專利名稱：一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本項(xiàng)專利的發(fā)明人繆同春曾經(jīng)在原石油工業(yè)部、江蘇油田、南京煉油廠工作七年， 并到魯寧輸油管道考察過加熱站和輸油管道。鄧小平同志曾經(jīng)指出“江蘇油田出產(chǎn)一噸原油，相當(dāng)于新疆油田出產(chǎn)七噸原油?！边@是因?yàn)榻K油田靠近上海、蘇南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)消耗石油多，從新疆油田運(yùn)送石油到上海和南京的煉油廠，運(yùn)輸距離長，用運(yùn)油車輛長途運(yùn)送石油的能源消耗大，運(yùn)輸成本高。在輸油管道中流通的原油的溫度為50 58°C，大于輸油管道周圍的環(huán)境溫度， 尤其是北方地區(qū)和南方地區(qū)的夜間，輸油管道周圍環(huán)境中的低溫會(huì)降低輸油管道管壁的壁溫，進(jìn)而降低在管道中流通的原油溫度。當(dāng)輸油管道中的原油溫度低于50°C時(shí)，原油的流速會(huì)逐漸降低，甚至停止流動(dòng)。石油工人在漫長的輸油管線的中間建有許多座相隔一定距離的加熱站，用電加熱裝置對(duì)輸油管道的外壁進(jìn)行加熱，通過提高壁溫來增加管道內(nèi)的原油溫度。經(jīng)過加熱的原油向前流通，由于受到輸油管道周圍低于50°C的環(huán)境溫度的影響，原油在流通的過程中會(huì)逐漸降溫，到下一個(gè)加熱站時(shí)，又需要加熱增加原油溫度，才能繼續(xù)向前流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)輸油管壁的溫度與原油溫度相差不大，石油中含有的蠟就不容易在輸油管內(nèi)壁上生成蠟沉積層。如果輸油管內(nèi)壁上的蠟沉積層厚了，就要減慢原油在輸油管道中的流速。近五年來，中國已成為制造太陽能電池的大國，大量的太陽能電池除了出口，還需要廣大內(nèi)需，供應(yīng)國內(nèi)市場(chǎng)。照射在輸油管道上的太陽光的能量一直沒有得到很好的利用， 從來沒有用于促進(jìn)原油在輸油管道內(nèi)暢快流通。在輸油管道的中途加熱站里全部采用電加熱裝置對(duì)輸油管道的管壁進(jìn)行加熱，其中的電加熱裝置全部依賴供電網(wǎng)中的電能來作為能源，煤電占據(jù)供電網(wǎng)中總電量81%的份額。燃煤發(fā)電的過程中會(huì)排放出大量的二氧化碳和二氧化硫，使用大量煤電供應(yīng)電加熱裝置對(duì)輸油管道加熱，會(huì)加重環(huán)境污染，不利于節(jié)能減排。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處，采用一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，用發(fā)電過程中不排放二氧化碳和二氧化硫的清潔能源太陽能光伏發(fā)電來逐步取代部分或全部煤電向加熱裝置供電來提高輸油管道的壁溫，在輸油途中持續(xù)通過提高輸油管道壁溫來提升輸油管道中的原油溫度，使具有適合輸油溫度的原油在輸油管道中順暢流動(dòng)，同時(shí)減少管道內(nèi)壁上的蠟沉積層。陽光照射太陽能電池5產(chǎn)生直流電，直流電通過導(dǎo)電線7輸入控制器8，從控制器8輸出的直流電通過導(dǎo)電線7輸入逆變器9，在逆變器9內(nèi)直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從逆變器9輸出的交流電輸入電熱增溫套11，在電熱增溫套11內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能。由于電熱增溫套11包裹在輸油管道1的外表面上，通過接觸傳熱的方式，將熱量傳給輸油管道1的管壁，用于提升輸油管道1的管壁的壁溫，進(jìn)一步可提高輸油管道1內(nèi)的原油溫度。晴天，太陽能光伏發(fā)電的電流還可以通過導(dǎo)電線、控制器輸入環(huán)形儲(chǔ)能電池10儲(chǔ)存電能；在夜間或陰雨天，從環(huán)形儲(chǔ)能電池10輸出的、通過控制器8、逆變器9輸入電熱增溫套11的電流，可用于產(chǎn)熱增溫。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的由輸油管道1、輸油管道支撐架3、加熱站4、太陽能電池5、光伏固定裝置6、導(dǎo)電線 7、控制器8、逆變器9、環(huán)形儲(chǔ)能電池10、電熱增溫套11共同組成一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道；在輸油管道1上安裝光伏固定裝置6，在光伏固定裝置6的頂端安裝太陽能電池 5 ；在輸油管道1上的固定裝置6的右側(cè)、在輸油管道1上依次安裝環(huán)形儲(chǔ)能電池10、控制器8、逆變器5、電熱增溫套11 ；在土丘2上的高頂部建造加熱站4，輸油管道1穿過加熱站 4內(nèi)的加熱裝置；太陽能電池5通過導(dǎo)電線7與控制器8連接，控制器8通過導(dǎo)電線7與逆變器9 連接，逆變器9通過導(dǎo)電線7與電熱增溫套11連接，控制器8通過導(dǎo)電線7與環(huán)形儲(chǔ)能電池10連接；光伏固定裝置6的下部、環(huán)形儲(chǔ)能電池10和電熱增溫套都呈圓環(huán)形狀，包裹在輸油管道1的外表面上，太陽能電池5、導(dǎo)電線7、控制器8、逆變器9安裝在輸油管道1的上方。