1.本实用新型涉及加热炉领域，具体涉及一种能够控制温度梯度的电加热炉。
背景技术：
2.在针状焦生产过程中要对油浆进行加热。在油浆加热到目标值的过程中，由于油浆的性质变化可能导致油浆在炉管中结焦使油浆的流量变化、泵的背压增加使整个反应过程的条件发生变化，影响针状焦原料的性质或针状焦质量。严重时使整个生产过程中断。所以，防止油浆在加热炉管线中结焦非常关键。
3.为了解决上述问题，需发明一种能够控制温度梯度的电加热炉，控制油浆的加热速度，防止油浆在加热过程中结焦。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于提供一种能够控制温度梯度的电加热炉，对针状焦生产过程中的油浆进行分段逐步梯度加热，防止油浆在加热到较高的温度的过程中油浆在管线中大量的结焦，导致整个生产过程中断。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种能够控制流体温度梯度的电加热炉，包括加热炉炉体，所述加热炉炉体内部至少设置有低温加热区、中温加热区和高温加热区；
7.所述加热炉炉体内设置有供流体通过的螺旋状介质管线，所述螺旋状介质管线两端分别通过介质进管和介质出管与加热炉炉体外部连通，所述介质进管靠近低温加热区一侧，所述介质出管靠近高温加热区一侧。
8.进一步的，所述低温加热区、中温加热区和高温加热区分别通过低温加热丝、中温加热丝和高温加热丝进行加热。
9.进一步的，还包括低温热电偶、中温热电偶和高温热电偶；所述低温热电偶测量处于低温加热区的螺旋状介质管线管壁的温度，所述中温热电偶测量处于中温加热区的螺旋状介质管线管壁的温度，所述高温热电偶测量处于高温加热区的螺旋状介质管线管壁的温度。
10.进一步的，所述加热炉炉体为中空壳体结构，并且所述热炉炉体的中空壳体结构内部填充有充当绝缘层的隔热棉，所述低温加热丝、中温加热丝和高温加热丝均环绕穿过加热炉炉体的中空壳体结构。并且所述低温加热丝、中温加热丝、高温加热丝靠近加热炉炉体内壁的距离均不大于1cm。即加热丝到加热炉炉体内壁不大于1cm的距离填充隔热棉，该1cm(最大厚度)的隔热棉的厚度是加热丝到炉体内壁的厚度。为了更好地利用热能，加热丝要尽量靠近炉管一侧。炉管如果接触加热丝会发生短路现象导致加热停止，所以用尽量薄的一层隔热棉作为绝缘层(大于1cm会影响传热，太薄会导致强度不够容易脱落导致短路现象发生)
11.进一步的，所述低温加热丝、中温加热丝、高温加热丝、低温热电偶、中温热电偶和
高温热电偶均电性连接dcs控制系统，所述dcs控制系统控制低温加热丝、中温加热丝和高温加热丝的加热功率大小。
12.进一步的，所述加热炉炉体壳体内部填充有保温衬里。
13.进一步的，还包括氮气进管，所述氮气进管穿过加热炉炉体向加热炉炉体内部通氮气。
14.进一步的，所述介质出管与加热炉炉体之间留有氮气逸出缝隙，氮气逸出缝隙的宽度不大于2cm，最好在1cm以下。
15.进一步的，所述介质出管位于加热炉炉体外面的部分采用第四热电偶进行测量其温度，并且所述第四热电偶电性连接dcs控制系统。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、本实用新型提供的能够控制流体温度梯度的电加热炉，结合dcs(分布式控制系统。dcs是分布式控制系统的英文缩写(distributed controlsystem),在国内自控行业又称之为集散控制系统。通过dcs控制系统设定目标温度梯度将油浆分阶段加热到目标温度。低温的原料油浆通过炉管(螺旋状介质管线)流经低温加热丝区域，由低温热电偶测量低温加热丝区域加热后的螺旋状介质管线温度。测量结果与想要目标值(目标值预先在dcs控制系统中进行设定)的差值决定低温加热丝的输出功率。最终使流经低温加热区的螺旋状介质管线的油浆维持在一个稳定的值。油浆通过第二段炉管流经中温加热丝区域，由中温热电偶测量中温加热丝区域加热后的炉管温度。测量结果与想要目标值的差值决定中温加热丝的输出功率。最终使流经第二段炉管的油浆维持在一个稳定的值。油浆通过第三段炉管流经高温加热丝区域，由高温热电偶测量高温加热丝区域加热后的炉管温度。测量结果与想要目标值的差值决定高温加热丝的输出功率。最终使流经第三段炉管的油浆维持在一个稳定的值。通过分段加热的方式，建立油浆的温度梯度进行分步加热大幅度降低油浆在炉管中结焦的可能性。
18.2、本实用新型提供的能够控制流体温度梯度的电加热炉，通过精心设计，螺纹式的炉管分段经过带有三圈加热丝(低温、中温、高温加热丝)的氮气保护下的加热炉膛(带保温衬里)，同时每一段都有测温点，以测量结果与阶段目标值的差距控制加热丝的输出功率。最终将油浆加热到想要的目标温度，此设备具有如下优点：油浆由一次性加热到目标温度改为分三段加热，大大的降低了油浆在炉管中结焦的可能性；加热丝的输出功率由测量点测量结果与阶段目标值的差值决定，目标值可以改动，温度梯度可以根据情况在合理的范围进行调整；本发明螺纹式的炉管显著提高了介制的换热面积同时螺纹式的结构能够有效杜绝死区的形成进一步防止结焦；加热炉套带有保温衬里能够降低热量损失同时提高安全性；向炉膛中通入的氮气可以形成保护氛围防止发生明火，同时也防止螺旋状介质管线在高温下发生氧化。
19.本实用新型提供的能够控制流体温度梯度的电加热炉，针对针状焦中试中原料油(油浆)的流动情况以及原料容易在炉管中结焦的状况；巧妙的利用分段加热的方法，最终使介制升高到目标温度很大程度的降低了油浆在炉管中结焦的可能。
20.显然，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
