CN216344616U - 一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，包括天然气管道，天然气管道外壁还包裹有保温层；所述保温层外缠绕有磁涡流加热线圈；未缠绕有磁涡流加热线圈的天然气管道外壁设有贴片式热电偶传感器，保温层外夹设有外夹式超声波流量计；还包括与贴片式热电偶传感器及外夹式超声波流量计连接的显示装置；还包括电源装置，所述电源装置包括依次连接的外部电源及电源转换装置，所述电源转换装置为单相整流电源，单相整流电源上设有直流供电接口及三相交流电源接口；其中，外夹式超声波流量计及显示装置与直流供电接口连接，磁涡流加热线圈与三相交流电源接口连接。本实用新型利用电磁感应原理进行管道加热。

Description

一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置

技术领域

本实用新型涉及油气田开发领域，具体涉及一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置。

背景技术

天然气开采输送过程中温降可能导致天然气中的水汽液化甚至形成固态，对设备造成损伤，并影响正常的生产运行。如，天然气经过滤作用的分离器、或压力调节阀门时，气体介质经节流降压会产生焦耳－汤姆生效应，使得气流温度急剧下降，从而会加大产生积液甚至水合物的风险，降低气体流动效能、甚至管道设备产生堵塞，影响天然气正常生产和输送。另外，在北方地区冬天低温时，天然气管道也易因低温产生积液或水合物，从而使管道设备发生堵塞、积液或冻胀，从而影响天然气正常输送。因此，在天然气开采和集输过程的多个阶段需对天然气进行加热，以保证天然气的正常开采和输送。

目前天然气开采与输送领域解决低温产生积液和水合物，常常采用给管道和设备进行加热的手段。首先，目前天然气现场加热多采用燃气水热炉、电伴热方式。传统的加热方式有一定的弊端，如热效率不高、热能损耗大、电阻丝长时间发热也易损坏，燃气燃烧污染环境，且由于设备体积大，不便于野外临时使用。其次，目前常用的管道加热设备，均以燃料燃烧或电网供电，野外偏远地区可能无可用的电网电源。因此，在北方野外冬天气温较低地区，对管道加热常常受到供电设备的掣肘。

发明内容

本实用新型旨在针对上述问题，提出一种能够解决目前天然气传输管道输送过程中，受到低温影响而导致的堵塞情况的利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置。

本实用新型的技术方案在于：

一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，包括天然气管道，天然气管道外壁还包裹有保温层；所述保温层外缠绕有磁涡流加热线圈；未缠绕有磁涡流加热线圈的天然气管道外壁设有贴片式热电偶传感器，保温层外夹设有外夹式超声波流量计；

还包括与贴片式热电偶传感器及外夹式超声波流量计连接的显示装置；

还包括电源装置，所述电源装置包括依次连接的外部电源及电源转换装置，所述电源转换装置为单相整流电源，单相整流电源上设有直流供电接口及三相交流电源接口；

其中，外夹式超声波流量计及显示装置与直流供电接口连接，磁涡流加热线圈通过高频转换装置与三相交流电源接口连接。

所述高频转换装置为频率控制器，频率控制器一端连接三相交流电源接口，另一端连接磁涡流加热线圈；频率控制器还与直流供电接口连接。

所述显示装置通过信号线分别与外夹式超声波流量计及贴片式热电偶传感器连接。

所述外夹式超声波流量计、显示装置及频率控制器分别通过直流电线缆与直流供电接口连接供电。

所述频率控制器与三相交流电源接口及磁涡流加热线圈之间分别通过交流电线缆与三相交流电源接口连接供电。

所述外部电源包括配电箱或太阳能移动电源车，配电箱或太阳能移动电源车分别与单相整流电源通过交流电线缆连接。

所述显示装置为液晶显示屏。

本实用新型的技术效果在于：

1、本实用新型利用电磁感应原理进行管道加热，相比于传统的电阻加热或燃气明火加热，具有加热速度快、热效率高、无明火、加热均匀、加热线圈自身发热小等特点；

2、本实用新型场景广泛，在使用中电源转换装置既可通过接口与配电箱连接，也可以与太阳能移动电源车连接，供电方式多样，满足各种工况，特别露天野外无电网供电工况。外夹式超声波流量计及贴片式热电偶传感器在检测过程中，不需要对天然气管道进行不可恢复性损伤；因此本实用新型对工况中电源，管道要求较低。能够覆盖绝大部分天然气管道加热工况；

3、本实用新型操作使用简单便捷，本实用新型各接口简单明确，电源接线与信号接线清楚，可快速组装拆卸，撬装使用；快速完成对天然气管道堵塞的鉴定与加热；

4、实时反映天然气管道工况，便于工程人员判断加热启停，本实用新型将天然气管道的流量信息及天然气管道外壁的温度信息，并在显示装置上显示，便于工程人员了解管道状况，完成操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型显示装置的显示图。

附图标记：1、单相整流电源；2、显示装置；3、外部电源；4、外夹式超声波流量计；5、贴片式热电偶传感器；6、频率控制器；7、磁涡流加热线圈；8、交流电线缆；9、信号线；10、直流电线缆；11、直流供电接口；12、三相交流电源接口；13、配电箱；14、太阳能移动电源车。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，此处描述的优选实施例仅用于解释和说明本实用新型，并不限定于本实用新型。

实施例1

一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，包括天然气管道，天然气管道外壁还包裹有保温层；其特征在于：所述保温层外缠绕有磁涡流加热线圈7；未缠绕有磁涡流加热线圈7的天然气管道外壁设有贴片式热电偶传感器5，用于检测天然气管道外壁温度，保温层外夹设有外夹式超声波流量计4，用于检测天然气管道内的流体流量；

