控制升降装置，根据原油储量分部对原油行加热，将温度控制适宜，使原油能够在短时间内加热到所需温度，需要用多少便可加热多少部分，节省能耗，同时保证原油的加热效率。

Claims (6)

1.一种自动控制升降的原油加热装置，包括浮顶罐（1），浮顶罐（1）中间有自动升降装置（4），自动升降装置（4）中间为输油管（11），输油管（11）顶部和底部分别设有热油进油口（6）和热油出油口（7），其特征在于：浮顶罐（1）的顶部和底部均设有一加热盘管（10），顶部和底部的加热盘管（10）之间通过金属软管（20）连接，底部的加热盘管（10）端部与蛇管式换热器（2）连接，蛇管式换热器（2）置于浮顶罐（1）底部，蛇管式换热器（2）两端分别设有热水进口阀门（21）和热水出口阀门（22）；蛇管式换热器（2）与底部的加热盘管（10）连接处以及金属软管（20）两端分别设有电动阀Ⅰ（17）、电动阀Ⅱ（18）和电动阀Ⅲ（19）；升降装置（4）顶部的两边分别设有热敏电阻Ⅱ（15）和热敏电阻Ⅲ（16），升降装置（4）底部穿过浮顶罐（1）通过联轴器（8）与电动机（9）连接；所述的浮顶罐（1）上部和下部分别设有红外温度传感器（3）和超声波液位传感器（5），浮顶罐（1）外设有工控机（25），工控机（25）通过导线分别与模数转换器（26）连接、红外温度传感器（3）、超声波液位传感器（5）、电动机（9）、热敏电阻Ⅱ（15）、热敏电阻Ⅲ（16）、电动阀Ⅰ（17）、电动阀Ⅱ（18）和电动阀Ⅲ（19）连接；当浮顶罐（1）内油品需要加热时，将热水通过热水进口阀门通入，进入底部铺设的蛇管式换热器（2）后，通过工控机接收到指令，打开电动阀Ⅰ（17），热水进入底部的加热盘管（10），打开电动阀Ⅱ（18）进入金属软管（20），然后打开电动阀Ⅲ（19）进入顶部的加热盘管（10）后，经升降装置（4）内金属软管（20）通往浮顶罐（1）底部，再经左端的蛇管式换热器（2）流出热水出口阀门；超声波液位传感器（5）感知液面高度，从而调整升降装置（4），实现浮顶罐（1）原油加热后的自动升降过程。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制升降的原油加热装置，其特征在于：所述的浮顶罐（1）上部设有盘管支吊架（23），顶部的加热盘管（10）安装于盘管支吊架（23）上。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制升降的原油加热装置，其特征在于：所述的浮顶罐（1）中部设有盘管卡槽（13），底部的加热盘管（10）安装于盘管卡槽（13）上。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制升降的原油加热装置，其特征在于：所述的浮顶罐（1）设于底座（12）上。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制升降的原油加热装置，其特征在于：所述的浮顶罐（1）中部设有热敏电阻Ⅰ（14），热敏电阻Ⅰ（14）通过导线与工控机（25）连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动控制升降的原油加热装置，其特征在于：所述的红外温度传感器（3）外部套有防护罩（24）。
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