集膚效應電伴熱系統(tǒng)

2011年09月10日 08:45:10人氣：3444來源：安徽華光儀表線纜有限公司

集膚效應電伴熱系統(tǒng)

概述

　　管道集膚效應電伴熱（加熱）技術是zui近幾年來出現(xiàn)的一種新的金屬管道加熱方法，是大型石油化工等企業(yè)熱輸管道加熱保溫的新技術、新工藝，國外簡稱SECT法。此種加熱技術具有效率高，適應所有長、中、短距離金屬輸液管道的伴熱和加熱，而且具有安全可靠，使用壽命長，安裝維修方便等優(yōu)點，因此廣泛用于各種不同性質(zhì)的液態(tài)物質(zhì)的管道伴熱。
　　“SECT”應該是“SKIN ELECTRIC CORRENT TRACING”的縮寫，譯為“集膚效應伴熱”，SECT集膚效應伴熱技術長期以來因其研究涉及的工程規(guī)模較大，在我國80年代開始應用，推廣應用速度較慢。本公司依靠長期的電伴熱技術儲備和實踐，現(xiàn)以成熟的產(chǎn)品設計，完善的系統(tǒng)安裝，為用戶提供安全可靠的伴熱裝置。每個集膚效應伴熱裝置由公司設計，制造，安裝。

原理

　　SECT的原理基于交流電的“集膚效應”和“鄰近效應”，由于鋼管有*的磁性，即使在工頻電壓下也會產(chǎn)生顯著的集膚效應。所謂集膚效應，就是當交流電通過碳鋼導體的電流逐漸趨膚在導體表面的一種現(xiàn)象，而鄰近效應是一對通以反向等電流電體間的一種電磁現(xiàn)象，在加熱管中的電纜和熱管間通過電流時，加熱管上電流逐漸趨膚在加熱管內(nèi)壁，而正是這薄薄的內(nèi)壁產(chǎn)生的焦耳熱來滿足伴熱的需要。集膚效應電伴熱系統(tǒng)產(chǎn)生焦耳熱主要來自于三部分：
　　一、加熱管上通電流時，加熱管上發(fā)出的熱。此熱量是集膚電伴熱系統(tǒng)的主要熱量來源。
　　二、加熱管內(nèi)部電纜產(chǎn)生的熱。
　　三、加熱管內(nèi)磁滯損耗產(chǎn)生部分熱。
　　在一個集膚效應裝置中，絕緣導線（SECT線）穿過具有強磁性的鋼管并與鋼管尾端相連接，鋼管的首端與絕緣導線分別接電源的零線和相線，施以共頻或中頻交流電壓，電流通過導線和鋼管形成回路產(chǎn)生焦耳熱。由于鋼管的尺寸、材質(zhì)、交流電頻率之間存在一定的關系，交流電并非均勻地流經(jīng)鋼管截面，而是集中流過自其內(nèi)表面起的某一深度內(nèi)，電流密度按指數(shù)規(guī)律減少，在鋼管外表面電壓電流幾乎為零，很安全。因此可以將SECT管直接焊接在輸送管上，使之成為熱源。SECT管產(chǎn)生的熱量通過焊縫及導熱膠泥迅速傳給輸送管，起到伴熱作用。

　　由于SECT管與輸送管相焊接，導熱很好，使SECT管與輸送管之間溫差在5-10℃以內(nèi)，（其熱流示意圖參見圖1）為了防止管道帶靜電及感應干擾，每隔一定距離在SECT管設有接地，當一根SECT管發(fā)熱量不夠時，可按二根或多根設計。

特點

1、適應性強、應用范圍廣
　　適應所有長、中、短距離金屬輸液管道的伴熱和加熱，適用于管道的不同敷設方式和任何場所，如：地下直埋、水下、地面架空；適用野外或礦場、工廠、易燃易爆場所。
2、安全可靠、安裝維修方便
　　伴熱管采用鋼管，強度大、密封嚴，有較好的保護作用。伴熱電纜采用耐高溫的氟塑料電纜，伴熱管由于集膚效應自身形成絕緣結構，使輸液管和伴熱管外表面不帶電，輸液管每千米左右做一安全接地，接地電阻不大于4Ω，保證輸液管始終是零電位，做到安全可靠。與其它電伴熱方式比較，集膚效應熱方式維護檢查方便，其正常運行時幾乎沒有維護保養(yǎng)工作量。一旦出現(xiàn)故障，也可以很方便地找出故障點。只要將故障點兩端的接、拉線盒打開，將損壞電纜拉出來，換一條即可。而當電熱帶伴熱時，如有一點發(fā)生問題，整條伴全部拆除且要破壞保溫層才能修復。MI電纜也有同樣的問題。
3、節(jié)約能源，加熱效率高
　　工頻集膚效應伴熱屬于等溫加熱法，加熱效率高。例如輸油管道采用工頻集膚效應伴熱耗能23lkg/km標煤。采用熱循環(huán)或蒸汽伴熱耗能為1813kg/km標煤。集膚效應伴熱是均勻加熱，不會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，隨著管輸距離的加長提高加熱電壓即可。
4、可以實現(xiàn)自動化控制
　　控制、保護屏均可安裝在儀表室（值班室）內(nèi)。內(nèi)設短路、過流等常規(guī)保護，并可通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的準確調(diào)節(jié)。實現(xiàn)自動化控制，做到無人值守，滿足企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求。
5、可以實現(xiàn)提前預制
　　輸液管與伴熱管焊在一起，外面加上保溫層和保護殼，可在預制廠內(nèi)預制加工，既方便施工，又容易保證工程質(zhì)量。

