【正文】 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：應(yīng)用高分子電熱膜技術(shù)設(shè)計(jì)原油罐伴熱裝置 摘 要本論文針對(duì)當(dāng)前原油罐伴熱系統(tǒng)中系統(tǒng)復(fù)雜、安裝不便、能耗高、效率低、安全性低等問(wèn)題,提出了采用有機(jī)高分子電熱膜給原油罐伴熱的方案,簡(jiǎn)化系統(tǒng),安裝方便,綠色節(jié)能, 一次性投入可長(zhǎng)期受益。整個(gè)系統(tǒng)只包括原油罐、電熱膜、保溫防靜電層、控制系統(tǒng)。利用電熱膜產(chǎn)熱對(duì)原油加熱,當(dāng)原油罐內(nèi)原油不滿時(shí),可根據(jù)原油油位自動(dòng)調(diào)節(jié)不同層位電熱膜繼電器的開關(guān),達(dá)到節(jié)能的目的,也可根據(jù)油溫是否滿足要求自動(dòng)開關(guān)電熱膜繼電器。論文針對(duì)系統(tǒng)包含的各部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型，對(duì)系統(tǒng)的可行性、性價(jià)比及合理性進(jìn)行性了分析和綜述歸納。關(guān)鍵詞:電熱膜；原油罐；伴熱裝置；防火防爆；加熱效率；安全性能ABSTRACTThis paper in view of the current original oil tank heating system of plex system, installation inconvenience, high energy consumption, and low efficiency, low safety problems, and put forward the organic polymer electrothermal with hot to former tank scheme, simplified system, convenient installation, green energy saving, onetime investment can be longterm benefit.The whole system only including the original oil tank, electrothermal, heat preservation antistatic floor, control system. Use of lowtemperature heat production of crude oil heating, when crude oil tank with crude oil, crude oil oil level automatic adjustment according to the different layer a electrothermal relay of the switch, to achieve the goal of energy saving, and may be according to the oil temperature whether meet the requirements to be automatic switch electrothermal relay.Paper all the parts of the system contains a detailed design calculation and selection, the feasibility of the system, the cost performance and rationality analysis and review of progressive sum up.Keywords: Electrothermal。 The Original Oil Tank。 Heating Device。 Fire and Explosion。 Heating Efficiency。 Safety Performance目 錄第1章 前言...............................................1 概述................................................1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)............................4第2章 電熱膜儲(chǔ)油罐加熱裝置的總體設(shè)計(jì)方案.................8 電熱膜儲(chǔ)油罐加熱裝置的總體硬件設(shè)計(jì)方案..............8 電熱膜儲(chǔ)油罐加熱裝置的總體軟件設(shè)計(jì)方案..............8 電熱膜儲(chǔ)油罐加熱裝置的方案設(shè)計(jì).....................10 油罐電熱膜安裝設(shè)計(jì)...............................10 相關(guān)參數(shù).........................................11 熱力計(jì)算.........................................12第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及選型................................15 電熱膜的設(shè)計(jì)及選型.................................15 繼電器的設(shè)計(jì)及選型.................................20 保溫材料的設(shè)計(jì)及選型...............................28第4章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選型..............................31 凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的簡(jiǎn)單介紹......................31 總述.............................................31 性能.............................................32 單片機(jī)外圍接口電路的設(shè)計(jì)...........................34 I/O接口轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)............................34 單片機(jī)硬件接口的設(shè)計(jì).............................36 控制程序編寫......................................37第5章 電熱膜電氣安全防爆................................41 相關(guān)防爆等.........................................41 電熱膜防爆措施.....................................45第6章 電熱膜環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益................................48第7章 結(jié)論..............................................49致謝.....................................................50參考文獻(xiàn).................................................51附錄.....................................................52 第1章 前 言 電熱膜的研究工作是從太陽(yáng)能光伏電池受光面的透明電極引申發(fā)展而來(lái)的。