[实用新型]一种中高频感应加热系统

说明书

本实用新型公开了一种中高频感应加热系统，包括：用于产生频率在0.3‑8kHz交流电的中高频加热电源和通过交流电产生磁场、并作用于磁场中的金属导体使金属导体温度升高的电感线圈，所述的中高频加热电源包括顺序连通的三相工频交流输入电路、整流电路和IGBT输出电路，所述的IGBT输出电路通过一控制电路调节输出电压的占空比。本实用新型所述系统结构简单、施工期短、工程造价较低、热能利用率较高，降低了集输管线的建设投资和运行费用，为油田集输工艺的多样化提供了更多的选择。

技术领域

本实用新型涉及一种中高频感应加热系统，属于应用电子技术领域。

背景技术

油田天热气高产井由于产量高压力大并有伴生液体，天热气在通过喷油嘴时受到到节流由高压气体转化为低压气体。气体膨胀吸收大量热量导致低压侧输气管道的气体及液体温度过低，从而致使管道及喷油嘴结冰堵塞管道。以前油田采用高压锅炉给天然气加热，这种加热方式设备庞大笨重、投资高、属于压力容器安全系数高、有废气排放污染环境、在狭小的地方无法使用。

且，传统的双管掺水流程需要大规模的基建投入来建立完善的热能供应循环系统。如铺设掺水管线，购置锅炉及热水循环泵，建立泵站，并配套相应的辅助设施及人员。由此带来前期投资高，后期运行及维护保养工作量大，费用较高以及燃气锅炉废气排放，污水处理等诸多因素带来的安全环保等问题。

另外，针对，二氧化碳加热:油田的许多油井已经进入到后期采油，由于油量少需采用驱油手段将原油集中到一起从而提高产量。二氧化驱油就是一种技术手段，将液态二氧化碳注入到井下液态变为气态体积膨胀。膨胀的二氧化碳挤压原油致使原油聚合在一起。由于液态二氧化碳温度低在气体膨胀时温度进一步降低，低温导致井下及井口结冰温度低，导致管线损坏影响生产。以前油田并无好的加热方式，而采用注入柴油作为保护液来保护井下注入管线这种方式成本高。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、加热快、效率高的中高频感应加热系统。

在本实用新型中，申请人依据的原理为感应加热原理：

当铁芯线圈通过交流电流时线圈周围会产生交变磁场，在铁芯中便有感应电势生成，利用涡流效应，在金属导体中生成与磁场强度成正比的感生旋转电流(即涡流)，旋转电流借助金属导体内的电阻，将其转换成热能。同时还有磁滞效应、趋肤效应、边缘效应等，也能生成少量热量，它们共同使金属导体的温度急速升高，实现快速加热的目的。

中高频电流的趋肤效应，可以使金属导体中的涡流随频率的升高，而集中在金属表层环流。这样就可以通过控制工作电流的频率，实现对金属导体加热深度的控制，使能量被充分地利用。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种中高频感应加热系统，包括：用于产生频率在0.3-8kHz交流电的中高频加热电源和通过交流电产生磁场、并作用于磁场中的金属导体使金属导体温度升高的电感线圈，所述的中高频加热电源包括顺序连通的三相工频交流输入电路、整流电路和IGBT输出电路，所述的IGBT输出电路通过一控制电路调节输出电压的占空比，上述的电感线圈为通过电缆绕成的线圈。

且为了进一步提高加热效率，电感线圈的绕制密度与加热效率密切相关，对于小于100米的短管线，需要密绕以提高加热效率，优选匝间距在50～100mm 之间。

具体计算依据为：

1)线圈的电感值(微亨)：

D-线圈的平均直径，厘米

l-线圈的长度，厘米

N-线圈的匝数。

2)线圈的Q值：