东营佰孚新能源开发股份有限公司林刚获国家专利权
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龙图腾网获悉东营佰孚新能源开发股份有限公司申请的专利一种采用太阳能分级集热的原油加热系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116147202B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310016916.5,技术领域涉及:F24H7/04;该发明授权一种采用太阳能分级集热的原油加热系统及方法是由林刚;朱烨设计研发完成,并于2023-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种采用太阳能分级集热的原油加热系统及方法在说明书摘要公布了:本发明的采用太阳能分级集热的原油加热系统,包括太阳能集热器、三相分离器、第一换热器、二级分离器、集热循环泵和散热循环泵,特征在于:太阳能集热器与第一换热器之间设置有n个储能罐,n个储能罐分别为一级、二级、…、n级储能罐,n≥2;一级储能罐至n级储能罐中的容积依次递增;i级储能罐的集热介质进口的管路上设置有电控阀ki,i级储能罐的集热旁通管路上设置有电控阀ji。本发明的控制方法,包括集热控制过程和散热控制过程。本发明的采用太阳能分级集热的原油加热系统及方法,按照容积由小到大依次对储能罐进行集热,按照优先使用大容积储能罐中存储的热能进行热量利用,有效降低了能量损耗。
本发明授权一种采用太阳能分级集热的原油加热系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种采用太阳能分级集热的原油加热系统的控制方法,采用太阳能分级集热的原油加热系统包括太阳能集热器(1)、三相分离器(6)、第一换热器(7)、二级分离器(8)、集热循环泵(9)和散热循环泵(10),太阳能集热器用于加热集热介质,三相分离器的进液口与井排来液管路相连通,三相分离器的污水出口接入污水处理系统,第一换热器用于对三相分离器输出含水原油的加热,二级分离器用于实现第一换热器加热后的含水原油进一步的油水分离,二级分离器输出的原油存储在原油储罐中;所述太阳能集热器(1)与第一换热器(7)之间设置有n个储能罐,储能罐中存储有储能介质,储能罐上设置有集热介质进出口和散热介质进出口;n个储能罐分别为一级储能罐(2)、二级储能罐(3)、三级储能罐(4)、…、n级储能罐(5),n≥2;一级储能罐至n级储能罐中的容积依次递增; 太阳能集热器的集热介质出口经管路与集热循环泵(9)的进口相连通,集热循环泵的出口经管路与一级储能罐的集热介质入口相连通,n级储能罐的集热介质出口与太阳能集热器的集热介质进口相连通;i级储能罐的集热介质出口经管路与i+1级储能罐的集热介质进口相连通,每个储能罐的集热介质进口与其集热介质出口经外部的集热旁通管路相连通;i级储能罐的集热介质进口的管路上设置有电控阀ki,i级储能罐的集热旁通管路上设置有电控阀ji,1≤i≤n-1; 第一换热器上设置有散热介质进出口和待加热介质进出口,第一换热器的散热介质出口经管路与散热循环泵(10)的进口相连通,散热循环泵的出口经管路与n级储能罐的散热介质进口相连通,一级储能罐的散热介质出口与第一换热器的散热介质进口相连通;i级储能罐的散热介质进口与i+1级储能罐的散热介质出口相连通,每个储能罐的散热介质进口与其散热介质出口经外部的散热旁通管路相连通;i级储能罐的散热介质进口的管路上设置有电控阀vi,i级储能罐的散热旁通管路上设置有电控阀w1; 集热循环泵驱使集热介质循环流通,将太阳能集热器转化的热能依次在一级储能罐至n级储能罐中进行存储;散热循环泵驱使散热介质循环流通,对n级储能罐至一级储能罐中存储的能量进行利用; 