風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，包括：光電單元、風(fēng)電單元、儲(chǔ)能電池單元、控制單元以及電磁加熱單元，其中光電單元、風(fēng)電單元以及儲(chǔ)能電池單元的輸出端均與控制單元相連；控制單元的輸出指令送至電磁加熱單元，電磁加熱單元安裝在原油管路上，原油管路上的溫度采集裝置送至控制單元的溫度信號輸入端。本實(shí)用新型大幅度降低了環(huán)境污染，提高能源利用率，較好地解決油田生產(chǎn)中原油需“全天候”的問題，加熱效率高、形式多樣、布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，對油田的節(jié)能降耗工作具有巨大的推動(dòng)作用，應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種加熱系統(tǒng)，具體的說是一種風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類社會(huì)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，世界各國對新能源與可再生能源日益重視，不斷加大人力和物力的投入，促進(jìn)了新能源與可再生能源利用技術(shù)和裝置的研發(fā)。目前我國為世界第二大石油進(jìn)口國，能源問題十分緊迫，節(jié)能降耗已成為我國的一項(xiàng)國策。
[0003]隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長，產(chǎn)能遞減幅度增加，尤其是天然氣產(chǎn)量大幅度下降，力口上油田開發(fā)進(jìn)入中后期，含水上升以及原油生產(chǎn)主要以稠油和高凝稠油為主能耗量較大，目前自產(chǎn)天然氣量不足，已開始制約原油的生產(chǎn)，這一問題是關(guān)系到今后長期穩(wěn)定發(fā)展的重要課題。
[0004]解決油田燃料緊張的方式方法較多，如燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整(燒煤、油)、提高鍋爐熱效率等方法，同時(shí)也造成大量的能源消耗和嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有油田生產(chǎn)過程中，產(chǎn)出原油需要進(jìn)行加熱處理和加熱輸送存在耗能大的問題和嚴(yán)重的環(huán)境污染等不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種替代原油加熱爐、實(shí)現(xiàn)利用可再生能源的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；
[0007]本實(shí)用新型一種風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，包括:光電單元、風(fēng)電單元、儲(chǔ)能電池單元、控制單元以及電磁加熱單元，其中光電單元、風(fēng)電單元以及儲(chǔ)能電池單元的輸出端均與控制單元相連；控制單元的輸出指令送至電磁加熱單元，電磁加熱單元安裝在原油管路上，原油管路上的溫度采集裝置送至控制單元的溫度信號輸入端。
[0008]所述控制單元包括中央處理器、逆變器、整流裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及檢測裝置，其中整流器的輸入端接有光電單元、風(fēng)電單元以及電網(wǎng)電源的交流電，整流器的輸出端輸出直流電至逆變器的輸入端，逆變器的驅(qū)動(dòng)控制端經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置與中央處理器的控制輸出相連；中央處理器的輸入端通過檢測裝置接有原油管路的溫度反饋信號、原油管路管壁溫度信號；中央處理器的控制輸出端與直流電源、整流器的輸出選擇端相連。
[0009]所述逆變器的輸入端還接有儲(chǔ)能電池組的直流電。
[0010]所述光電單元包括太陽能光伏板及光伏逆變器，其中太陽能光伏板輸出的直流電接至光伏逆變器的輸入端，光伏逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，光伏逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
[0011 ] 所述風(fēng)電單元包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及風(fēng)電逆變器，其中風(fēng)電逆變器的輸入端連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)電逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，風(fēng)電逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
[0012]儲(chǔ)能電池單元與控制單元的直流電源輸入端連接。
[0013]電磁加熱單元為多個(gè)，包繞于原油管路的不同加熱段。
