本發明涉及水氣化領域，特別涉及電加熱蒸汽爐及其使用方法。

背景技術：

1、在石油煉制領域，化工生產領域，原油開采勘探領域，大量的使用鍋爐對原料進行加熱，其中不乏合需要用到氣液兩相混合升溫的工況。目前煉油廠、化工廠等需要大量高溫蒸汽的工業現場，蒸汽大多都是通過燃煤爐、燃氣爐的化石燃料燃燒的方法將水氣化。

2、在國家能源結構持續向非化石能源轉型、清潔能源裝機占比大幅提升的基礎上，未來煉化生產過程用能將持續向低碳化、電氣化方向發展。

3、基于清潔能源的發展趨勢的需求，現有技術中出現了用電阻式加熱器(俗稱熱得快)直接加熱水來使水氣化的技術方案。

4、發明人經過研究發現，現有技術中電阻式加熱器氣化水的技術中至少存在以下缺陷：

5、生產過程中，電阻式加熱器的加熱管表面容易形成水垢，從而導致傳熱效率下降，進而使得能量轉化效率變低。

6、公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現思路

1、本發明主要目的是為了提高用于氣化水的蒸汽爐的能量轉化效率。

2、本發明提供了一種電加熱蒸汽爐，包括熱媒加熱部和管殼式換熱器；

3、所述熱媒加熱部包括三柱鐵芯、設置于一次側的一次繞組、設置于二次側的二次管組，以及，與所述一次繞組側相連的外部電源；

4、所述二次管組包括三個外覆保溫層和絕緣層的金屬管段；各所述金屬管段以繞組的方式分別繞設于所述三柱鐵芯的三個鐵芯柱的二次側位置；各所述金屬管段的換熱劑進口并聯后經過第一管段與所述管殼式換熱器的換熱劑出口連通；各所述金屬管段的換熱劑出口并聯后經過第二管段與所述管殼式換熱器的換熱劑進口連通。

5、優選的，在本發明中，還包括：所述第一管段和所述第二管段分別接地連接。

6、優選的，在本發明中，還包括：所述熱媒加熱部的一次側位置套設有用于散熱的通風套管。

7、優選的，在本發明中，包括：所述鐵芯柱的截面為橢圓形。

8、優選的，在本發明中，包括：所述金屬管段的換熱劑進口位于所述金屬管段的換熱劑出口的下面。

9、優選的，在本發明中，包括：所述通風套管與所述一次繞組間留有3-5mm的通風間隙。

10、優選的，在本發明中，所述換熱劑包括導熱油。

11、優選的，在本發明中，所述鐵芯柱與所述二次管組間的最小間隙設置為5-10cm。

12、優選的，在本發明中，還包括：所述電力調整器通過引入4-20毫安信號來調節外部電源對設備的輸入功率。

13、優選的，在本發明中，還包括：所述金屬管段的金屬外壁的設有用于采集溫度數據的熱電偶。

14、優選的，在本發明中，所述金屬管段的材質包括碳鋼或不銹鋼。

15、在本發明的另一面，還提供了一種電加熱蒸汽爐使用方法，適于上述電加熱蒸汽爐，該方法包括步驟：

16、采用星三角啟動方法啟動所述電加熱蒸汽爐；

17、停止所述電加熱蒸汽爐運行的步驟包括：

18、在換熱劑、水和冷卻風持續供給循環的情況下，通過降低外部電源的輸出功率，使所述二次管組逐步降溫；

19、當所述電加熱蒸汽爐冷卻至預設的安全溫度后，關閉所述外部電源；

20、停止所述換熱劑的循環；

21、停止循環水的供給；

22、停止冷卻風。

23、優選的，在本發明中，包括：所述星三角啟動方法中，星型供電階段的保持時段包括2-20分鐘。

24、與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

25、本發明中的電加熱蒸汽爐，借用了變壓器產生的感應電流的原理，一次繞組接入電源后，會使繞設在二次側的金屬管段內能夠產生感應電流；這樣，流動于該金屬管段內的換熱劑就可以因電流的熱效應得到加熱，進而實現了電能到熱能的能量轉化；接著，再通過管殼式換熱器實現高溫換熱劑與被加熱水之間的熱交換，從而完成對水的加熱氣化。

