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石油化工企业管道集肤效应伴热技术

发布时间:2016-01-18

   一、概 述

   管道集肤效应电伴热(加热)技术是近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,国外简称为sect法。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,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运输中。


   二、装置构成和基本原理


   1、装置构成
   
    管道集肤效应伴热技术装置,基本上由变压器、加热电源、输液管、伴热管和伴热电缆、保温层、保护外壳等部分组成。加热电源分工频加热电源和中频加热电 源两种;输液管和伴热管为普通钢管,伴热管直径为15-40mm,间断的焊接在输液管上;伴热电缆穿在伴热管中,外面是保温层和保护外壳。如图所示:

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   2、基本原理
   
    当工频交变电流经电缆通过伴热管壁时,在集肤效应和邻近效应的作用下,电流不是均匀沿着管壁走,而是集中在伴热管内表层通过,在管壁电阻的作用下,通 过电流发热,经传导使输液管温度升高,而伴热管外表面电压、电流为零,自身形成绝缘结构,使液体在管道内得到安全可靠地输送。
伴热管的发热量,根据计算,单根最大发热量为150w/m,并可根据输液管的温度要求,设计伴热管的根数和运行电压,最多可以装有6根伴热管。伴热管道末端及中间有可靠接地,以防止产生静电或感应电,以确保管内液体的安全输送,集肤效应伴热与管道阴极保护可同时进行。


   三、技术特点


   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,集肤效应伴热方式维护检查方 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。mg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为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。


   四、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。该技术的适应范围主要用于下列输液管道:

   l、用于防冻型管道的伴热,输气管线含有饱合蒸汽,要求维持温度不低于6℃。

   2、用于常温时为凝固状态,输送时管道维持温度不低于50℃的流质中。这类流质只有加热到一定温度时才能变成液态可以输送。如运输巧克力、牛奶等。

   3、要求管道维持温度为50~l00℃,在常温下为固态或粘度很高,难以流动,但加热到一定温度后又易于流动物质的管输,可采用集肤效应伴热,防止管线降温和管道停输再启动。如:稠油、高凝油、燃料重油、煤焦油、蜡等的集输。

   4、要求维持高温,温度高于100℃而低于150℃的输液管道,如硫磺必须加热l30~140℃时,才能变成液态,易于输送。

   5、要求等温伴热的管线,如管线距离较长,起输温度不易太高的介质输送。

   6、间歇输送的高凝点介质或粘稠介质,如:码头燃料油间歇装车、船,管线不用扫线,可直接再启动等。

   以上几种类型的管道运输,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。


   五、与其它伴热方法比较 

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     从表中可以看出,电热带和mg电缆这两种方法较适应局部伴热和短距离伴热,如对阀门、阀件、旁通、短节和站内短管线等的加热。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。