导航：安全管理网>> 安全论文>> 机械安全论文>>正文

电磁加热器加热管结垢原因及改进

文档作者：马矿召文档来源：大庆油田有限责任公司第八采油厂		点击数：	更新时间： 2025年09月29日
下载地址：点击这里	文件大小： 142.30 KB 共2页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共2页]

本文件共2页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：142.30 KB 共2页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：电加热器控制系统的改造

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

第4l卷第3期
2012年5月
石油化工设备
PETRO CHEMICAL EQUIPMENT
Vo1．41 No．3
M ay 2O12
文章编号：1000 7466(2012)03—0105 02
电磁加热器加热管结垢原因及改进
马矿召
(大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆 163514)
摘要：为了降低地面建设投资和运行费用，大庆油田近几年加大了电热集油工艺应用力度，从现场
运行情况看，早期应用的电加热器加热管结垢严重，导致加热效率下降，满足不了产液温升要求。
分析了电磁加热器加热管结垢原因，提出了改进方案，实际应用效果良好。
关键词： 电磁加热器 加热管；结垢；优化；应用
中图分类号：TE 931 文献标志码：B
在大庆外围低产低渗透油田，受地理位置、气油
比等影响，早期应用传统的环状掺水流程，造成投资
高、运行费用高。为降低建设投资和运行费用，采用
了树状电加热集油工艺。单管树状电加热集油流程
采用点加热、线维温方式，即每口油井或每座丛式井
平台设置1台电加热器，将油井产液由井口出油温
度升温至原油凝固点，然后将1口或多口井串联由
电热管道保温传输至转油站。截止2011年底，不同
区块应用电加热集油工艺的油井共448口，共应用
电加热器224台，其中电磁加热器143台。实际应
用中出现高频电磁加热器管道结垢现象，其中出口、
入口加热管由60 mm 变径到89 mm 的使用6个月
出现加热管结垢，出人口加热管与加热段全都是
60 mm管道的使用3 a出现加热管结垢。笔者对结
垢原因进行了分析，并提出了优化改进方案口 j。
l 电磁加热器原理
电磁加热是利用电磁感应原理将电能转换为热
能的能量转换过程，由整流电路将50／60 Hz的交
流电压转变成直流电压，再经过功率控制电路将直
流电压转换成频率为2o～40 kHz的高频电压，当
高速变化的交流电流通过线圈时，线圈会产生高速
变化的磁场，磁场内的交变磁力线通过金属管道时
(导磁、导电材料)，管壁体内产生无数的小涡流，使
输油管道的管壁本身自行发热与原油进行热交换，
达到加热原油的目的。电磁加热器高效加热段截面
见图1。
高频涡流 高效保温层
加热线圈
金属管遭 被加热液体
图1 电磁加热器高效加热段截面示图
变频器是高频电磁加热器的核心部件，是利用
电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一
频率的电能控制装置。目前使用的变频器主要采用
交流一直流～交流方式，先把工频交流电源通过整
流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频
率、电压均可控制的交流电源供给电动机。变频器
的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个
部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆
变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM 波
形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功
功率。
2 加热管结垢原因分析
管径89 mm加热器有效加热段长度450 mm，
有效加热面积为89×3．14×450—1 257．57(cm )，
则其单位面积做功为7／1．257 57—5．57(W／cm )；
管径60 mm~J[1热器有效加热段长度600 mm，有效加
热面积为6o×3．14×600—1 130．40(cm。)，则其单
收稿日期：2012—01—10
作者简介：马矿召(1978一)，男，河南唐河人，工程师，学士，从事地面工程规划工作。
石油化工设备 2O12年第41卷
位面积做功为4．5／113．40—3．98(w／cm )。管径
60 mm加热器加热面积与管径89 mmIl1]热器的加
热面积基本相当，管径89 mm~JlJ热器加热功率7 kw
左右，比管径60 mm加热器加热功率(4．5 kw)大，
因而管径89 mm加热器总换热量较大，这是造成管
径89 ID．m加热器加热管结垢较快的原因之一。
管径60 mm加热器加热管进油与出油管径相
同，而管径89 mm 加热器加热管是60 mm管道
进、出油。在加热段位置变径造成2个问题：① 原
油进入89 ITlm管道后流速降低，经过60 mm管道
出口时流速相对升高。加热段内产生两次流速变
化，利于沉积。②依附管壁的原油不易流动，造成
依附管壁原油长时间受热，使其与中间位置原油
之问存在温差，原油自身的表面张力降低。加热
线圈中间部分是整个加热段的高温区，实验测试，
线圈中间部位温度高于出口温度45℃ 。由此可
见，在加热段位置采用变径方式是导致加热管结
垢的主要原因。
3 改进方案
3．1 方案1
改进方案1为超导液+电磁加热方式，见图2。
采用套管方式，内管是与原油接触的加热管，外管用
加热线圈加热管道，套管内填充超导液。该方案优
点：① 内管管壁受热均匀，加热线圈不会出现局部
高温现象。② 加热段两侧管道长20 cm 以上，加热
管内原油流速整体稳定。③ 延长了加热管道长度，
换热面积加大。
图2 超导液加热管道不图
3．2 方案2
改进方案2为增大加热管道长度和直径，从而
提高加热管换热面积。加热线圈分3段缠绕，每段
线圈长度在20 cm 以内，线圈之问间距超过20 CITI，
线圈之间安装温度探头，有效加热段总长120 CITI，
使原油梯度受热，从而避免短时间急剧受热导致原
油局部高温。
该方案优点：① 加热管受热相对均匀，降低了
加热线圈局部高温。② 加热段两侧管道长超过
20 cm，加热管道整体原油流速稳定。③ 降低原油
短时间急剧升温，减少管道内原油温差。
图3 提高加热管换热面积结构示图
4 应用效果
经过论证并结合现场实际情况，最终采用方案
2进行改造，采用方案2后加热管加热面积和做功
见表1。由表1可见，新设计加热段单位面积做功
数据远小于现在使用的加热器数据，采用30 kW 加
热管单位面积做功仅3．70 W／cm。。
表1 采用方案2优化后加热管加热面积和做功
从2010年开始在装置中应用改进的高频电磁
加热器，再未出现结垢现象，此次改进对同类设备改
造具有借鉴意义。
参考文献：
Eli 鲁俊生，田志川，孙玉株．感应加热的原理与应用EJI．
通化师范学院学报，1996，(4)：32—33．
E2] GB 50056 93，电热设备电力装置设计规范Es1．
E3] 赵英宝，杨建荣，宋雪玲，等．变频采油全程电磁加热
器设计EJ]．河北工业科技，2008，(5)：41-45．
E41 冯金德，蒲春生，程林松，等．电磁加热一化学复合解除
凝析油堵塞温度分布研究[J]．天然气工业，2006，(5)：
17，103-106．
[5] 汪长虹，张赞牢，范乾权．高粘油品储罐电磁加热引
油装置的设计与计算EJ]．中国储运，2010，(9)：82
83．
E61 王俊玲，刘慧敏．电磁式电加热技术的研究及应用[J]．
科学之友，2O10，(20)：49 51．
ETI 任慧，李小平，杨再荣．电磁加热器在高凝油单井集
输中的应用[J]．石油矿场机械，2008，37(¨)：81 84．
E81 苏少林，黄 华．电磁感应式轴承加热器测温方法
口]．风机技术，2009，(5)：59．
[9] 荣军，宋利明，李娟．燃料油电磁预热器理论研究
EJ]．节能，2006，(1O)：24—25．
(张编)

网友评论 more

机械安全论文最新内容

09-29