26、由于本發明中，首選通過電流的熱效應加熱換熱劑，然后再通過管殼式換熱器實現高溫換熱劑對被加熱水的加熱，避免了加熱電氣元件(如加熱電阻)與被加熱水直接接觸，因此能夠有效的減低水垢的產生，這樣也就減少了由此造成的傳熱效率下降，進而提高了能量轉化效率。

27、此外，由于本發明中，電氣元件與被加熱水之間是完全隔離的，因此還能有效的減少電氣加熱元件故障而導致的安全隱患，使得電加熱蒸汽爐具有更高的安全性。

28、進一步的，在本發明中，還可以通過在電源設有電力調整器的方式來調節外部電源的輸入功率，進而實現根據不同工況下的負荷要求，對電加熱蒸汽爐的熱量輸出進行精準的調整。

29、上述說明僅為本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發明的技術手段并可依據說明書的內容予以實施，同時為了使本發明的上述和其他目的、技術特征以及優點更加易懂，以下列舉一個或多個優選實施例，并配合附圖詳細說明如下。

技術特征：

1.一種電加熱蒸汽爐，其特征在于，包括熱媒加熱部和管殼式換熱器；

2.根據權利要求1所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，還包括：所述第一管段和所述第二管段分別接地連接。

3.根據權利要求2所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，還包括：所述熱媒加熱部的一次側位置套設有用于散熱的通風套管。

4.根據權利要求3所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，包括：所述鐵芯柱的截面為橢圓形。

5.根據權利要求4所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，包括：所述金屬管段的換熱劑進口位于所述金屬管段的換熱劑出口的下面。

6.根據權利要求5所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，包括：所述通風套管與所述一次繞組間留有3-5mm的通風間隙。

7.根據權利要求6所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，所述換熱劑包括導熱油。

8.根據權利要求7所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，所述鐵芯柱與所述二次管組間的最小間隙設置為5-10cm。

9.根據權利要求8所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，還包括：所述外部電源的電力調整器通過引入4-20毫安信號來調節外部電源對設備的輸入功率。

10.根據權利要求9所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，還包括：所述金屬管段的金屬外壁的設有用于采集溫度數據的熱電偶。

11.根據權利要求10所述的電加熱蒸汽爐，其特征在于，所述金屬管段的材質包括：

12.一種電加熱蒸汽爐使用方法，適于如權利要求1至11中任一所述電加熱蒸汽爐，其特征在于，包括步驟：

13.根據權利要求12所述的電加熱蒸汽爐使用方法，其特征在于，包括：

技術總結
本發明公開了電加熱蒸汽爐及其使用方法，其中電加熱蒸汽爐包括熱媒加熱部和管殼式換熱器；熱媒加熱部包括三柱鐵芯、設置于一次側的一次繞組、設置于二次側的二次管組，以及，與一次繞組側相連的外部電源；二次管組包括三個外覆保溫層和絕緣層的金屬管段；各金屬管段以繞組的方式分別繞設于三柱鐵芯的三個鐵芯柱的二次側位置；各金屬管段的換熱劑進口并聯后經過第一管段與管殼式換熱器的換熱劑出口連通；各金屬管段的換熱劑出口并聯后經過第二管段與管殼式換熱器的換熱劑進口連通。本發明能夠有效的減低水垢的產生，從而減少了由此造成的傳熱效率下降，進而也就提高了電加熱蒸汽爐的能量轉化效率。

技術研發人員：楊振宇,廖昌建,時振堂,金平,王海波
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28