1、课题来源与背景 基于国家政策所提倡的“节能、环保、高效”的理念，应石油测井系统的需求而进行研发立项的。目前高温高压釜的高温获得方式，国内外均通过利用导热油的对流换热来实现，而导热油使用过程中有可燃、污染、综合性能参数较差等缺点。因而，导热油加热方式急需一种更安全、更环保加热装置来取代，达到技术上更新换代的目的。 2、技术原理及性能指标 本设备依据强制对流换热的原理对高压釜体的外表面进行加热或冷却，高压釜体的外表面通过热传导完成对容器内介质的加热或冷却。升温时，炉内加热器通电，对风道内的空气进行加热，形成热空气，在风机的作用下，风道内的热空气沿风道强制循环流动，形成热气流，热气流与容器外表面通过换热进行加热。降温时，炉内加热器断电，外部冷空气通过风机吸入炉内，形成冷气流，并高速吹过热容器的外表面，从而带走热量，达到快速降温的目的。 1）关键技术指标分析： 本项目的具体技术参数要求： ⑴釜体尺寸：Φ510mm/Φ260mm×10.5m（有效长）； ⑵釜体重量：16t ⑶釜体内部介质：水（0.56m3） ⑷釜体最高工作压力：200MPa ⑸釜体内压力波动范围：±2MPa ⑹釜体外表面最高允许温度：300℃ ⑺釜体最高工作温度：250℃ ⑻釜体内介质上下温差：≤5℃ ⑼升降温工艺周期：≤8h（常温～250℃～90℃，不包括保温时间） ⑽保温保压中温度波动为±5℃ ⑾额定加热功率：225kW 通过设计计算分析，认为上述技术指标中： ⑹釜体外表面最高允许温度：300℃ ⑺釜体最高工作温度：250℃ ⑼升降温工艺周期：≤8h（常温～250℃～90℃，不包括保温时间） 该三项技术指标为核心关键指标。 3、技术的创造性与先进性 1）关键技术指标分析：即在受限加热的条件下，满足加热冷却时间的要求。在接下来的设计计算分析过程中，我们对影响加热、冷却时间的电热风循环系统，进行了充分的计算求证。 2）突破常规的传热计算方法：重新分析了计算模式，将传统加热方式与本项目反复比较，对传统传热计算公式进行取舍，最终得到了合理的计算结果。计算所涉及的关键参数如风速、风压、热风温度、釜体表面温度等进行了合理取舍，找出了最合理的计算公式。 3）关键器件的选择：风机的性能选择、计算是本项目的关键。为此，经与专业厂家联系沟通、反复技术交流，采用了一种高压、高流率的特殊风机。叶轮为多重结构，风机控制模式为变频控制。 4）多重安全控制措施 设置了手动控制模式（炉膛控制模式）、釜壁控制模式、釜内控制模式等多种备用模式，可方便实施温度压力串级控制、温度跟踪保护控制，在现场根据实际试验工况，找出最佳控制模式。 4、技术的成熟程度，适用范围和安全性 本项目技术成熟，安全可靠，适用于石油测井行业。 5、应用情况及存在的问题 本项目通过一种新的加热方式来取代传统较落后的加热方式，目前国内外尚无先例，属首次研发使用。一旦研发成功并投入运行，可大大提高设备的自动化水平，提高设备运行的可靠性和稳定性，提高生产率。本项目的实施对测井行业的模拟实验装置的进步有着非常积极的作用，可以推动测井行业的技术进步和产品发展，节能环保，无污染，具有很大的经济效益和社会效益。 调试过程中的问题及解决方法 1）降温速度较慢：项目组进行了总结，主要原因是缺少风道管网专业设计经验，忽略了大量弯头对风阻的影响，为此，通过改善弯头结构、减少必要的管道结构、在喇叭状的抽风口加装网状空气过滤器等措施，才使管阻减小、风量增加，提高了换热效率。所有这些整改，可在以后的项目中进一步完善改进。 2）釜壁温度的准确测量：与测温元件厂家联系，共同探讨釜体表面温度的准确测量原理，认为热偶环境温度比要测量的实体温度高的情况下，必须对测量元件进行改造。 3）控温系统与压力系统的协调匹配：采用了温度串级控制技术、温度跟踪保护与控制技术、热风循环与变频控制技术多套控制模式进行现场比对，从而找出最佳、最合理的控制模式。