申请/专利权人：中国石油天然气股份有限公司

申请日：2018-02-01

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN108224775B

主分类号：F24H4/02

分类号：F24H4/02;F24H9/1809;F24H9/1818;F24H9/20;F24H15/421;F24H15/305;F24H15/37;F24H15/375

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2018.07.24#实质审查的生效;2018.06.29#公开

摘要：本发明公开了一种热泵‑电磁感应复合原油加热装置及其控制方法，蒸发器的吸热侧出口与冷凝器的放热侧入口相连通，冷凝器的放热侧出口与蒸发器的吸热侧入口相连通，冷凝器的吸热侧出口依次经温控仪及循环泵后分为两路，其中，一路经第一阀门与电磁加热器的入口相连通，另一路经第二阀门与储热换热水箱的入口相连通，电磁加热器的出口与储热换热水箱的入口相连通，储热换热水箱的出口与冷凝器的吸热侧入口相连通，储热换热水箱内设置有原油盘管，其中，原油输入管道与原油盘管的入口相连通，原油输出管道与原油盘管的出口相连通，该装置及其控制方法能够实现对原有的加热，并且耗电量较小，能量损失较低，能耗较低。

主权项：1.一种热泵-电磁感应复合原油加热装置的控制方法，其特征在于，所述热泵-电磁感应复合原油加热装置包括蒸发器1、冷凝器3、温控仪6、循环泵8、第一阀门9、电磁加热器11、第二阀门16、储热换热水箱15、原油输入管道12以及用于检测储热换热水箱15内水温的温度传感器14；蒸发器1的吸热侧出口与冷凝器3的放热侧入口相连通，冷凝器3的放热侧出口与蒸发器1的吸热侧入口相连通，冷凝器3的吸热侧出口依次经温控仪6及循环泵8后分为两路，其中，一路经第一阀门9与电磁加热器11的入口相连通，另一路经第二阀门16与储热换热水箱15的入口相连通，电磁加热器11的出口与储热换热水箱15的入口相连通，储热换热水箱15的出口与冷凝器3的吸热侧入口相连通，储热换热水箱15内设置有原油盘管，其中，原油输入管道12与原油盘管的入口相连通，原油输出管道13与原油盘管的出口相连通；控制器17的输入端与温控仪6的输出端及温度传感器14的输出端相连接，控制器17的输出端与第一阀门9、第二阀门16及电磁加热器11的控制端相连接；蒸发器1的吸热侧出口经压缩机2与冷凝器3的放热侧入口相连通；包括以下步骤：采油出水进入到蒸发器1放热侧中进行放热，然后再流出蒸发器1的放热侧，蒸发器1吸热侧输出的高温气体经压缩机2压缩形成高温高压气体，再进入到冷凝器3的放热侧进行放热，然后再进入到蒸发器1吸热侧中吸热形成高温气体，冷凝器3吸热侧输出的热水经温控仪6进入到循环泵8中，温控仪6实时检测冷凝器3吸热侧出口处热水的温度信息，并将冷凝器3吸热侧出口处热水的温度信息发送至控制器17中，当冷凝器3吸热侧出口处热水的温度大于等于预设温度时，则关闭第一阀门9，打开第二阀门16，循环泵8输出的水直接进入到储热换热水箱15中，当冷凝器3吸热侧出口处热水的温度小于预设温度时，则打开第一阀门9，关闭第二阀门16，循环泵8输出的水经第一阀门9进入到电磁加热器11中，控制器17根据冷凝器3吸热侧出口处热水的温度控制电磁加热器11对电磁加热器11中的水进行加热，经电磁加热器11加热后的水进入到储热换热水箱15中，储热换热水箱15内的水经换热后进入到冷凝器3的吸热侧中，然后在冷凝器3吸热侧中吸热形成热水；原油输入管道12输出的原油进入到原油盘管中吸热，然后再经原油输出管道13排出。