電熱膜的特點(diǎn)是發(fā)熱面積大，與被加熱體的結(jié)合緊密。因此電熱膜的產(chǎn)品同時(shí)具備了電熱轉(zhuǎn)換效率非常高、節(jié)能效果顯著燈優(yōu)點(diǎn)。 從80年代開始，美國(guó)、日本等國(guó)家就開始了電熱膜的研究和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)在90年代開始引進(jìn)、消化該項(xiàng)技術(shù)，逐步完成了從消化、吸收到具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的過(guò)渡，并推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)最早在1999年開始在建筑取暖行業(yè)得到廣泛推廣應(yīng)用，由于國(guó)內(nèi)電力資源緊缺，而且環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，以新型節(jié)能、環(huán)保為特點(diǎn)的電熱膜技術(shù)迅速得到了國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的廣泛認(rèn)可。 據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，目前世界正逐漸面臨能源緊缺的嚴(yán)峻形勢(shì)。按照當(dāng)前世界工業(yè)發(fā)展速度和能源消耗的規(guī)模，全世界的石油探明儲(chǔ)量能夠維持60年，煤炭?jī)?chǔ)量能夠維持200年。節(jié)能和開發(fā)可再生能源是未來(lái)能源發(fā)展的兩大趨勢(shì)。由于電熱膜是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，決定了其各種產(chǎn)品在加熱保溫領(lǐng)域的發(fā)展前景一定非常廣闊。 根據(jù)發(fā)熱材料不同，電熱膜產(chǎn)品主要分為金屬類、炭類、半導(dǎo)體類、高分子類四種。高分子電熱膜技術(shù)四將高分子電熱涂料牢固地附著于基材上，形成了面狀發(fā)熱基體，當(dāng)面狀發(fā)熱基體通電以后可實(shí)現(xiàn)整面積的均勻發(fā)熱，具有節(jié)能、無(wú)污染，熱傳導(dǎo)、熱輻射表面積大，表面積功率密度小，密封絕緣性能好，通用性能強(qiáng)，電—熱輻射轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，是高效、清潔能源應(yīng)用的典范。 電熱膜技術(shù)與傳統(tǒng)的加熱方式比較，在各方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。（表11）技術(shù)內(nèi)容電熱膜技術(shù)水伴熱技術(shù)電熱管技術(shù)電熱轉(zhuǎn)換效率 %99以上50~8060~80體積小龐大龐大設(shè)備占地?zé)o較大較大附屬設(shè)備少多多安裝簡(jiǎn)易、快捷復(fù)雜復(fù)雜一次性投(元/m2)120~150220~500220~500運(yùn)行噪音無(wú)大，震動(dòng)大，震動(dòng)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單復(fù)雜、繁瑣復(fù)雜、繁瑣定期保養(yǎng)無(wú)需要需要運(yùn)行費(fèi)用(元/m2)21~3530~6030~60污染排放無(wú)有有安全性高中中，結(jié)焦節(jié)能效果30%無(wú)無(wú)壽命(年)30單套保養(yǎng)費(fèi)用(萬(wàn)元)0~~單套年耗能(萬(wàn)元)油田生產(chǎn)需要大量的伴熱、加熱、保溫工藝來(lái)保證原油生產(chǎn)的順利進(jìn)行。目前，國(guó)內(nèi)油田大多采用的加熱、保溫工藝還是停留在傳統(tǒng)方法上，如蒸汽伴熱、電熱管技術(shù)、電熱帶及時(shí)、集膚效應(yīng)、燃?xì)馑谞t等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用傳統(tǒng)工藝的經(jīng)驗(yàn)，這些方法都存在一定的問(wèn)題和應(yīng)用局限，主要表現(xiàn)在防水、防油、防風(fēng)、防沙、防高溫效果差，溫度控制難度大，外接線事故影響安全運(yùn)行，老化、結(jié)焦和積炭，加熱不均勻，能耗大，維修和保養(yǎng)不方便等。隨著油田工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)能建設(shè)的增多，油田設(shè)備的建設(shè)量在不斷增加，儲(chǔ)油設(shè)備、井口設(shè)施及管線對(duì)加熱、保溫的技術(shù)和工藝要求越來(lái)越高，需要不斷探索新的工藝。因此，經(jīng)濟(jì)、快捷、節(jié)能、方便且使用安全的加熱保溫技術(shù)受到石油行業(yè)的關(guān)注和推崇[1]。 電熱膜作為一種新技術(shù)，技術(shù)性能和應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）電熱膜物理性能出色，熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%以上，不但對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何污染，其容性負(fù)載特性還能在一定程度上提高供電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)，改善供電質(zhì)量，具有很顯著地節(jié)能效果；（2）通過(guò)特殊的一體化安裝工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)本質(zhì)安全防爆、防腐、防水、防風(fēng)、防沙、因此安裝性好；（3）電熱膜技術(shù)加熱均勻，本身對(duì)自然環(huán)境無(wú)任何污染，不會(huì)發(fā)生傳統(tǒng)工藝因結(jié)焦、局部過(guò)熱、過(guò)度腐蝕、滲水等原因而引起的漏油、漏氣等事故，因此環(huán)保效果好。電熱膜技術(shù)的應(yīng)用，完全可以很好的解決采油系統(tǒng)、儲(chǔ)罐、輸送管道等生產(chǎn)設(shè)備的加熱保溫。殼牌、美孚和杜邦等國(guó)外公司的裝置在80年代久已廣泛的使用了這種電熱膜技術(shù)。國(guó)內(nèi)油田也開始逐步采用電熱膜技術(shù)替代傳統(tǒng)的加熱、伴熱、保溫工藝，需求逐年增加。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)電熱膜的電熱轉(zhuǎn)換效率非常高，節(jié)能效果顯著，這是因?yàn)樗l(fā)熱面積大、與被加熱體結(jié)合緊密的特點(diǎn)所決定的。也正是因?yàn)槠潆姛徂D(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，