所述一级储能罐(2)与第一换热器(7)之间设置有电加热储能罐(13),电加热储能罐中存储有储能介质,电加热储能罐中设置有对储能介质进行加热的电加热器,电加热经电控开关(14)与交流220V或交流280电源相连接;电加热储能罐的散热介质进口与一级储能罐的散热介质出口经管路相连通,电加热储能罐的散热介质出口与第一换热器的散热介质进口相连通,电加热储能罐的散热介质进口与其散热介质出口经外部的电加热旁通管路相连通,电加热旁通管路上设置有电控阀w0,电加热储能罐的散热介质进口的管路上设置有电控阀v0; 所述一级储能罐(2)、二级储能罐(3)、三级储能罐(4)、…、n级储能罐(5)上分别设置有对储能介质温度进行检测的温度传感器T1、T2、T3、…Tn,电加热储能罐上设置有对储能介质温度进行检测的温度传感器T0,集热循环泵(9)的进口管路上设置有温度传感器t0,第一换热器(7)的待加热介质出口管路上设置有温度传感器t1; 包括控制柜(11)和变频器(12),变频器的控制端与控制柜相连接;所述温度传感器t0、t1、T0~Tn经信号线与控制柜相连接,控制柜经控制线与电控阀k1~kn、j1~jn、w1~wn、v1~vn相连接,变频器的输出端与集热循环泵(9)和散热循环泵(10)相连接; 其特征在于,采用太阳能分级集热的原油加热系统的控制方法,包括集热控制过程和散热控制过程,集热控制过程通过以下步骤来实现: a.温度值设定,根据储能罐中储能介质所允许的加热温度上限,给定储能介质被加热温度的上限值temp1;根据待加热含水原油的粘稠度,给出第一换热器所需将其加热到的温度值temp2;执行步骤b; b.照射条件判断,关闭所有储能罐集热介质入口管路上的电控阀k1~kn、开启所有储能罐的集热旁通管路上的电控阀j1~jn,通过温度传感器t0连续一端时间周期性检测太阳能集热器出口处的集热介质温度,如果所采集的集热介质温度没有变化,表明当前处于昼夜或阴雨白天,光照条件不良,执行步骤g;如果所采集的集热介质的温度递增,表明光照条件良好,执行步骤c; c.温度信号采集,控制柜经温度传感器T0~Tn分别采集电加热储能罐、一级储能罐至n级储能罐中储能介质的温度,分别记为T0~Tn;执行步骤d; d.待加热储能罐判断,按照一级储能罐、二级储能罐、三级储能罐、…、n级储能罐的优先级顺序,依次对储能罐中储能介质的温度进行判断,当判断出有储能介质温度低于(temp1-△T1)的储能罐存在时,△T1=2℃~5℃,则执行步骤e;如果所有储能罐中储能介质的温度值均不低于(temp1-△T1),则跳转执行步骤b; e.储能罐的集热,设步骤c中所判断出的储能介质温度低于(temp1-△T1)的储能罐为i级储能罐,则打开i级储能罐集热介质进口管路上的电控阀ki、关闭其集热旁通管路上的电控阀ji,同时关闭其余储能罐集热介质进口管路上的电控阀、打开其余储能罐的集热旁通管路上的电控阀,通过集热循环泵对集热介质的循环驱动,来实现对i级储能罐中储能介质的加热;执行步骤f; f.加热温度判断,步骤e中利用太阳能集热介质对i级储能罐中的储能介质加热的过程中,周期性判断i级储能罐中储能介质的温度是否达到了temp1,如果没有达到,则继续加热,直至i级储能罐中储能介质达到temp1;执行步骤d; g.一级储能罐状态判断,通过温度传感器T1获取一级储能罐中储能介质的温度值T1,并判断一级储能罐中储能介质的温度值T1是否高于(temp1-△T1),如果不高于,表明依靠太阳能集热器存储在储能介质中的能量即将耗尽,则开启电控开关利用220V或380V交流电源对电加热储能罐中的储能介质进行加热,直至电加热储能罐中的储能介质温度被加热至temp1,执行步骤b;如果高于,直接执行步骤b。
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