太陽能電池5是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或柔性非晶硅薄膜太陽能電池或柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能電池或柔性碲化鎘薄膜太陽能電池。輸油管道1是管壁厚度為200 750毫米的無縫鋼管。電熱增溫套11是恒溫電熱增溫套。環(huán)形儲(chǔ)能電池10是超級(jí)電容鋰離子電池。

圖1為一種帶單晶硅太陽能電池的太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種帶柔性非晶硅薄膜太陽能電池的太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面本實(shí)用新型將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述在輸送石油管道的兩座加熱站之間的輸油管道上，按照一定的間隔距離安裝帶太陽能光伏發(fā)電的增加壁溫裝置。陽光照射安裝在光伏固定裝置上的太陽能電池產(chǎn)生直流電，直流電通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整、接著輸入逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，從逆變器輸出的交流電輸入電熱增溫套，在電熱增溫套內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加輸油管壁的溫度和輸油管周圍的環(huán)境溫度，輸油管道壁溫的適度提升有利于保持輸油管內(nèi)的原油的適合輸油溫度，有利于減少輸油管內(nèi)壁上的蠟沉積物，確保開采石油所得的原油從油田的油井抽出來后，通過輸油管道順暢輸往煉油廠。由輸油管道1、輸油管道支撐架3、加熱站4、太陽能電池5、光伏固定裝置6、導(dǎo)電線 7、控制器8、逆變器9、環(huán)形儲(chǔ)能電池10、電熱增溫套11共同組成一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道；在輸油管道1上安裝光伏固定裝置6，在光伏固定裝置6的頂端安裝太陽能電池 5 ；在輸油管道1上的固定裝置6的右側(cè)、在輸油管道1上依次安裝環(huán)形儲(chǔ)能電池10、控制器8、逆變器9、電熱增溫套11 ；在土丘2上的高頂部建造加熱站4，輸油管道1穿過加熱站 4內(nèi)的加熱裝置；太陽能電池5通過導(dǎo)電線7與控制器8連接，控制器8通過導(dǎo)電線7與逆變器9 連接，逆變器9通過導(dǎo)電線7與電熱增溫套11連接，控制器8通過導(dǎo)電線7與環(huán)形儲(chǔ)能電池10連接；光伏固定裝置6的下部、環(huán)形儲(chǔ)能電池10和電熱增溫套都呈圓環(huán)形狀，包裹在輸油管道1的外表面上，太陽能電池5、導(dǎo)電線7、控制器8、逆變器9安裝在輸油管道1的上方。太陽能電池5是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或柔性非晶硅薄膜太陽能電池或柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能電池或柔性碲化鎘薄膜太陽能電池。輸油管道1是管壁厚度為200 750毫米的無縫鋼管。電熱增溫套11是恒溫電熱增溫套。環(huán)形儲(chǔ)能電池10是超級(jí)電容鋰離子電池。近十年來，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，太陽能電池5的光電轉(zhuǎn)換效率顯著提高，才使太陽能電池5的應(yīng)用具有實(shí)際的意義。單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到19-20%， 多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到16-17%，北京奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館和上海世博會(huì)的中國館的屋頂上鋪滿了太陽能電池組件，完全由太陽能光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)供電；美國軍隊(duì)的帳篷頂面上和部分美軍的衣服表面上都縫上了柔軟的薄膜太陽能電池，陽光照射到帳篷頂面和衣服表面上，柔性薄膜太陽能電池就能產(chǎn)生電流，供就地取電、用電。