[实用新型]太阳能加热石油储油罐温度自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源节能控制技术领域，具体涉及一种用于太阳能加热石油储油罐温度控制的自动控制系统。

背景技术

油田采油系统分布较为稀疏，目前所使用的加温装置大多为以伴生气为燃料的水套炉或者以电能为能源的电加热器等。水套炉存在热效率低、能耗高、炉体易产生烧蚀损坏、维修维护成本高等弊端，而且，伴生气燃烧过程中所排放的废气对环境造成污染。电加热器大多直接敷设在输油管线上，在使用过程中存在耗电高、易停电、频繁扫管、造价高等弊端。面对能源的潜在危机和生态环境的不断恶化，世界各国积极开发利用包括太阳能在内的可再生能源，从而实现能源工业的可持续发展。太阳能利用越来越引起人们的关注，部分采用太阳能加热的方法可以节省电能，但太阳能使用效率低一直是需要解决的问题之

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的上述不足，解决电加热耗电量大、易老化和安全性差的问题，以及避免水套炉存在的热效率低、环境污染等问题，克服太阳能分布稀疏、无法全天候供热的难题，提供一种太阳能集热器为主要热能提供装置、热泵热水机组为辅助热能提供装置、电加热器为故障应急加热的太阳能加热石油储油罐温度自动控制系统。

本实用新型在考察一年中的不同节气下(晴天、阴天、下雨时段)，以及太阳的不同照度条件下(中午暴晒，正常的日照条件下，多云的时段，还有黑夜的条件下)太阳能集热器的使用效率和节能情况；采用滤波算法、PID算法和模糊控制理论来提高测量的精度。

该控制系统可以根据不同的温度条件控制太阳能集热器、热泵和电磁阀等执行机构，来控制整个系统的稳定工作，充分利用油田日照充足的特点从而充分利用太阳能，达到节省电能的目的。

本实用新型提供的太阳能加热石油储油罐温度自动控制系统包括，PLC控制器、温度采集卡接口电路、液晶屏和太阳能热泵加温温度控制部分四部分；

太阳能热泵加温温度控制部分包括：太阳能集热器、热水箱、电加热器和热泵，太阳能集热器和热泵安装于热水箱外，电加热器安装于热水箱内，热水箱安装于储油罐外，热水箱通过输水管路与安装于储油罐内的换热器连通，补水箱通过输水管与热水箱连接；

热水箱第一出水口O1使用输水管经管道上设置的第一循环泵B1和第二温度传感器RT2连接于太阳能集热器的入水口，第二温度传感器RT2靠近于热水箱第一出水口O1；太阳能集热器出水口使用输水管经管道上设置的第一温度传感器RT1和第三电磁阀D3连接于热水箱的第一入水口I1，第一温度传感器RT1靠近于太阳能集热器的出水口；太阳能集热器出水口到换热器入水口的输水管道上设置有第七温度传感器RT7、第四循环泵B4和第十温度传感器RT10；热水箱第二出水口O2到换热器入水口之间的管道上安装有第四电磁阀D4，第四电磁阀D4的一端连接于热水箱第二出水口O2处，第四电磁阀D4的另一端连接于第七温度传感器RT7和第四循环泵B4中间的管道上；

补水箱通过输水管经管道上设置的第五电磁阀D5和第十一温度传感器RT11连接于热水箱的第四入水口I4；换热器出水口安装有第四温度传感器RT4，储油罐内部安装有第五温度传感器RT5；换热器出水口通过输水管经管道上设置的第二电磁阀D2连于热水箱的第二入水口I2，换热器出水口同时通过输水管经第一电磁阀D1和第十二温度传感器RT12连于热泵，热泵通过输水管经第二循环泵B2连接于热水箱的第三入水口I3，热泵内部安装有第三循环泵B3和地热管；热水箱底部安装有两组电加热器，一组是电加热器1和第八温度传感器RT8，另一组是电加热器2和第九温度传感器RT9，热水箱内同时安装有液位传感器；

该温度自动控制系统以PLC控制器为中心，液晶屏使用RS485总线连于PLC控制器，太阳能热泵加温温度控制部分中的各路温度传感器使用温度采集卡接口电路连于PLC控制器模拟量输入IO口，太阳能热泵加温温度控制部分各处安装的电磁阀、循环泵、电加热器执行机构的控制接口通过导线连于PLC控制器数字量输出IO口。

太阳能集热器、B4、换热器构成通路，为储油罐主要加热方式；热水箱、D4、B4、换热器构成通路，为储油罐辅助加热方式。太阳能集热器、D3、热水箱构成通路，为剩余热能进行储存。两组电加热设备在不同的时间段在需要时给热水箱进行电加热。

D1、B3、地热管、B2、热水箱构成通路，PLC控制器根据RT4的温度值对热水箱中热水进行辅助加热。

补水箱、D5、热水箱构成一个通路，PLC控制器根据液位传感器的输值控制热水箱水位。

实用新型的优点和积极效果：