全文数据：一种热泵-电磁感应复合原油加热装置及其控制方法技术领域[0001]本发明属于油气地面工程油田集输加热技术领域，涉及一种热泵-电磁感应复合原油加热装置及其控制方法。背景技术[0002]原油加热过程中会消耗大量的电能，现有技术中大多采用及电磁感应加热装置对原油的加热，热栗是一种利用压缩机驱动的冷媒压缩循环、将低温热源的热量转移到被加热的水中，从而制取生活热水或工业用热水的设备。常见的直热式热泵热水设备，由于结构设计缺陷，输出的水温较低，压缩机工作能耗大，热量损失大;直接利用高频电磁感应加热具有加温速度快，水电分离安全可靠，但耗电量大。发明内容[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种热泵-电磁感应复合原油加热装置及其控制方法，该装置及其控制方法能够实现对原有的加热，并且耗电量较小，能量损失较低，能耗较低。[0004]为达到上述目的，本发明所述的热栗-电磁感应复合原油加热装置包括蒸发器、冷凝器、温控仪、循环泵、第一阀门、电磁加热器、第二阀门、储热换热水箱、原油输入管道以及用于检测储热换热水箱内水温的温度传感器；[0005]蒸发器的吸热侧出口与冷凝器的放热侧入口相连通，冷凝器的放热侧出口与蒸发器的吸热侧入口相连通，冷凝器的吸热侧出口依次经温控仪及循环泵后分为两路，其中，一路经第一阀门与电磁加热器的入口相连通，另一路经第二阀门与储热换热水箱的入口相连通，电磁加热器的出口与储热换热水箱的入口相连通，储热换热水箱的出口与冷凝器的吸热侧入口相连通，储热换热水箱内设置有原油盘管，其中，原油输入管道与原油盘管的入口相连通，原油输出管道与原油盘管的出口相连通；[0006]控制器的输入端与温控仪的输出端及温度传感器的输出端相连接，控制器的输出端与第一阀门、第二阀门及电磁加热器的控制端相连接。[0007]蒸发器的吸热侧出口经压缩机与冷凝器的放热侧入口相连通。[0008]冷凝器的放热侧出口经节流器与蒸发器的吸热侧入口相连通。[0009]温控仪与循环泵之间设置有第三阀门。[0010]第一阀门与电磁加热器之间设置有单向阀。[0011]压缩机与冷凝器的放热侧入口之间设置有排污仪器。[0012]本发明所述的热栗-电磁感应复合原油加热装置的控制方法包括以下步骤：[0013]采油出水进入到蒸发器放热侧中进行放热，然后再流出蒸发器的放热侧，蒸发器吸热侧输出的高温气体经压缩机压缩形成高温高压气体，再进入到冷凝器的放热侧进行放热，然后再进入到蒸发器吸热侧中吸热形成高温气体，冷凝器吸热侧输出的热水经温控仪进入到循环泵中，温控仪实时检测冷凝器吸热侧出口处热水的温度信息，并将冷凝器吸热侧出口处热水的温度信息发送至控制器中，当冷凝器吸热侧出口处热水的温度大于等于预设温度时，则关闭第一阀门，打开第二阀门，循环泵输出的水直接进入到储热换热水箱中，当冷凝器吸热侧出口处热水的温度小于预设温度时，则打开第一阀门，关闭第二阀门，循环泵输出的水经第一阀门进入到电磁加热器中，控制器根据冷凝器吸热侧出口处热水的温度控制电磁加热器对电磁加热器中的水进行加热，经电磁加热器加热后的水进入到储热换热水箱中，储热换热水箱内的水经换热后进入到冷凝器的吸热侧中，然后在冷凝器吸热侧中吸热形成热水；[0014]原油输入管道输出的原油进入到原油盘管中吸热，然后再经原油输出管道排出。[0015]本发明具有以下有益效果：[0016]本发明所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置及其控制方法在具体操作时，基于油田采出水具有一定的温度，通过热泵系统利用油田采出水的热量对原油进行加热，当热栗系统提供的热量不足时，再采用电磁加热器进行加热，从而构成热泵与电磁加热器组成的综合加热系统，从而有效的减少原油加热的耗电量，降低能量损失、能耗及运行成本。附图说明[0017]图1为本发明的结构示意图。[0018]其中，1为蒸发器、2为压缩机、3为冷凝器、4为排污仪器、5为节流器、6为温控仪、7为第三阀门、8为循环栗、9为第一阀门、10为单向阀、11为电磁加热器、12为原油输入管道、13为原油输出管道、14为温度传感器、15为储热换热水箱、16为第二阀门、17为控制器。具体实施方式[0019]下面结合附图对本发明做进一步详细描述：[0020]参考图1，本发明所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置包括蒸发器1、冷凝器3、温控仪6、循环栗8、第一阀门9、电磁加热器11、第二阀门16、储热换热水箱15、原油输入管道12以及用于检测储热换热水箱15内水温的温度传感器14;蒸发器1的吸热侧出口与冷凝器3的放热侧入口相连通，冷凝器3的放热侧出口与蒸发器1的吸热侧入口相连通，冷凝器3的吸热侧出口依次经温控仪6及循环泵8后分为两路，其中，一路经第一阀门9与电磁加热器11的入口相连通，另一路经第二阀门16与储热换热水箱15的入口相连通，电磁加热器11的出口与储热换热水箱15的入口相连通，储热换热水箱15的出口与冷凝器3的吸热侧入口相连通，储热换热水箱15内设置有原油盘管，其中，原油输入管道12与原油盘管的入口相连通，原油输出管道13与原油盘管的出口相连通;控制器17的输入端与温控仪6的输出端及温度传感器14的输出端相连接，控制器17的输出端与第一阀门9、第二阀门16及电磁加热器11的控制端相连接。[M21]蒸发器1的吸热侧出口经压缩机2与冷凝器3的放热侧入口相连通;冷凝器3的放热侧出口经节流器5与蒸发器1的吸热侧入口相连通;温控仪6与循环栗8之间设置有第三阀门7;第一阀门9与电磁加热器11之间设置有单向阀10;压缩机2与冷凝器3的放热侧入口之间设置有排污仪器4。[GG22]本发明所述的热栗-电磁感应复合原油加热装置的控制方法包括以下步骤：[GG23]采油出水进入到蒸发器1放热侧中进行放热，然后再流出蒸发器1的放热侧，蒸发器1吸热侧输出的高温气体经压缩机2压缩形成高温高压气体，再进入到冷凝器3的放热侧进行放热，然后再进入到蒸发器1吸热侧中吸热形成高温气体，冷凝器3吸热侧输出的热水经温控仪6进入到循环泵8中，温控仪6实时检测冷凝器3吸热侧出口处热水的温度信息，并将冷凝器3吸热侧出口处热水的温度信息发送至控制器17中，当冷凝器3吸热侧出口处热水的温度大于等于预设温度时，则关闭第一阀门9，打开第二阀门16，循环泵8输出的水直接进入到储热换热水箱15中，当冷凝器3吸热侧出口处热水的温度小于预设温度时，则打开第一阀门9，关闭第二阀门I6，循环栗8输出的水经第一阀门9进入到电磁加热器11中，控制器17根据冷凝器3吸热侧出口处热水的温度控制电磁加热器11对电磁加热器11中的水进行加热，经电磁加热器11加热后的水进入到储热换热水箱15中，储热换热水箱15内的水经换热后进入到冷凝器3的吸热侧中，然后在冷凝器3吸热侧中吸热形成热水；[0024]原油输入管道12输出的原油进入到原油盘管中吸热，然后再经原油输出管道13排出。[0025]另外，电磁加热器11为高频电磁加热器，冷凝器3为平衡冷凝器;排污仪器4为电子式除污仪;本发明中控制器17自动设置具有多级调整的电磁加热器11的档位，达到自动调控输出，保证热水温度，同时也优化机组的工作，节约能源。

