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电伴热系统

作者:xyc7605@163.com 发布于:19:24:04
电伴热系统

概述
管道集肤效应电伴热(加热)技术是最近几年来出现的一种新的金属管道加热方法,是大型石油化工等企业热输管道加热保温的新技术、新工艺此种加热技术具有效率高,适应所有长、中、短距离金属输液管道的伴热和加热,而且具有安全可靠,使用寿命长,安装维修方便等优点,因此广泛用于各种不同性质的液态物质的管道伴热。
 集肤效应伴热技术长期以来因其研究涉及的工程规模较大,在我国从70年代应用,推广应用速度较慢。本公司依靠长期的电伴热技术储备和实践,现以成熟的产品设计,完善的系统安装,为用户提供安全可靠的伴热装置。每个集肤效应伴热装置由公司设计,制造,安装。
原理
集肤效应的原理基于交流电的“集肤效应”和“邻近效应”,由于钢管有极强的磁性,即使在工频电压下也会产生显著的集肤效应。所谓集肤效应,就是当交流电通过碳钢导体的电流逐渐趋肤在导体表面的一种现象,而邻近效应是一对通以反向等电流电体间的一种电磁现象,在加热管中的电缆和热管间通过电流时,加热管上电流逐渐趋肤在加热管内壁,而正是这薄薄的内壁产生的焦耳热来满足伴热的需要。集肤效应电伴热系统产生焦耳热主要来自于三部分:
  一、加热管上通电流时,加热管上发出的热。此热量是集肤电伴热系统的主要热量来源。
  二、加热管内部电缆产生的热。
  三、加热管内磁滞损耗产生部分热。
在一个集肤效应装置中,绝缘导线穿过具有强磁性的钢管并与钢管尾端相连接,钢管的首端与绝缘导线分别接电源的零线和相线,施以工频或中频交流电压,电流通过导线和钢管形成回路产生焦耳热。由于钢管的尺寸、材质、交流电频率之间存在一定的关系,交流电并非均匀地流经钢管截面,而是集中流过自其内表面起的某一深度内,电流密度按指数规律减少,在钢管外表面电压电流几乎为零,很安全。因此可以将钢管直接焊接在输送管上,使之成为高效热源。钢管产生的热量通过焊缝及导热胶泥迅速传给输送管,起到伴热作。
 
由于钢管管与输送管相焊接,导热很好,使钢管管与输送管之间温差在5-10℃以内,(其热流示意图参见图1)为了防止管道带静电及感应干扰,每隔一定距离在钢管设有接地,当一根钢管发热量不够时,可按二根或多根设计。