日本科學(xué)家采用新的技術(shù)路線，在實(shí)驗(yàn)室里已使太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率超過30%，中國不僅能大量生產(chǎn)單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池，也能制造柔性非晶硅薄膜太陽能電池和柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能電池，中國產(chǎn)的太陽能電池組件產(chǎn)品不僅用于出口到國際市場(chǎng)，還用于擴(kuò)大內(nèi)需，滿足國內(nèi)市場(chǎng)的供應(yīng)。中國長距離輸送原油的輸油管道的起點(diǎn)是油田、終點(diǎn)是煉油廠，輸送距離達(dá)到數(shù)百、數(shù)千公里，單管年輸油量在數(shù)百萬噸到數(shù)千萬噸之間，如貫穿我們江蘇的魯寧輸油管道總長1000公里，山東勝利油田和華北油田開采的石油，通過這條管道，可以直接送到南京油港，為了檢測(cè)方便和保護(hù)農(nóng)田，這條輸油管道的大部分架設(shè)在地面上和河流上的高架上，陽光全年照射這條俯臥河北、山東、安徽、江蘇四省的輸油管道巨龍，在這條輸油管道的中間建有許多座加熱站和中間泵站，用于對(duì)輸油管道中的原油進(jìn)行中途加熱、加壓，促使原油在管道中順利流通。在這些加熱站的中間，完全可以在輸油管道1上分段安裝適合采用晶硅太陽能電池5的光伏固定裝置6或適合采用薄膜太陽能電池5的光伏固定裝置6，在這些分散的光伏固定裝置6上分別安裝晶硅太陽能電池5 (見圖1)或薄膜太陽能電池5(見圖2)，同時(shí)安裝與晶硅太陽能電池5或薄膜太陽能電池5相配套的導(dǎo)電線7、控制器8、逆變器9、環(huán)形儲(chǔ)能電池10、電熱增溫套11，使千里輸油管道1上安裝的數(shù)萬、數(shù)十萬個(gè)太陽能獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)在輸油管道1上接受陽光的照射，并將光能轉(zhuǎn)換成電能、接著再轉(zhuǎn)換成熱能，分段提高輸油管道1的管壁溫度，進(jìn)而增加輸油管道1內(nèi)的原油溫度，減少管道內(nèi)壁上附著的蠟沉積物，全程分段促進(jìn)輸油管道1內(nèi)的原油從油田順利流到煉油廠。一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫的裝置，是用清潔能源來提高輸送石油管道的管壁溫度和輸油管道內(nèi)的原油溫度。過去，一直依賴由供電網(wǎng)提供的電能來給輸油管道內(nèi)的原油加熱，我國燃煤火力發(fā)電量占總發(fā)電量的81%，燃燒煤炭發(fā)電要向空氣中排放大量的二氧化碳和二氧化硫，為了增加原油溫度、使原油在輸油管道內(nèi)能順暢流通而耗用大量的煤電，增加了向空氣中二氧化碳和二氧化硫的排放量，是不利于節(jié)能減排的。在輸送石油管道上大量推廣使用一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫的裝置，可以大量減少向空氣中排放二氧化碳和二氧化硫的數(shù)量，有利于保護(hù)輸油管道1周圍的城鄉(xiāng)環(huán)境。本項(xiàng)專利的發(fā)明人繆同春五年前在上海參觀大型光伏展覽會(huì)時(shí)，在會(huì)上看到美國一家光伏企業(yè)生產(chǎn)的柔性薄膜太陽能電池，其厚度僅有三毫米，其襯底材料可以卷曲，2010 年中國已有制造柔性薄膜太陽能電池的企業(yè)投產(chǎn)，這種柔性的薄膜太陽能電池完全適合包裹在輸送石油管道的朝陽表面上，接受陽光的照射，用于將光能轉(zhuǎn)換為電能，向一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫的裝置供電，用于增加輸油管道內(nèi)的原油溫度。由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，此類柔性薄膜太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在不斷提高之中，發(fā)電價(jià)格在不斷下降，所以，將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到輸送石油管道上是切實(shí)可行的創(chuàng)舉。現(xiàn)舉出實(shí)施例如下實(shí)施例一在管壁厚度為350毫米的輸送石油管道的兩座加熱站之間的輸油管道上，按照一定的間隔距離安裝帶單晶硅太陽能電池進(jìn)行光伏發(fā)電增加壁溫的裝置。陽光照射安裝在光伏固定裝置上的單晶硅太陽能電池電池產(chǎn)生直流電，直流電通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整、接著輸入逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，從逆變器輸出的交流電輸入普通恒溫電熱增溫套，在普通恒溫電熱增溫套內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加輸油管壁的溫度和輸油管周圍的環(huán)境溫度，管壁厚度為350毫米的輸油管道壁溫的適度提升、有利于保持輸油管道內(nèi)的原油的適合輸油的溫度，有利于減少輸油管內(nèi)壁上的蠟沉積物，確保開采石油所得的原油從油田的油井抽出來后，通過輸油管道順暢輸往煉油廠。