发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高温高压工况环境的电磁式加热装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的加热器管板焊缝多，高压环境泄露隐患大，维护成本较高，加温范围窄的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于高温高压工况环境的电磁式加热装置及其使用方法，包括设置在护罩内的压力容器，所述压力容器位于护罩的轴向中心位置，所述压力容器与护罩之间的空隙内设置有电磁感应线圈，所述压力容器内设置有导磁发热体，且导磁发热体通过与其内部流通的介质接触以进行换热。

优选的，所述导磁发热体包括发热柱体和发热板体，所述发热柱体安装于压力容器的轴向中心位置，所述发热板体围绕发热柱体呈环形分布有若干个，且发热柱体通过发热板体与压力容器的内壁连接固定。

优选的，所述发热柱体的内部为中空结构。

优选的，所述导磁发热体的材质为石墨钢材质。

优选的，所述电磁感应线圈与压力容器之间还设置有保温层，所述保温层填充的物质包括硅酸铝或者硅酸铝纤维毯。

优选的，所述电磁感应线圈沿压力容器的轴向方向均匀的缠绕在保温层上。

优选的，所述压力容器为奥氏体不锈钢或镍基合金钢材质的压力容器。

优选的，所述电磁感应线圈通过电性连接有变频控制器。

优选的，所述变频控制器的型号为SPZ-300中频控制器。

一种适用于高温高压工况环境的电磁式加热装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤(A)、安装固定；首先将电磁式加热装置置入需要加热的介质流通管道中，然后使压力容器两端的法兰与管道法兰对接，旋紧螺栓；

步骤(B)、调整介质状态；打开管道阀门使管道内的介质流通，并且持续保持此流通状态；

步骤(C)、通过以下公式(1)计算电磁式加热装置加热前中后三个过程所需功率，并打开变频控制器将其调至所需功率；

P＝C＊M＊△T＊1.2/(863＊H) (1)；

其中，P为电磁式加热装置的功率；C为受热介质的比热；M受热介质的质量；△T为温度差，即加热介质的最终温度与初始温度之差；1.2为安全余量系数；863为单位转换系数；H为初始温度加热到设定温度所需要的时间；

加热前：步骤(C1)、预热，设定预热的时间和温度，以此得到电磁式加热装置预热所需的功率，并通过变频控制器对预热功率进行设定；

步骤(C2)、接通电磁式加热装置的电源；

步骤(C21)、电源接通后电流通过电磁感应线圈产生交变的磁场，当磁场内磁力通过导磁发热体时，交变的磁力线穿透导磁发热体形成回路，故在其横截面内产生感应电流，此感应电流称为涡流；

步骤(C22)、涡流使导磁发热体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，用以加热导磁发热体；受热介质在导磁发热体表面流过，吸收其表面的热量以进行换热；

步骤(C3)、完成导磁发热体的预热；

加热中：步骤(C4)、加热，设定加热的时间和温度，以此得到电磁式加热装置加热所需的功率，并通过变频控制器对加热功率进行设定，重复步骤(C2)，完成导磁发热体的加热；

加热后：步骤(C5)、补热，设定补热的时间和温度，以此得到电磁式加热装置补热所需的功率，并通过变频控制器对补热功率进行设定，重复步骤(C2)，完成导磁发热的补热。

与现有技术相比，本发明的优点与好处：

1、本发明加热器采用压力容器与导磁发热体功能分离的设计，更为安全；压力容器主要承担运输或者流通载体的作用，是承压设备，力学性能要求高，控温需准确，不直接发热；导磁发热体主要承担发热、换热的作用，无力学性能要求，直接发热；

2、本发明加热器采用奥氏体不锈钢或镍基合金钢材质的压力容器代替常规型电磁式加热器中的碳钢压力容器；根据GB150标准，绝大部分碳钢压力容器使用温度低，非常局限，通常情况工况介质温度超过500℃即无法使用；奥氏体不锈钢和镍基合金有着优良的高温性能；同时普通碳钢用作导磁发热体的时候，使用温度不得超过600℃，一旦超过这个温度，碳钢会消磁，造成线圈负载短路，导致加热器损坏；

3、本发明加热器采用石墨钢作为导磁发热体，且按照特殊形状布置在压力容器内部；因压力容器为奥氏体不锈钢或镍基合金钢材质，导磁性能差，无法作为导磁发热体，故选用石墨钢作为导磁发热体，石墨钢金属居里温度高，超过1000℃才会发生消磁，是高温工况环境0～1000℃优质的导磁发热体，石墨钢导磁发热体采用图示结构布局，换热面积大，换热效果优。

综上所述本发明采用压力容器与导磁发热体功能分离的设计，更为安全，本发明加热器单位面积热负荷大，换热面积大，升温速率快，加温范围广0～1000℃，管板焊缝少，高压环境泄露隐患小，维护成本低。