 
特点
1、适应性强、应用范围广
  适应所有长、中、短距离金属输液管道的伴热和加热,适用于管道的不同敷设方式和任何场所,如:地下直埋、水下、地面架空;适用野外或矿场、工厂、易燃易爆场所。
2、安全可靠、安装维修方便
  伴热管采用钢管,强度大、密封严,有较好的保护作用。伴热电缆采用耐高温的氟塑料电缆,伴热管由于集肤效应自身形成绝缘结构,使输液管和伴热管外表面不带电,输液管每千米左右做一安全接地,接地电阻不大于4Ω,保证输液管始终是零电位,做到安全可靠。与其它电伴热方式比较,集肤效应热方式维护检查方便,其正常运行时几乎没有维护保养工作量。一旦出现故障,也可以很方便地找出故障点。只要将故障点两端的接、拉线盒打开,将损坏电缆拉出来,换一条即可。而当电热带伴热时,如有一点发生问题,整条伴热线全部拆除且要破坏保温层才能修复。MI电缆也有同样的问题。
3、节约能源,加热效率高
  工频集肤效应伴热属于等温加热法,加热效率高。例如输油管道采用工频集肤效应伴热耗能23lkg/km标煤。采用热循环或蒸汽伴热耗能为1813kg/km标煤。集肤效应伴热是均匀加热,不会出现局部过热现象,随着管输距离的加长提高加热电压即可。
4、可以实现自动化控制
  控制、保护屏均可安装在仪表室(值班室)内。内设短路、过流等常规保护,并可通过温度传感器实现温度的准确调节。实现自动化控制,做到无人值守,满足企业现代化发展的要求。
5、可以实现提前预制
输液管与伴热管焊在一起,外面加上保温层和保护壳,可在预制厂内预制加工,既方便施工,又容易保证工程质量。
指标参数
项目
聚烯烃塑料
氟塑料
PFA高温氟料
钢铠电缆
指标(耐温等级)
126°C
205°C
260°C
600°C
标称截面积
5-90mm2
5-90mm2
5-90mm2
5-75mm2
绝缘护套层
2-5层
2-5层
2-5层
2层
电源供电电压
220-35000V
220-35000V
220-35000V
220-35000V
工作电压
0.3V-35KV
0.3V-35KV
0.3V-35KV
0.3V-35KV
工作频率
50-4000Hz
50-4000Hz
50-4000Hz
50-4000Hz
绝缘电阻
≧2500MΩ
≧2500MΩ
≧2500MΩ
≧2500MΩ
火花击穿检验
≧15000V
≧15000V
≧15000V
≧15000V
工作温度
-40-190°C
-40-195°C
-40-230°C
0-500°C
整体抗断拉力
20000N
20000N
20000N
50000N
最小弯曲半径
260mm
260mm
260mm
260mm
加热功率
3-300W/m
3-300W/m
3-300W/m
3-150W/m
应用领域根据管道中液体的物性不同,要求管道内维持的温度也不同,工频集肤效应管道伴热技术主要应用于管道的伴热和管道内液体或已凝固介质的加热、熔化或间歇输油的管线。有管内集肤及管外集肤两种方式。  1、油田、海上平台:生产管线、原油、汽管线、水管、脉冲线、仪表、集中站储存塔、长输管线等。江底,湖底,海底输油管线。  2、炼油工业、蒸馏、氢化裂解、焦化、蜡、硫化、沥青、渣油等生产管线;水管、脉冲线或仪表、储存塔、液体碳氢化合物储存塔。  3、石化厂、化工厂、化肥厂:苯、苯乙烯、聚乙烯、氯、丙烯酸、乙二酸、亚乙基二醇、苯二醛、合成纤维、尼龙、染漆、树脂等生产管线;水管、脉冲线或仪表、储存塔、液体碳氢化合物储存塔。  4、核电站:重水管线、水管、脉冲线和仪表、储存塔、重水塔。  5、油品交易中转站:产品储存塔、长输管线、低温产品塔基及与塔相关连的管线、水管。  6、电厂:高压给水、排污放空、蒸汽、脱汽、高压冷凝、酸碱、储重油点火油路等管线;重油管线、重油塔、脉冲线和仪表、水管、长输管线、水煤浆输送管线等。  7、钢铁厂:生产管线、重油、煤焦油、沥青和硫磺线、水管、长输管线。  8、水泥厂:火炉或窑重油线、水管、脉冲线或仪表、储存塔、重油长输管线。  9、另有塑料加工厂、食用油加工厂、巧克力加工厂、供水厂、宾馆及高层建筑、重型工程工业。  集肤伴热:可分为管外集肤及管内集肤两种。以上各种类型的管道运输,均可采用集肤效应伴热。  从实践中得出结论,这种技术方案已取得良好的运输效果和显著的经济效益。为考虑三相平衡,由我公司提供三相变单相平衡式集肤专用变压器或三相T型变压器、或变频电源供电(此种供电方式效率高节能达35%以上)。碳钢管由普通碳钢管,镀镍碳钢管及镀锌碳钢管等。
与其他伴热方法比较
序号
名称特点
集肤效应伴热
电伴热带
MI伴热
蒸汽伴热
自控温伴热
1
伴热距离



短尾端温度低

2
电源供电点





3
伴热功率





4
传热效果

一般
一般
一般
一般
5
伴热管敷设
直接焊接
捆扎
捆扎
捆扎
捆扎
6
自动化控制
方便
控制点多
控制点多
无法实现
控制点多
7
维修
方便
难度大
难度大
方便
难度大
8
局部伴热
不好




9
安全可靠性

一般
一般

一般
10
施工费用
较高
较高
较高

较高
11
运行费用





12
维修费用





13
管理
方便
方便
方便
方便
方便
14
使用寿命
20-30年
3-8年
3-10年
3-8年
3-5年
15
地下管线

不适用
不适用
不适用
不适用
从表中可以看出,电热带和MI电缆这两种方法较适应局部伴热和短距离伴热,如对阀们、阀件、旁通、短节和站内短管线等的加热和伴热。对于中、长距离的管线伴热,由于单根伴热电缆功率较小、电源供电点较多,一旦发生问题,维修较困难,要将所有的保温层去掉才能更换其电缆。而集肤效应伴热适用于中长距离各种口径管线的伴热,它的优点是:伴热功率大、电源供电点少,传热效果好,维修方便。因此在各种管线集输中得到了非常广泛的应用。  对于长输管线的温度监控,报警,可通过GSM网络SMS短信的方式进行数据传输,具有数据传输可靠,组网容易,费用低廉,系统可扩展性强等特点。是当前离散远程数据传输的理想解决方案。
设计
由于每种管道工作参数都不相同,管线长度不一,因此每个集肤伴热系统都由本公司详细设计,选型。本公司提供从管线伴热的计算,伴热系统选择,伴热系统的安装,伴热系统的调试等全套服务。用户只须提供以下参数,余下的就由本公司来完成。
订货需知★管道准确的长度,阀门(种类)及管托数量,管道材质。
★管道伴热维持温度,允许管道最高表面温度。
★保温层材质、厚度,在管道伴热温度时的导热系数。(本公司可代为设计)
★可提供电源容量(电压等级)及位置。
★管道所处条件。
★工作运行要求。
★管内介质,介质入管温度,管线需伴热还是加热,是否需解凝功能。

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参考网址:
电伴热  http://www.zhsect.cn/pd.jsp?id=22