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     1、課題來源與背景 基于國家政策所提倡的“節(jié)能、環(huán)保、高效”的理念，應(yīng)石油測井系統(tǒng)的需求而進(jìn)行研發(fā)立項(xiàng)的。目前高溫高壓釜的高溫獲得方式，國內(nèi)外均通過利用導(dǎo)熱油的對流換熱來實(shí)現(xiàn)，而導(dǎo)熱油使用過程中有可燃、污染、綜合性能參數(shù)較差等缺點(diǎn)。因而，導(dǎo)熱油加熱方式急需一種更安全、更環(huán)保加熱裝置來取代，達(dá)到技術(shù)上更新?lián)Q代的目的。 2、技術(shù)原理及性能指標(biāo) 本設(shè)備依據(jù)強(qiáng)制對流換熱的原理對高壓釜體的外表面進(jìn)行加熱或冷卻，高壓釜體的外表面通過熱傳導(dǎo)完成對容器內(nèi)介質(zhì)的加熱或冷卻。升溫時，爐內(nèi)加熱器通電，對風(fēng)道內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，形成熱空氣，在風(fēng)機(jī)的作用下，風(fēng)道內(nèi)的熱空氣沿風(fēng)道強(qiáng)制循環(huán)流動，形成熱氣流，熱氣流與容器外表面通過換熱進(jìn)行加熱。降溫時，爐內(nèi)加熱器斷電，外部冷空氣通過風(fēng)機(jī)吸入爐內(nèi)，形成冷氣流，并高速吹過熱容器的外表面，從而帶走熱量，達(dá)到快速降溫的目的。 1）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)分析： 本項(xiàng)目的具體技術(shù)參數(shù)要求： ⑴釜體尺寸：Φ510mm/Φ260mm×10.5m（有效長）； ⑵釜體重量：16t ⑶釜體內(nèi)部介質(zhì)：水（0.56m3） ⑷釜體最高工作壓力：200MPa ⑸釜體內(nèi)壓力波動范圍：±2MPa ⑹釜體外表面最高允許溫度：300℃ ⑺釜體最高工作溫度：250℃ ⑻釜體內(nèi)介質(zhì)上下溫差：≤5℃ ⑼升降溫工藝周期：≤8h（常溫～250℃～90℃，不包括保溫時間） ⑽保溫保壓中溫度波動為±5℃ ⑾額定加熱功率：225kW 通過設(shè)計計算分析，認(rèn)為上述技術(shù)指標(biāo)中： ⑹釜體外表面最高允許溫度：300℃ ⑺釜體最高工作溫度：250℃ ⑼升降溫工藝周期：≤8h（常溫～250℃～90℃，不包括保溫時間） 該三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為核心關(guān)鍵指標(biāo)。 3、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性 1）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)分析：即在受限加熱的條件下，滿足加熱冷卻時間的要求。在接下來的設(shè)計計算分析過程中，我們對影響加熱、冷卻時間的電熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行了充分的計算求證。 2）突破常規(guī)的傳熱計算方法：重新分析了計算模式，將傳統(tǒng)加熱方式與本項(xiàng)目反復(fù)比較，對傳統(tǒng)傳熱計算公式進(jìn)行取舍，最終得到了合理的計算結(jié)果。計算所涉及的關(guān)鍵參數(shù)如風(fēng)速、風(fēng)壓、熱風(fēng)溫度、釜體表面溫度等進(jìn)行了合理取舍，找出了最合理的計算公式。 3）關(guān)鍵器件的選擇：風(fēng)機(jī)的性能選擇、計算是本項(xiàng)目的關(guān)鍵。為此，經(jīng)與專業(yè)廠家聯(lián)系溝通、反復(fù)技術(shù)交流，采用了一種高壓、高流率的特殊風(fēng)機(jī)。葉輪為多重結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)控制模式為變頻控制。 4）多重安全控制措施 設(shè)置了手動控制模式（爐膛控制模式）、釜壁控制模式、釜內(nèi)控制模式等多種備用模式，可方便實(shí)施溫度壓力串級控制、溫度跟蹤保護(hù)控制，在現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)工況，找出最佳控制模式。 4、技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性 本項(xiàng)目技術(shù)成熟，安全可靠，適用于石油測井行業(yè)。 5、應(yīng)用情況及存在的問題 本項(xiàng)目通過一種新的加熱方式來取代傳統(tǒng)較落后的加熱方式，目前國內(nèi)外尚無先例，屬首次研發(fā)使用。一旦研發(fā)成功并投入運(yùn)行，可大大提高設(shè)備的自動化水平，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)率。本項(xiàng)目的實(shí)施對測井行業(yè)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)步有著非常積極的作用，可以推動測井行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品發(fā)展，節(jié)能環(huán)保，無污染，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 調(diào)試過程中的問題及解決方法 1）降溫速度較慢：項(xiàng)目組進(jìn)行了總結(jié)，主要原因是缺少風(fēng)道管網(wǎng)專業(yè)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，忽略了大量彎頭對風(fēng)阻的影響，為此，通過改善彎頭結(jié)構(gòu)、減少必要的管道結(jié)構(gòu)、在喇叭狀的抽風(fēng)口加裝網(wǎng)狀空氣過濾器等措施，才使管阻減小、風(fēng)量增加，提高了換熱效率。所有這些整改，可在以后的項(xiàng)目中進(jìn)一步完善改進(jìn)。 2）釜壁溫度的準(zhǔn)確測量：與測溫元件廠家聯(lián)系，共同探討釜體表面溫度的準(zhǔn)確測量原理，認(rèn)為熱偶環(huán)境溫度比要測量的實(shí)體溫度高的情況下，必須對測量元件進(jìn)行改造。 3）控溫系統(tǒng)與壓力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)匹配：采用了溫度串級控制技術(shù)、溫度跟蹤保護(hù)與控制技術(shù)、熱風(fēng)循環(huán)與變頻控制技術(shù)多套控制模式進(jìn)行現(xiàn)場比對，從而找出最佳、最合理的控制模式。