CN203880217U - 一种输气管道盲端设备加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输气管道盲端设备加热装置，包括设置进气口和出气口的阀体，在阀体壁中设置真空层，在阀体外壁设置镜面涂层，在阀体内壁设置有保温覆层，保温覆层上设置有加热机构，加热机构包括电热管和固定构件，加热机构的控制器连接有包括控制器和温度传感器的温度监控构件；本实用新型在阀体内壁设置有保温覆层，在阀体侧壁中设置真空层，在侧壁表面设置镜面涂层，降低了阀体自身热量散失过多的现象，加热机构直接在阀体内形成高温区，有效避免了盲端温降过大导致输气管道内出现冷凝现象，很好的满足高温除尘的工艺需要。

Description

一种输气管道盲端设备加热装置

技术领域

本实用新型涉及管道加热技术领域，特别涉及一种输气管道盲端设备加热装置。

背景技术

我国石油、天然气资源短缺，煤炭在未来相当长时期内仍将是我国最主要的一次能源。然而煤炭转化利用过程中存在诸多问题与挑战，如综合利用效率低下、环境污染严重、水资源短缺及二氧化碳排放量大等。因此，发展煤炭高效清洁综合利用技术实现节能减排是我国能源产业发展的必然选择。因此业内人士不断开发煤产品高效利用和提取的技术，其中对煤气化炉产生的高温含尘气体的向下一环节的保温输送和控制成了重要的一个环节。而高温气体系统管路通断控制通常是在管道交叉后或口端附近设置阀体，此管道段连通阀体形成盲端结构，此时盲端段内高温流体就会处于停滞状态，必然的随着热量逸失和能量耗散，此盲端段内流体温度势必降低，当高温气体中含有对温度要素要求严格时候，特别是在含尘气体中含有煤焦油成分时在高温气体遇到盲端位置的低温气体时候很容易产生煤焦油冷凝，粘在管道或者阀体内部，不仅造成资源浪费，而且会导致阀门卡滞损坏，而目前阀体结构采用保温措施的并不是很多，也有部分相关产品为了提高其保温性能而在外层覆盖保温覆层，但是对于输送高温气体的管道和阀体外部即便是在保温覆层中加设有加热装置，其内部温度仍然会与加热装置侧的保温覆层温度相去甚远，经过试验有时候甚至存在超过三百摄氏度的温差，而目前却并未见新的加热、保温技术的公开，因此，设计一种适用于输送高温气体的盲端结构的保温和加热装置显得很有必要。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种密封良好、故障率低、保温加热效果佳，适用于输送高温含焦气体的输气管道盲端设备加热装置，以保证经过所述输气管道盲端设备的高温气体成分与性质稳定。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种输气管道盲端设备加热装置，包括设置进气口和出气口的阀体，所述阀体壁中设置真空层，所述阀体内壁设置有保温覆层，所述保温覆层上设置有加热机构，所述加热机构包括电热管和固定构件，所述电热管的端部穿出所述阀体。

所述加热机构设置为若干组电热管，所述各组电热管并行间隔布局。

所述电热管包括电热管外壳、电阻丝和填充料，所述电热管外壳端部设置密封陶瓷、接线螺栓和螺母。

所述填充料为氧化镁砂和/或氧化铝粉。

所述固定构件包括活动连接所述电热管的卡接件，所述卡接件部分嵌入所述保温覆层。

所述电热管设置在所述保温覆层上挖制的沟槽内，所述沟槽两侧设置所述固定构件，所固定构件为卡接件或挡销。

所述沟槽内侧下部设置弧形环槽。

所述保温覆层为耐火胶泥和/或硅酸铝纤维毡。

所述硅酸铝纤维毡设置为多层，两层硅酸铝纤维毡接缝处不重合。

所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，所述温度监控构件包括控制器和设置在阀体内部的温度传感器。