[0014]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.本實(shí)用新型首次提出“風(fēng)光電磁加熱再生能源利用技術(shù)”替代常規(guī)能源對原油進(jìn)行間接加熱，來滿足油田生產(chǎn)技術(shù)要求，利用風(fēng)光電磁加熱可再生能源綜合技術(shù)，以太陽能和風(fēng)能作為能源，取之不盡，用之不竭，將太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，有效利用，不但減少了油、氣、煤、電為燃料的能源消耗，而且大幅度降低了環(huán)境污染，提高能源利用率，較好地解決油田生產(chǎn)中原油需“全天候”的問題。
[0016]2.本實(shí)用新型具有加熱效率高、形式多樣、布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，對油田的節(jié)能降耗工作具有巨大的推動(dòng)作用，它不僅適應(yīng)于井口原油加熱輸送，也可發(fā)展為以計(jì)量站為中心，周邊5-10 口油井聯(lián)合管網(wǎng)加熱集輸。
[0017]3.由于本實(shí)用新型利用太陽能和風(fēng)能無公害、潔凈的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，將對油田的節(jié)能降耗、風(fēng)光電磁加熱能源的利用以及環(huán)保做出重大貢獻(xiàn)，不論其經(jīng)濟(jì)效益，還是社會(huì)效益都具有明顯的優(yōu)勢，因而本實(shí)用新型的推廣應(yīng)用前景十分廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型中控制單元結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)包括:光電單元、風(fēng)電單元、儲(chǔ)能電池單元、控制單元以及電磁加熱單元，其中光電單元、風(fēng)電單元以及儲(chǔ)能電池單元的輸出端均與控制單元相連；其中儲(chǔ)能電池單元與控制單元的直流電源輸入端連接；光電單元、風(fēng)電單元與控制單元的整流器輸入端連接；控制單元的輸出指令送至電磁加熱單元，電磁加熱單元安裝在原油管路上，原油管路上的溫度采集裝置送至控制單元的溫度信號輸入端；電磁加熱單元為多個(gè)，包繞于原油管路的不同加熱段。
[0021]如圖2所示，所述控制單元包括中央處理器、逆變器、整流裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及檢測裝置，其中整流器的輸入端接有光電單元、風(fēng)電單元以及電網(wǎng)電源的交流電，整流器的輸出端輸出直流電至逆變器的輸入端，逆變器的驅(qū)動(dòng)控制端經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置與中央處理器的控制輸出相連；中央處理器的輸入端通過檢測裝置接有原油管路的溫度反饋信號、原油管路管壁溫度信號；中央處理器的控制輸出端與直流電源、整流器的輸出選擇端相連。
[0022]光電單元包括太陽能光伏板及光伏逆變器，其中太陽能光伏板輸出的直流電接至光伏逆變器的輸入端，光伏逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，光伏逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
[0023]風(fēng)電單元包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及風(fēng)電逆變器，其中風(fēng)電逆變器的輸入端連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)電逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，風(fēng)電逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
[0024]本實(shí)用新型控制單元實(shí)質(zhì)上為一 DC-AC變頻結(jié)構(gòu)，由整流器(含濾波電路)和驅(qū)動(dòng)裝置以及逆變器組成，三相交流電源來自光電單元、風(fēng)電單元以及電網(wǎng)電源，通過整流器內(nèi)的整流電路及濾波電路生成直流電源輸出至逆變器的輸入端，逆變電路的輸出端與電磁加熱器的電磁感應(yīng)線圈的兩端相連接；光電單元、風(fēng)電單元的直流電源部分進(jìn)入儲(chǔ)能電池單元儲(chǔ)存?？刂茊卧械闹绷麟娏鹘邮諆?chǔ)能電池單元的直流電，經(jīng)逆變器輸出至電磁加熱單元中。
[0025]控制單元檢測光電單元、風(fēng)電單元的發(fā)電功率以及儲(chǔ)電池單元和電網(wǎng)的供電狀態(tài)，當(dāng)光電單元或風(fēng)電單元的發(fā)電功率不足時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)電池單元供電，如果儲(chǔ)電池單元供電功率不足，則使用電網(wǎng)供電。
[0026]原油油管的管壁溫度檢測傳感器和出口油溫檢測傳感器檢測到的溫度信號經(jīng)過檢測裝置處理后，送至中央處理器(CPU)，中央處理器根據(jù)溫度反饋信號與設(shè)定值進(jìn)行比較，確定加熱功率，保證管壁不超溫，同時(shí)保證油溫波動(dòng)在設(shè)定溫度范圍。