21.以下通过具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明；但不
应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例；凡基于本实用新型的构思所实现的技术均属于本实用新型的范围。
附图说明
22.图1为本实用新型一种能够控制流体温度梯度的电加热炉结构示意图；
23.图中：
24.1-加热炉炉体；2-低温加热区；3-中温加热区；4-高温加热区；5-螺旋状介质管线；6-介质进管；7-介质出管；8-低温加热丝；9-中温加热丝；10-高温加热丝；11-低温热电偶；12-中温热电偶；13-高温热电偶；14-陶瓷管护套； 15-保温衬里；16-氮气进管；17-氮气逸出缝隙；18-第四热电偶。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。
26.如图1所示，本实用新型一种能够控制流体温度梯度的电加热炉，包括加热炉炉体1，所述加热炉炉体1，内部至少设置有低温加热区2、中温加热区3和高温加热区4；
27.所述加热炉炉体1内设置有供流体通过的螺旋状介质管线5，所述螺旋状介质管线5(即油浆管线，输送油浆)两端分别通过介质进管6和介质出管7与加热炉炉体1外部连通，所述介质进管6靠近低温加热区2一侧，所述介质出管7靠近高温加热区4一侧。
28.进一步的，所述低温加热区2、中温加热区3和高温加热区4分别通过低温加热丝8、中温加热丝9和高温加热丝10进行加热。
29.进一步的，还包括低温热电偶11、中温热电偶12和高温热电偶13；所述低温热电偶11测量处于低温加热区2的螺旋状介质管线5管壁的温度。所述中温热电偶12测量处于中温加热区3的螺旋状介质管线5管壁的温度。所述高温热电偶13测量处于高温加热区4的螺旋状介质管线5管壁的温度。所述的低温热电偶11、中温热电偶12和高温热电偶13均有陶瓷管14进行保护，防止低温热电偶11、中温热电偶12和高温热电偶13与低温加热丝8、中温加热丝9和高温加热丝10接触。
30.进一步的，所述加热炉炉体1为中空壳体结构，并且所述热炉炉体1的中空壳体结构内部填充有充当绝缘层的隔热棉，所述低温加热丝8、中温加热丝9和高温加热丝10均环绕穿过加热炉炉体1的中空壳体结构；并且所述低温加热丝8、中温加热丝9、高温加热丝10靠近加热炉炉体1内壁的距离 d1、d2、d3均不大于1cm。该1cm(最大厚度)的隔热棉的厚度是加热丝到炉体内壁的厚度。为了更好地利用热能，加热丝要尽量靠近炉管一侧。炉管如果接触加热丝会发生短路现象导致加热停止，所以用尽量薄的一层隔热棉作为绝缘层(大于1cm会影响传热，太薄会导致强度不够容易脱落导致短路现象发生)
31.进一步的，所述低温加热丝8、中温加热丝9、高温加热丝10、低温热电偶11、中温热电偶12和高温热电偶13均电性连接dcs控制系统。所述 dcs控制系统控制低温加热丝8、中温加热丝9和高温加热丝10的加热功率大小。
32.进一步的，所述加热炉炉体1壳体内部填充有保温衬里15。
33.进一步的，还包括氮气进管16，所述氮气进管16穿过加热炉炉体1向加热炉炉体1
内部通氮气。
34.进一步的，所述介质出管7与加热炉炉体1之间留有氮气逸出缝隙17。
35.进一步的，所述介质出管7位于加热炉炉体1外面的部分采用第四热电偶 18进行测量其温度，并且所述第四热电偶18电性连接dcs控制系统。
36.本实施例中油浆的加热过程：原料油浆温度较低；低温油浆
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进入加螺纹式热炉管(即螺旋状介质管线)
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螺纹式炉管进入带有保温衬里的布置有三圈加热丝的加热炉
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炉管经过第一圈加热丝区域
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炉管经过低温测温点
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炉管经过第二圈加热丝区域
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炉管经过中温测温点
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炉管经过第三圈加热丝区域
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炉管经过高温测温点
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介制流经第四个测温点。为了将油浆加热到目标温度同时降低油浆在炉管中结焦的可能，分三步将油浆加热到目标温度。
37.(1)油浆在炉管中流动，螺纹式炉管经过第一圈加热丝，由第一个测温点进行测量该段炉管温度是否达到目标值并通过测量值与目标值的差值来决定第一圈加热丝的输出功率。
38.(2)油浆在炉管中流动，螺纹式炉管经过第二圈加热丝，由第二个测温点进行测量该段炉管温度是否达到目标值并通过测量值与目标值的差值来决定第二圈加热丝的输出功率。
39.(3)油浆在炉管中流动，螺纹式炉管经过第三圈加热丝，由第三个测温点进行测量该段炉管温度是否达到目标值并通过测量值与目标值的差值来决定第三圈加热丝的输出功率。
40.当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。