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集肤效应电伴热系统

概述

  管道集肤效应电伴热(加热)技术是近几年来出现的一?#20013;?#30340;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,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。
  “SECT”应该是“SKIN ELECTRIC CORRENT TRACING”的缩写,译为“集肤效应伴热?#20445;琒ECT集肤效应伴热技术长期以来因其研?#21487;?#21450;的工程规模较大,在我国80年代开始应用,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

  SECT的原理基于交流电的“集肤效应”和“邻近效应?#20445;?#30001;于钢管有极强的磁性,即使在工频电压下?#19981;?#20135;生显著的集肤效应。所谓集肤效应,就是当交流电通过?#20960;?#23548;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?#20445;?#21152;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?#20445;?#21152;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(SECT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,施以共频或中频交流电压,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SECT管直接焊接在输送管上,使之成为高效热源。SECT管产生的热量通过焊缝及导热?#32791;?#36805;速传给输送管,起到伴热作用。

  由于SECT管与输送管相焊接,导热很好,使SECT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SECT管设有接地,当一根SECT管发热量不够?#20445;?#21487;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?#26131;鲆话?#20840;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?#25910;希?#20063;可以很方便地?#39029;齬收系恪?#21482;要将?#25910;系?#20004;端的接、拉线?#20889;?#24320;,将损坏电缆拉出来,换一条即可。而当电热带伴热?#20445;?#22914;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?#40644;穡?#22806;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
指标
电缆型号
聚烯烃塑料
JFRDC-J2-5-90(耐温等级126℃)
氟塑料
JFRDC-J3-5-90(耐温等级205℃)
PFA高温氟塑料JFRDC-J4-5-90(耐温等级260℃)
钢铠集肤电缆
JFRDC-J5-5-30(耐温等级600℃)
标称截面积(mm2)
5-90
5-90
5-90
5-30
绝缘护套(层)
2-5
2-5
2-5
1
电源供电电压
220-35000v
220-35000v
220-35000v
220-35000v
工作电压(V)
0.3V-15KV
0.3V-15KV
0.3V-15KV
0.3V-6kV
工作频率(Hz)
50-4000
50-4000
50-4000
50-4000
20℃绝缘电阻不小于(MΩ )
2500
2500
2500
2500
50Hz火花击穿检验(V)
15000
15000
15000
15000
工作温度(℃)
-40-110℃
-40-180℃
-40-230℃
0-500℃
整体拉断力不小于(N)
20000
20000
20000
50000
小弯曲半径mm
260
260
260
260
加热功率(w/m)
3-270
3-270
3-270
3-90
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?#36164;?#27833;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、?#19988;一?#20108;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?#26041;?#26131;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?#22303;?#30970;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?#32479;?#36755;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。
  ?#37038;?#36341;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?#33014;猓?#30001;于公司提供三相变相?#33014;?#24335;集肤专用变压器或三相T型变压器。?#20960;?#31649;?#21892;?#36890;?#20960;?#31649;,镀镍?#20960;?#31649;及镀锌?#20960;?#31649;等。


与其它伴热方法比较

序号
名称特点
集肤效应伴热
电热带伴热
MI电缆伴热
蒸汽伴热
自控温伴热带
1
伴热距离
短(末点温度低)
2
电源供电点
3
伴热功率
4
传热效果
?#35805;?/DIV>
?#35805;?/DIV>
?#35805;?/DIV>
?#35805;?/DIV>
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
?#35805;?/DIV>
?#35805;?/DIV>
?#35805;?/DIV>
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
3-10年
5-15年
3-8年
3-8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?#24335;?#23567;、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?#40644;?#30005;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?#25376;?#28857;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?#22303;?#31995;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?#21152;?#26412;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?#32536;热?#22871;服务。用户只须提供以下参数,余下的就由本公司来完成。

订货须知
★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,?#24066;?#31649;道高表面温度。
★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。
★管道所处环?#31243;?#20214;。
★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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