實(shí)施例二 在管壁厚度為450毫米的輸送石油管道的兩座加熱站之間的輸油管道上，按照一定的間隔距離安裝帶銅銦鎵硒薄膜太陽能電池進(jìn)行光伏發(fā)電增加壁溫的裝置。陽光照射安裝在光伏固定裝置上的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產(chǎn)生直流電，直流電通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整、接著輸入逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，從逆變器輸出的交流電輸入普通恒溫電熱增溫套，在普通恒溫電熱增溫套內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加輸油管壁的溫度和輸油管周圍的環(huán)境溫度，管壁厚度為450毫米的輸油管道壁溫的適度提升、有利于保持輸油管道內(nèi)的原油的適合輸油的溫度，有利于減少輸油管內(nèi)壁上的蠟沉積物，確保開采石油所得的原油從油田的油井抽出來后，通過輸油管道順暢輸往煉油廠。
權(quán)利要求1.一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，其特征是，由輸油管道(1)、 輸油管道支撐架(3)、加熱站0)、太陽能電池(5)、光伏固定裝置(6)、導(dǎo)電線(7)、控制器 (8)、逆變器(9)、環(huán)形儲(chǔ)能電池(10)、電熱增溫套(11)共同組成一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道；在輸油管道(1)上安裝光伏固定裝置(6)，在光伏固定裝置(6)的頂端安裝太陽能電池 (5)；在輸油管道(1)上的固定裝置(6)的右側(cè)、在輸油管道(1)上依次安裝環(huán)形儲(chǔ)能電池 (10)、控制器(8)、逆變器(9)、電熱增溫套(11)；輸油管道(1)穿過加熱站(4)內(nèi)的加熱裝置；太陽能電池(5)通過導(dǎo)電線(7)與控制器⑶連接，控制器⑶通過導(dǎo)電線(7)與逆變器(9)連接，逆變器(9)通過導(dǎo)電線(7)與電熱增溫套(11)連接，控制器⑶通過導(dǎo)電線(7)與環(huán)形儲(chǔ)能電池(10)連接；光伏固定裝置(6)的下部、環(huán)形儲(chǔ)能電池(10)和電熱增溫套都呈圓環(huán)形狀，包裹在輸油管道(1)的外表面上，太陽能電池(5)、導(dǎo)電線(7)、控制器(8)、逆變器(9)安裝在輸油管道⑴的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，其特征是，所述的太陽能電池(5)是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或柔性非晶硅薄膜太陽能電池或柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能電池或柔性碲化鎘薄膜太陽能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，其特征是，所述的輸油管道(1)是管壁厚度為200 750毫米的無縫鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，其特征是，所述的電熱增溫套(11)是恒溫電熱增溫套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，其特征是，所述的環(huán)形儲(chǔ)能電池(10)是超級(jí)電容鋰離子電池。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶太陽能光伏發(fā)電增加壁溫裝置的輸送石油管道，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。在輸送石油管道的兩座加熱站之間的輸油管道上，按照一定的間隔距離安裝帶太陽能光伏發(fā)電的增加壁溫裝置。陽光照射安裝在光伏固定裝置上的太陽能電池產(chǎn)生直流電，直流電通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整、接著輸入逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，從逆變器輸出的交流電輸入電熱增溫套，在電熱增溫套內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能用于增加輸油管壁的溫度和輸油管周圍的環(huán)境溫度，輸油管道壁溫的適度提升有利于保持輸油管內(nèi)的原油的適合輸油溫度，有利于減少輸油管內(nèi)壁上的蠟沉積物，確保開采石油所得的原油從油田的油井抽出來后，通過輸油管道順暢輸往煉油廠。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202302540SQ20112038971
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者繆同春 申請(qǐng)人:無錫同春新能源科技有限公司