[0027]本實(shí)用新型的工作控制過程如下:
[0028]控制器檢測光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電的工作狀態(tài)，同時(shí)檢測儲(chǔ)能電池及電網(wǎng)供電的狀態(tài)。選擇合適的能源，保證優(yōu)先使用清潔能源。同時(shí)，將風(fēng)光發(fā)電的多余能量充入蓄電池儲(chǔ)能裝置。
[0029]啟動(dòng)電磁加熱器的電源后，由整流器將交流電壓轉(zhuǎn)變成脈動(dòng)直流電壓，再經(jīng)過濾波電容將脈動(dòng)直流電壓濾波變成光滑平穩(wěn)的直流電壓送到逆變器，通過逆變器將直流電壓變成頻率為500?1500Hz的交流電壓。此電壓接至電磁感應(yīng)加熱線圈。當(dāng)快速變化的交流電流通過電磁感應(yīng)線圈時(shí)，電磁感應(yīng)線圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的磁場，交變磁場在導(dǎo)磁的鋼制油管表面產(chǎn)生渦流，使鋼管發(fā)熱。當(dāng)原油在油管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，帶走油管發(fā)出的熱量，達(dá)到對原油加熱的目的。當(dāng)油溫檢測傳感器檢測到出口的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由控制單元通過驅(qū)動(dòng)裝置控制逆變器，降低加熱功率。當(dāng)油管的熱量不能迅速交換給原油，而導(dǎo)致油管的管壁溫度超過設(shè)定溫度(該值可人工調(diào)整)時(shí)，本實(shí)用新型會(huì)自動(dòng)停止加熱，發(fā)出報(bào)警信號，直到導(dǎo)磁鋼管的管壁溫度降到安全值時(shí)，才再次加熱。保護(hù)設(shè)備安全。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于包括:光電單元、風(fēng)電單元、儲(chǔ)能電池單元、控制單元以及電磁加熱單元，其中光電單元、風(fēng)電單元以及儲(chǔ)能電池單元的輸出端均與控制單元相連；控制單元的輸出指令送至電磁加熱單元，電磁加熱單元安裝在原油管路上，原油管路上的溫度采集裝置送至控制單元的溫度信號輸入端。
2.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元包括中央處理器、逆變器、整流裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及檢測裝置，其中整流器的輸入端接有光電單元、風(fēng)電單元以及電網(wǎng)電源的交流電，整流器的輸出端輸出直流電至逆變器的輸入端，逆變器的驅(qū)動(dòng)控制端經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置與中央處理器的控制輸出相連；中央處理器的輸入端通過檢測裝置接有原油管路的溫度反饋信號、原油管路管壁溫度信號；中央處理器的控制輸出端與直流電源、整流器的輸出選擇端相連。
3.按權(quán)利要求2所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述逆變器的輸入端還接有儲(chǔ)能電池組的直流電。
4.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述光電單元包括太陽能光伏板及光伏逆變器，其中太陽能光伏板輸出的直流電接至光伏逆變器的輸入端，光伏逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，光伏逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
5.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)電單元包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及風(fēng)電逆變器，其中風(fēng)電逆變器的輸入端連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)電逆變器輸出的交流電接至控制單元的輸入端，風(fēng)電逆變器輸出的直流電接至儲(chǔ)能電池單元。
6.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:儲(chǔ)能電池單元與控制單元的直流電源輸入端連接。
7.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)光電集成加熱系統(tǒng)，其特征在于:電磁加熱單元為多個(gè)，包繞于原油管路的不同加熱段。
【文檔編號】H02J9/06GK204062305SQ201420397717
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】趙樹東, 陶德楠, 王平生 申請人:盤錦三和采油裝備科技開發(fā)有限公司