所述电热管内的电阻丝设置为不同缠绕螺距的螺旋状。

所述电热管内的电阻丝也可为电热板或者电热管件。

所述阀体外壁设置镜面涂层，所述镜面涂层为银或者氧化镁涂层。

本实用新型所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在320～950℃。

进一步的，所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在450～680℃。

本实用新型采用阀体壁设置真空层的保温阀体，在外壁表面设置镜面涂层，并在内壁设置保温覆层，与传统的阀体外部覆盖设置保温覆层相比，不仅使得本身变为一个保温装置，而且在外壁设置镜面涂层使得其能够反射阀体内辐射的热量，减少自身热辐射造成的热量损失，同时在内壁设置保温覆层，避免内壁直接与高温气体接触，使得内壁保持在较低的温度，减少了高温气体的热量损失，在阀体内部设置加热装置，避免了由于阀体壁形成的保温覆层、真空层和镜面涂层这三层保温层，导致的外部加热困难的现象；本实用新型在所述保温覆层上设置有加热机构，热源位于阀体内部，热量可以直接传递给阀体内的气体，使得盲端阀体内保持较高的温度有效避免了盲端温降过大导致输气管道内的易冷凝的成分出现冷凝现象。

具体的所述加热机构包括电热管和固定构件，通过所述固定构件把电热管固定在阀体内壁上，所述电热管一般选用迂回重叠的U型布局，也可以呈现螺旋状，保证所述电热管沿着阀体内壁呈现一定的弧度使之不影响阀杆正常的操作，所述电热管的端部穿出所述阀体用以连接外部电源，其中所述电热管包括不锈钢或合金材料的电热管外壳、电阻丝和填充料，所述填充料为氧化镁砂和/或氧化铝粉，不仅稳定性强、具有很好的绝缘作用，而且可以很好的传热向外释放热量，所述电热管外壳端部设置密封陶瓷、接线螺栓和螺母，利用所述密封陶瓷穿过所述阀体，绝热绝缘，而且所述连接螺栓内端连接电阻丝外端通过所述螺母压紧，实现所述电热管的端头固定；所述电热管在阀体内的布局可以根据需要设置为多种形式：其中一种是，所述电热管与所述保温覆层保持一定的距离，所述卡接件的前端活动连接电热管，所述卡接件尾端部分嵌入所述保温覆层内，以此来实现所述电热管的布置；另一种形式为，所述电热管设置在所述保温覆层上挖制的沟槽内，所述沟槽两侧设置所述固定构件，所固定构件为卡接件或挡销，进一步的所述沟槽内侧下部设置弧形环槽，则所述电热管放置在沟槽内下移至所述弧形环槽内，有效防止所述电热管的滑移和松脱，布置方便可靠；所述保温覆层可以为耐火胶泥或者所述耐火胶泥中间敷设硅酸铝纤维毡，也可为多层布置的硅酸铝纤维毡，两层硅酸铝纤维毡接缝处不重合，防止缝隙间热量逸散过快，形成稳定的保温效果，而且采用多层布置的硅酸铝纤维毡作为保温覆层时候所述电热管可以设置在最外两层所述硅酸铝纤维之间，则所述电热管固定难度大大降低；进一步的，为了实现不同温度和加热速度需要，所述加热机构设置为若干组并行间隔布局的电热管，则可以通过控制所述电热管通电时间和数量衍生出来多种工作状态，实现了不同温度、成分的高温气体输送过程中的需要，提高了使用的适应性，而且所述电热管内的电阻丝可以设置为不同缠绕螺距的螺旋状，则实现了不同部位产热量略有不同，针对阀体不同部位，弥补其结构设计出现的散热不均的影响，所述电热管内的电阻丝也可为电热板或者电热管件，形式多样化，制备工艺不同，只要满足发热效果即可；为了实现智能温度控制，本实用新型所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，所述温度监控构件包括控制器和设置在阀体内部的温度传感器，通过所述温度传感器进行温度检测，控制器连接所述加热构件的控制部分，实现阈值范围内的智能温度调节，本实用新型所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在320～950℃，而且突破了传统的阀体温度加热范围，很好的满足高温除尘的工艺需要，使得盲端阀体内保持较高的温度，有效避免了盲端温降过大导致输气管道内的易冷凝的成分出现冷凝现象，优选的，所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在450～680℃，此温度段内输送经过所述阀体位置的高温气体内成分不变，对于提高该工艺制得产品性质稳定具有重要意义。

