東營佰孚新能源開發股份有限公司林剛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉東營佰孚新能源開發股份有限公司申請的專利一種采用太陽能分級集熱的原油加熱系統及方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116147202B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310016916.5,技術領域涉及:F24H7/04;該發明授權一種采用太陽能分級集熱的原油加熱系統及方法是由林剛;朱燁設計研發完成,并于2023-01-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種采用太陽能分級集熱的原油加熱系統及方法在說明書摘要公布了:本發明的采用太陽能分級集熱的原油加熱系統,包括太陽能集熱器、三相分離器、第一換熱器、二級分離器、集熱循環泵和散熱循環泵,特征在于:太陽能集熱器與第一換熱器之間設置有n個儲能罐,n個儲能罐分別為一級、二級、…、n級儲能罐,n≥2;一級儲能罐至n級儲能罐中的容積依次遞增;i級儲能罐的集熱介質進口的管路上設置有電控閥ki,i級儲能罐的集熱旁通管路上設置有電控閥ji。本發明的控制方法,包括集熱控制過程和散熱控制過程。本發明的采用太陽能分級集熱的原油加熱系統及方法,按照容積由小到大依次對儲能罐進行集熱,按照優先使用大容積儲能罐中存儲的熱能進行熱量利用,有效降低了能量損耗。
本發明授權一種采用太陽能分級集熱的原油加熱系統及方法在權利要求書中公布了:1.一種采用太陽能分級集熱的原油加熱系統的控制方法,采用太陽能分級集熱的原油加熱系統包括太陽能集熱器(1)、三相分離器(6)、第一換熱器(7)、二級分離器(8)、集熱循環泵(9)和散熱循環泵(10),太陽能集熱器用于加熱集熱介質,三相分離器的進液口與井排來液管路相連通,三相分離器的污水出口接入污水處理系統,第一換熱器用于對三相分離器輸出含水原油的加熱,二級分離器用于實現第一換熱器加熱后的含水原油進一步的油水分離,二級分離器輸出的原油存儲在原油儲罐中;所述太陽能集熱器(1)與第一換熱器(7)之間設置有n個儲能罐,儲能罐中存儲有儲能介質,儲能罐上設置有集熱介質進出口和散熱介質進出口;n個儲能罐分別為一級儲能罐(2)、二級儲能罐(3)、三級儲能罐(4)、…、n級儲能罐(5),n≥2;一級儲能罐至n級儲能罐中的容積依次遞增; 太陽能集熱器的集熱介質出口經管路與集熱循環泵(9)的進口相連通,集熱循環泵的出口經管路與一級儲能罐的集熱介質入口相連通,n級儲能罐的集熱介質出口與太陽能集熱器的集熱介質進口相連通;i級儲能罐的集熱介質出口經管路與i+1級儲能罐的集熱介質進口相連通,每個儲能罐的集熱介質進口與其集熱介質出口經外部的集熱旁通管路相連通;i級儲能罐的集熱介質進口的管路上設置有電控閥ki,i級儲能罐的集熱旁通管路上設置有電控閥ji,1≤i≤n-1; 第一換熱器上設置有散熱介質進出口和待加熱介質進出口,第一換熱器的散熱介質出口經管路與散熱循環泵(10)的進口相連通,散熱循環泵的出口經管路與n級儲能罐的散熱介質進口相連通,一級儲能罐的散熱介質出口與第一換熱器的散熱介質進口相連通;i級儲能罐的散熱介質進口與i+1級儲能罐的散熱介質出口相連通,每個儲能罐的散熱介質進口與其散熱介質出口經外部的散熱旁通管路相連通;i級儲能罐的散熱介質進口的管路上設置有電控閥vi,i級儲能罐的散熱旁通管路上設置有電控閥w1; 集熱循環泵驅使集熱介質循環流通,將太陽能集熱器轉化的熱能依次在一級儲能罐至n級儲能罐中進行存儲;散熱循環泵驅使散熱介質循環流通,對n級儲能罐至一級儲能罐中存儲的能量進行利用; 