还包括与贴片式热电偶传感器5及外夹式超声波流量计4连接的显示装置2；

还包括电源装置，所述电源装置包括依次连接的外部电源3及电源转换装置，外部电源3提供380V、50Hz三相交流电源；所述电源转换装置为单相整流电源1，具备将交流电转化为0-1000V直流电源的功能；因此，单相整流电源1上设有直流供电接口11及380V、50Hz的三相交流电源接口12，为本实用新型提供直流电和交流电。其中，外夹式超声波流量计4及显示装置2与直流供电接口11连接，磁涡流加热线圈7通过高频转换装置与三相交流电源接口12连接。

本实施例的具体实施方式为：

贴片式热电偶传感器5检测天然气管道外壁温度，外夹式超声波流量计4检测天然气管道内的流体流量，并将检测到的信息传输给显示装置2进行显示；单相整流电源1通过高频转换装置提供高频交流电给磁涡流加热线圈7，高频交流电在天然气管道周围产生交变磁场，从而在天然气管道内产生电涡流，引起金属的天然气管道发热，从而完成给天然气管道加热。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：

所述高频转换装置为频率控制器6，频率控制器6一端连接三相交流电源接口12，另一端连接磁涡流加热线圈7；频率控制器6还与直流供电接口11连接。贴片式热电偶传感器5检测天然气管道外壁温度，外夹式超声波流量计4检测天然气管道内的流体流量，并将检测到的信息传输给显示装置2进行显示；当出现天然气管道流量小于流量既定值或天然管道外壁温度小于温度设计值或经验值时，操作人员控制频率控制器6设定为大于10kHz的某频率值，控制磁涡流加热管道开始加热。操作人员根据显示信息决定是否需要调整加热速度，通过操作频率控制器6，改变其输出的高频交流电频率，调整范围为0kHz-47kHz，以此来调整加热速度。

实施例3

在实施例2的基础上，还包括：

所述显示装置2通过信号线9分别与外夹式超声波流量计4及贴片式热电偶传感器5连接。所述外夹式超声波流量计4、显示装置2及频率控制器6分别通过直流电线缆10与直流供电接口11连接供电。所述频率控制器6与三相交流电源接口12及磁涡流加热线圈7之间分别通过交流电线缆8与三相交流电源接口12连接供电。

实施例4

在实施例3的基础上，还包括：所述外部电源3包括配电箱13或太阳能移动电源车14，配电箱13或太阳能移动电源车14分别与单相整流电源1通过交流电线缆8连接。所述显示装置2为液晶显示屏。

本实用新型涉及器件均为市售产品。例如，单相整流电源1采用上海瑞进电源科技有限公司生产的RTG系列电源；液晶显示屏为型号为AC121SA02的三菱系列工业屏；外夹式超声波流量计4的型号为FUG1010西门子外夹式天然气超声波流量计；贴片式热电偶传感器5的型号为德图testo 905T2热电偶传感器。频率控制器6为西门子M440系列变频器，型号为6SE6440-2UD35-5FB1。

本实用新型所述的一种利用趋肤效应面向多天然气管道的感应加热装置，可完成天然气管道流量与外壁温度实时测定，通过加热控制器完成对磁涡流加热管道的控制，实现对于天然气管道的加热，避免了在天然气管内的气体由于温度原因产生的低温产生积液和水合物，从而堵塞管壁，影响了天然气的输送。

以上对本使用新型实施例进行了详细介绍，实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，包括天然气管道，天然气管道外壁还包裹有保温层；其特征在于：所述保温层外缠绕有磁涡流加热线圈(7)；未缠绕有磁涡流加热线圈(7)的天然气管道外壁设有贴片式热电偶传感器(5)，保温层外夹设有外夹式超声波流量计(4)；

还包括与贴片式热电偶传感器(5)及外夹式超声波流量计(4)连接的显示装置(2)；

还包括电源装置，所述电源装置包括依次连接的外部电源(3)及电源转换装置，所述电源转换装置为单相整流电源(1)，单相整流电源(1)上设有直流供电接口(11)及三相交流电源接口(12)；

其中，外夹式超声波流量计(4)及显示装置(2)与直流供电接口(11)连接，磁涡流加热线圈(7)通过高频转换装置与三相交流电源接口(12)连接。

2.根据权利要求1所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述高频转换装置为频率控制器(6)，频率控制器(6)一端连接三相交流电源接口(12)，另一端连接磁涡流加热线圈(7)；频率控制器(6)还与直流供电接口(11)连接。

3.根据权利要求2所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述显示装置(2)通过信号线(9)分别与外夹式超声波流量计(4)及贴片式热电偶传感器(5)连接。

4.根据权利要求3所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述外夹式超声波流量计(4)、显示装置(2)及频率控制器(6)分别通过直流电线缆(10)与直流供电接口(11)连接供电。

5.根据权利要求4所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述频率控制器(6)与三相交流电源接口(12)及磁涡流加热线圈(7)之间分别通过交流电线缆(8)与三相交流电源接口(12)连接供电。

6.根据权利要求5所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述外部电源(3)包括配电箱(13)或太阳能移动电源车(14)，配电箱(13)或太阳能移动电源车(14)分别与单相整流电源(1)通过交流电线缆(8)连接。

7.根据权利要求6所述利用趋肤效应的天然气管道电磁感应加热装置，其特征在于：所述显示装置(2)为液晶显示屏。

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