本实用新型针对高温气体输送时管道上存在着盲端易出现温差较大，特别是阀体部位热量散失严重的技术难题，根据工艺需求提出了新的技术方案，不仅对阀体本身进行了改进，在其外壁内设置真空层，使得形成热量辐射的真空隔层，并在外壁表面设置镜面涂层，使得其能够形成保温反射层，进一步减少热量的散失，并且在阀体内壁设置保温覆层，使得阀体自身具备很好的保温隔热的功能，然后选用阀体内加热保温的形式，实现了阀体内温度的控制和良好密封的技术效果，并对电加热装置的布局问题作了相应的技术设计，加之所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，便于实现温度的智能控制，特别适用于高温气体中含有易冷凝成分的气体传输控制，而且设备使用周期长，损耗小，安全性能高，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。同时本实用新型所述加热机构的电加热管也可设置在盲端的管道或连接法兰内部，形成更好的盲端设备加热装置，取得更加稳定的技术效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型施例一输气管道盲端设备加热装置的纵剖结构示意图；

图2是本实用新型实施例一加热管的剖面结构示意图；

图3是本实用新型实施例二加热管布局示意图；

图4是本实用新型实施例三的加热管布局示意图；

图5是本实用新型实施例五的加热管布局示意图。

具体实施方式

采用四组各100个相同型号的阀门，分别对不同部位改进并进行对比试验，平均试验结果如下：

	能耗	保温时间
			本实用新型	1	9
内保温+内加热	5	5
			外保温+外加热	9	4
外保温+内加热	6	4
			内保温+外加热	9	6

注：稳定相同温度所需的能耗，采用1-10表示，1代表能耗最小，10代表能耗最大；不进行外界能量输入维持限定温度的时间，采用1-10表示，1代表时间最短，10代表时间最长。

由上组数据可以看出，相对于对比例，本实用新型不仅保温时间长而且能耗很低；采用内保温+内加热的方式在内壁设置加热构件进行加热，其保持温度时间与能量消耗均介于平均值，使得其整体表现中规中矩，保温时间和能耗均表现一般，但是综合性能优于其他几种方式；采用外保温+外加热的方式在外壁设置加热构件，由于采用外部加热的方式，增加了向外部散出的热量同时阀体外壁温度升高也带来了能量消耗，外保温方式使得高温气体与阀体侧壁之间形成热传递，增多了高温气体的能量消耗，减少了保温时间。外保温+内加热与内保温+外加热的方式均消耗能量过多且保温效果不理想。

本实用新型在原来就很巧妙的内保温加内加热的基础上，并对阀体自身进行了新的改进，在外壁内设置真空层，并在外壁设置镜面涂层，使得阀体与外界形成热传递的真空层，并在外壁设置镜面涂层的方式进行反射热能，使得其相对于现有技术能耗减少了60%，且保温时间延长了60%以上，效果十分突出，在结合上述优点的基础上做下实施案例。

实施例一

如图1和图2所示，一种输气管道盲端设备加热装置，包括设置进气口和出气口的阀体1，所述阀体1选用圆柱筒状结构的密封罩阀阀体，所述阀体侧壁内设置真空层9，所述侧壁外侧设置镜面涂层10，其采用银作为涂料，所述阀体1内壁设置有保温覆层2，所述保温覆层2为耐火胶泥，所述保温覆层2上设置有加热机构，所述加热机构包括电热管3和固定构件，所述电热管3的端部穿出所述阀体1，所述电热管3呈现迂回重叠的对接U型结构，所述电热管3沿着阀体1内壁呈现一定的弧度使之不影响阀杆正常的操作，且所述电热管3与所述保温覆层2保持一定的距离，所述固定构件为前端活动连接电热管3的卡接件4，所述卡接件4尾端部分嵌入所述保温覆层2内。

所述电热管3包括电热管外壳3-1、电阻丝3-2和填充料3-3，所述电热管外壳3-1端部设置密封陶瓷3-4、接线螺栓3-5和螺母3-6，所述填充料3-3为氧化镁砂、氧化铝粉中的一种或混合，混合比例不需要特殊限定，根据需要可以选用1:0.5—2。

所述加热机构还设置有电加热控制器5，所述电加热控制器5连接有温度监控构件6，且所述电加热控制器5上串接有保护开关K防止短路危险，所述温度监控构件6包括设置在阀体1内部的温度传感器，所述温度传感器电连接所述电加热控制器5。

实施例二

如图2、3所示，与实施例一的区别在于：所述加热机构设置为两组组电热管3，图中标号为A、B，所述电热管3并行间隔水平布局，所述卡接件4为床头销钉或螺栓固定形式，所述若干组电热管3分别串接有控制开关。