所述一級儲能罐(2)與第一換熱器(7)之間設置有電加熱儲能罐(13),電加熱儲能罐中存儲有儲能介質,電加熱儲能罐中設置有對儲能介質進行加熱的電加熱器,電加熱經電控開關(14)與交流220V或交流280電源相連接;電加熱儲能罐的散熱介質進口與一級儲能罐的散熱介質出口經管路相連通,電加熱儲能罐的散熱介質出口與第一換熱器的散熱介質進口相連通,電加熱儲能罐的散熱介質進口與其散熱介質出口經外部的電加熱旁通管路相連通,電加熱旁通管路上設置有電控閥w0,電加熱儲能罐的散熱介質進口的管路上設置有電控閥v0; 所述一級儲能罐(2)、二級儲能罐(3)、三級儲能罐(4)、…、n級儲能罐(5)上分別設置有對儲能介質溫度進行檢測的溫度傳感器T1、T2、T3、…Tn,電加熱儲能罐上設置有對儲能介質溫度進行檢測的溫度傳感器T0,集熱循環泵(9)的進口管路上設置有溫度傳感器t0,第一換熱器(7)的待加熱介質出口管路上設置有溫度傳感器t1; 包括控制柜(11)和變頻器(12),變頻器的控制端與控制柜相連接;所述溫度傳感器t0、t1、T0~Tn經信號線與控制柜相連接,控制柜經控制線與電控閥k1~kn、j1~jn、w1~wn、v1~vn相連接,變頻器的輸出端與集熱循環泵(9)和散熱循環泵(10)相連接; 其特征在于,采用太陽能分級集熱的原油加熱系統的控制方法,包括集熱控制過程和散熱控制過程,集熱控制過程通過以下步驟來實現: a.溫度值設定,根據儲能罐中儲能介質所允許的加熱溫度上限,給定儲能介質被加熱溫度的上限值temp1;根據待加熱含水原油的粘稠度,給出第一換熱器所需將其加熱到的溫度值temp2;執行步驟b; b.照射條件判斷,關閉所有儲能罐集熱介質入口管路上的電控閥k1~kn、開啟所有儲能罐的集熱旁通管路上的電控閥j1~jn,通過溫度傳感器t0連續一端時間周期性檢測太陽能集熱器出口處的集熱介質溫度,如果所采集的集熱介質溫度沒有變化,表明當前處于晝夜或陰雨白天,光照條件不良,執行步驟g;如果所采集的集熱介質的溫度遞增,表明光照條件良好,執行步驟c; c.溫度信號采集,控制柜經溫度傳感器T0~Tn分別采集電加熱儲能罐、一級儲能罐至n級儲能罐中儲能介質的溫度,分別記為T0~Tn;執行步驟d; d.待加熱儲能罐判斷,按照一級儲能罐、二級儲能罐、三級儲能罐、…、n級儲能罐的優先級順序,依次對儲能罐中儲能介質的溫度進行判斷,當判斷出有儲能介質溫度低于(temp1-△T1)的儲能罐存在時,△T1=2℃~5℃,則執行步驟e;如果所有儲能罐中儲能介質的溫度值均不低于(temp1-△T1),則跳轉執行步驟b; e.儲能罐的集熱,設步驟c中所判斷出的儲能介質溫度低于(temp1-△T1)的儲能罐為i級儲能罐,則打開i級儲能罐集熱介質進口管路上的電控閥ki、關閉其集熱旁通管路上的電控閥ji,同時關閉其余儲能罐集熱介質進口管路上的電控閥、打開其余儲能罐的集熱旁通管路上的電控閥,通過集熱循環泵對集熱介質的循環驅動,來實現對i級儲能罐中儲能介質的加熱;執行步驟f; f.加熱溫度判斷,步驟e中利用太陽能集熱介質對i級儲能罐中的儲能介質加熱的過程中,周期性判斷i級儲能罐中儲能介質的溫度是否達到了temp1,如果沒有達到,則繼續加熱,直至i級儲能罐中儲能介質達到temp1;執行步驟d; g.一級儲能罐狀態判斷,通過溫度傳感器T1獲取一級儲能罐中儲能介質的溫度值T1,并判斷一級儲能罐中儲能介質的溫度值T1是否高于(temp1-△T1),如果不高于,表明依靠太陽能集熱器存儲在儲能介質中的能量即將耗盡,則開啟電控開關利用220V或380V交流電源對電加熱儲能罐中的儲能介質進行加熱,直至電加熱儲能罐中的儲能介質溫度被加熱至temp1,執行步驟b;如果高于,直接執行步驟b。
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