权利要求：1.一种热栗-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，包括蒸发器（1、冷凝器3、温控仪6、循环泵⑻、第一阀门©、电磁加热器11、第二阀门（16、储热换热水箱15、原油输入管道12以及用于检测储热换热水箱15内水温的温度传感器14;蒸发器（1的吸热侧出口与冷凝器3的放热侧入口相连通，冷凝器3的放热侧出口与蒸发器1的吸热侧入口相连通，冷凝器3的吸热侧出口依次经温控仪⑹及循环泵8后分为两路，其中，一路经第一阀门⑼与电磁加热器（11的入口相连通，另一路经第二阀门（I6与储热换热水箱（I5的入口相连通，电磁加热器11的出口与储热换热水箱（15的入口相连通，储热换热水箱（15的出口与冷凝器3的吸热侧入口相连通，储热换热水箱I5内设置有原油盘管，其中，原油输入管道（12与原油盘管的入口相连通，原油输出管道13与原油盘管的出口相连通；控制器（17的输入端与温控仪6的输出端及温度传感器（14的输出端相连接，控制器17的输出端与第一阀门⑼、第二阀门（16及电磁加热器11的控制端相连接。2.根据权利要求1所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，蒸发器（1的吸热侧出口经压缩机2与冷凝器3的放热侧入口相连通。3.根据权利要求1所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，冷凝器3的放热侧出口经节流器5与蒸发器1的吸热侧入口相连通。4.根据权利要求1所述的热栗-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，温控仪6与循环栗⑻之间设置有第三阀门（7。5.根据权利要求1所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，第一阀门（9与电磁加热器11之间设置有单向阀（10。6.根据权利要求2所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置，其特征在于，压缩机2与冷凝器⑶的放热侧入口之间设置有排污仪器⑷。7.—种权利要求2所述的热泵-电磁感应复合原油加热装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采油出水进入到蒸发器（1放热侧中进行放热，然后再流出蒸发器（1的放热侧，蒸发器1吸热侧输出的高温气体经压缩机2压缩形成高温高压气体，再进入到冷凝器3的放热侧进行放热，然后再进入到蒸发器（1吸热侧中吸热形成高温气体，冷凝器3吸热侧输出的热水经温控仪6进入到循环泵⑻中，温控仪⑹实时检测冷凝器⑶吸热侧出口处热水的温度信息，并将冷凝器3吸热侧出口处热水的温度信息发送至控制器17中，当冷凝器⑶吸热侧出口处热水的温度大于等于预设温度时，则关闭第一阀门（9，打开第二阀门（ie，循环泵⑻输出的水直接进入到储热换热水箱（15中，当冷凝器⑶吸热侧出口处热水的温度小于预设温度时，则打开第一阀门（9，关闭第二阀门（16，循环栗⑻输出的水经第一阀门⑼进入到电磁加热器（11中，控制器（17根据冷凝器⑶吸热侧出口处热水的温度控制电磁加热器11对电磁加热器11中的水进行加热，经电磁加热器11加热后的水进入到储热换热水箱（15中，储热换热水箱（15内的水经换热后进入到冷凝器3的吸热侧中，然后在冷凝器3吸热侧中吸热形成热水；原油输入管道1¾输出的原油进入到原油盘管中吸热，然后再经原油输出管道（13排出。

百度查询： 中国石油天然气股份有限公司 一种热泵-电磁感应复合原油加热装置及其控制方法

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