实施例三

如图1、4所示，与实施例一或二的区别在于：所述电热管3设置在所述保温覆层2上挖制的沟槽7内，所述沟槽7内侧下部设置弧形环槽（虚线部分显示），用以放置电热管3，所述沟槽7两侧设置所述固定构件，所固定构件为卡接件4或旋转的双头挡销8，此处选用双头挡销8可以同时卡住上下两根电热管3；所述电热管处穿过真空层9，且真空层9处设置专用通道防止造成真空层进气，使得真空层保温失效；在外壁表面设置镜面涂层10，增加保温效果。

实施例四

与实施例一或二的区别在于：所述电热管3可以绕着阀体1内壁呈现螺旋状，并在散热量大部位，如接头位置，设置的密集些。

实施例五

如图5所示，与实施例一或二的区别在于：所述电热管3呈现迂回重叠的对接U型结构，且U型结构上下布置。

实施例六

与实施例三的区别在于：所述阀体外壁处设置空气压力表11，以此来监测阀门真空层9的真空度，提高阀体的保温功能。

实施例七

与实施例一或二的区别在于：所述电热管3内的电阻丝3-2设置为不同缠绕螺距的螺旋状。

实施例八

与实施例一或二的区别在于：所述电热管3内的电阻丝3-2也可为电热板或者电热管件。

上述实施例中，本实用新型所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在320～950℃，利用功率计算经验或通过温度监控构件实现温度监控，并提供加热装置的工作参考量。

进一步的，所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在450～680℃。

本实用新型在阀体侧壁中设置真空层，在侧壁外侧设置镜面涂层，并在内壁设置保温覆层，与传统的阀体外部覆盖设置保温覆层相比，不仅自身具备很好的保温隔热效果，而且其在内壁设置保温覆层使得其能够将内壁与高温气体隔绝，大幅度减少了高温气体与侧壁的热传递，降低了阀体本身作为散热器件的热量散失多而迅速的现象，也避免了由于阀体壁形成隔层无法实现外部保温覆层中设置的加热装置对阀体内部的有效加热，本实用新型所述的保温覆层上设置有加热机构，热源位于阀体内部，热量可以直接传递给阀体内的气体，由于保温性能良好，使得其产生的热量几乎全部被阀体内的气体所吸收，使得盲端阀体内保持较高的温度有效避免了盲端温降过大导致输气管道内的易冷凝的成分出现冷凝现象。

具体的所述加热机构包括电热管和固定构件，通过所述固定构件把电热管固定在阀体内壁上，所述电热管一般选用迂回重叠的U型布局，也可以呈现螺旋状，保证所述电热管沿着阀体内壁呈现一定的弧度使之不影响阀杆正常的操作，所述电热管的端部穿出所述阀体用以连接外部电源，其中所述电热管包括不锈钢或合金材料的电热管外壳、电阻丝和填充料，所述填充料为氧化镁砂和/或氧化铝粉，不仅稳定性强、具有很好的绝缘作用，而且可以很好的传热向外释放热量，所述电热管外壳端部设置密封陶瓷、接线螺栓和螺母，利用所述密封陶瓷穿过所述阀体的真空层通道，绝热绝缘，而且所述连接螺栓内端连接电阻丝外端通过所述螺母压紧，实现所述电热管的端头固定；所述电热管在阀体内的布局可以根据需要设置为多种形式：其中一种是，所述电热管与所述保温覆层保持一定的距离，所述卡接件的前端活动连接电热管，所述卡接件尾端部分嵌入所述保温覆层内，以此来实现所述电热管的布置；另一种形式为，所述电热管设置在所述保温覆层上挖制的沟槽内，所述沟槽两侧设置所述固定构件，所固定构件为卡接件或挡销，进一步的所述沟槽内侧下部设置弧形环槽，则所述电热管放置在沟槽内下移至所述弧形环槽内，有效防止所述电热管的滑移和松脱，布置方便可靠；所述保温覆层可以为耐火胶泥或者所述耐火胶泥中间敷设硅酸铝纤维毡，也可为多层布置的硅酸铝纤维毡，两层硅酸铝纤维毡接缝处不重合，防止缝隙间热量逸散过快，形成稳定的保温效果，而且采用多层布置的硅酸铝纤维毡作为保温覆层时候所述电热管可以设置在最外两层所述硅酸铝纤维之间，则所述电热管固定难度大大降低；进一步的，为了实现不同温度和加热速度需要，所述加热机构设置为若干组并行间隔布局的电热管，则可以通过控制所述电热管通电时间和数量衍生出来多种工作状态，实现了不同温度、成分的高温气体输送过程中的需要，提高了使用的适应性，而且所述电热管内的电阻丝可以设置为不同缠绕螺距的螺旋状，则实现了不同部位产热量略有不同，针对阀体不同部位，弥补其结构设计出现的散热不均的影响，所述电热管内的电阻丝也可为电热板或者电热管件，形式多样化，制备工艺不同，只要满足发热效果即可；在对电热管排列进行改进的基础上同时对阀体自身进行了改进，使得其自身具备十分优良的保温性能，在内壁设置保温覆层使得其能够保证高温气体不与阀体侧壁相接触，减少了阀体自身对能量的消耗；同时在阀体侧壁中设置真空层使得阀体侧壁内表面与侧壁外表面之间形成了隔温层，不仅减少了阀体内热量向外界散失，也使得外界低温环境不能通过阀体吸取高温气体的热量，进一步提高了阀体的保温性能，在其侧壁外表面设置镜面涂层使得其能够反射阀体内部辐射出的热量，更进一步的提高了阀体自身的保温功能；确保了使得阀体内的高温气体处在保温性能优良且具备温度控制的高温阀内；为了实现智能温度控制，本实用新型所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，所述温度监控构件包括控制器和设置在阀体内部的温度传感器，通过所述温度传感器进行温度检测，控制器连接所述加热构件的控制部分，实现阈值范围内的智能温度调节，本实用新型所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在320～950℃，而且突破了传统的阀体温度加热范围，很好的满足高温除尘的工艺需要，使得盲端阀体内保持较高的温度，有效避免了盲端温降过大导致输气管道内的易冷凝的成分出现冷凝现象，优选的，所述输气管道盲端设备加热装置的工作温度控制在450～680℃，此温度段内输送过所述阀体位置的高温气体内成分不变，对于提高该工艺制得产品性质稳定具有重要意义。

本实用新型针对高温气体输送时管道上存在着盲端阀门易出现由于温差较大，导致阀体部位热量散失严重的技术难题，根据工艺需求提出了新的技术方案，选用阀体内加热并设置保温层的形式下，对阀体自身进行了改进，实现了对温度的控制和良好密封保温的技术效果，并对电加热装置的布局问题作了相应的技术设计，加之所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，便于实现温度的智能控制，特别适用于高温气体中含有易冷凝成分的气体传输控制，而且设备使用周期长，损耗小，安全性能高，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。同时本实用新型所述加热机构的电加热管也可设置在盲端的管道或连接法兰内部，形成更好的盲端设备加热装置，取得更加稳定的技术效果。

Claims (8)

1. 一种输气管道盲端设备加热装置，包括设置进气口和出气口的阀体，其特征在于：所述阀体内壁设置有保温覆层，所述阀体壁中设置真空层，所述保温覆层上设置有加热机构，所述加热机构包括电热管和固定构件，所述电热管的端部穿出所述阀体。

2. 如权利要求1所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述加热机构设置为若干组电热管，所述各组电热管并行间隔布局，所述电热管包括电热管外壳、电阻丝和填充料，所述电热管外壳端部设置密封陶瓷、接线螺栓和螺母，所述填充料为氧化镁砂和/或氧化铝粉；所述固定构件包括活动连接所述电热管的卡接件，所述卡接件部分嵌入所述保温覆层。

3. 如权利要求1所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述阀体外壁设置镜面涂层，所述镜面涂层为银或者氧化镁涂层。

4. 如权利要求1所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述电热管设置在所述保温覆层上挖制的沟槽内，所述沟槽两侧设置所述固定构件，所固定构件为卡接件或挡销。

5. 如权利要求4所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述沟槽内侧下部设置弧形环槽。

6. 如权利要求1或4所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述保温覆层为耐火胶泥和/或硅酸铝纤维毡。

7. 如权利要求1所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述加热机构的控制器连接有温度监控构件，所述温度监控构件包括控制器和设置在阀体内部的温度传感器。

8. 如权利要求1所述输气管道盲端设备加热装置，其特征在于：所述电热管内的电阻丝设置为不同缠绕螺距的螺旋状。