指標參數(shù)

項目指標電纜型號	聚烯烴塑料 JFRDC-J₂-5-90（耐溫等級126℃）	氟塑料 JFRDC-J₃-5-90（耐溫等級205℃）	PFA高溫氟塑料JFRDC-J₄-5-90（耐溫等級260℃）	鋼鎧集膚電纜 JFRDC-J₅-5-30（耐溫等級600℃）
標稱截面積（mm²）	5-90	5-90	5-90	5-30
絕緣護套（層）	2-5	2-5	2-5	1
電源供電電壓	220-35000v	220-35000v	220-35000v	220-35000v
工作電壓（V）	0.3V-15KV	0.3V-15KV	0.3V-15KV	0.3V-6kV
工作頻率（Hz）	50-4000	50-4000	50-4000	50-4000
20℃絕緣電阻不小于（MΩ ）	2500	2500	2500	2500
50Hz火花擊穿檢驗（V）	15000	15000	15000	15000
工作溫度（℃）	-40-110℃	-40-180℃	-40-230℃	0-500℃
整體拉斷力不小于（N）	20000	20000	20000	50000
zui小彎曲半徑mm	260	260	260	260
加熱功率（w/m）	3-270	3-270	3-270	3-90

應用領域

　　根據(jù)管道中液體的物性不同，要求管道內(nèi)維持的溫度也不同，工頻集膚效應管道伴熱技術主要應用于管道的伴熱和管道內(nèi)液體或已凝固介質(zhì)的加熱、熔化或間歇輸油的管線。有管內(nèi)集膚及管外集膚兩種方式。
　　1、油田、海上平臺：生產(chǎn)管線、原油、汽管線、水管、脈沖線、儀表、集中站儲存塔、長輸管線等。江底，湖底，海底輸油管線。
　　2、煉油工業(yè)、蒸餾、氫化裂解、焦化、蠟、硫化、瀝青、渣油等生產(chǎn)管線；水管、脈沖線或儀表、儲存塔、液體碳氫化合物儲存塔。
　　3、石化廠、化工廠、化肥廠：苯、苯乙烯、聚乙烯、氯、丙烯酸、乙二酸、亞乙基二醇、苯二醛、合成纖維、尼龍、染漆、樹脂等生產(chǎn)管線；水管、脈沖線或儀表、儲存塔、液體碳氫化合物儲存塔。
　　4、核電站：重水管線、水管、脈沖線和儀表、儲存塔、重水塔。
　　5、油品交易中轉站：產(chǎn)品儲存塔、長輸管線、低溫產(chǎn)品塔基及與塔相關連的管線、水管。
　　6、電廠：高壓給水、排污放空、蒸汽、脫汽、高壓冷凝、酸堿、儲重油點火油路等管線；重油管線、重油塔、脈沖線和儀表、水管、長輸管線、水煤漿輸送管線等。
　　7、鋼鐵廠：生產(chǎn)管線、重油、煤焦油、瀝青和硫磺線、水管、長輸管線。
　　8、水泥廠：火爐或窯重油線、水管、脈沖線或儀表、儲存塔、重油長輸管線。
　　9、另有塑料加工廠、食用油加工廠、巧克力加工廠、供水廠、賓館及高層建筑、重型工程工業(yè)。
　　集膚伴熱：可分為管外集膚及管內(nèi)集膚兩種。以上各種類型的管道運輸，均可采用集膚效應伴熱。
　　從實踐中得出結論，這種技術方案已取得良好的運輸效果和顯著的經(jīng)濟效益。

　　為考慮三相平衡，由于公司提供三相變相平衡式集膚變壓器或三相T型變壓器。碳鋼管由普通碳鋼管，鍍鎳碳鋼管及鍍鋅碳鋼管等。

與其它伴熱方法比較

序號	名稱特點	集膚效應伴熱	電熱帶伴熱	MI電纜伴熱	蒸汽伴熱	自控溫伴熱帶
1	伴熱距離	長	短	短	短（末點溫度低）	短
2	電源供電點	少	多	多	多
3	伴熱功率	大	小	小	小
4	傳熱效果	好	一般	一般	一般	一般
5	伴熱管敷設	直接焊接	捆扎	捆扎	捆扎	捆扎
6	自動化控制	方便	控制點多	控制點多	無法實現(xiàn)	控制點多
7	維修	方便	難度大	難度大	方便	難度大
8	局部伴熱	不好	好	好	好	好
9	安全可靠性	好	一般	一般	好	一般
10	施工費用	較高	較高	較高	低	較高
11	運行費用	低	低	低	高	低
12	維修費用	低	高	高	低	高
13	管理	方便	方便	方便	方便	方便
14	使用壽命	20-30年	3-10年	5-15年	3-8年	3-8年
15	地下管線	好	不適用	不適用	不適用	不適用

　　從表中可以看出，電熱帶和MI電纜這兩種方法較適應局部伴熱和短距離伴熱，如對閥們、閥件、旁通、短節(jié)和站內(nèi)短管線等的加熱和伴熱。對于中、長距離的管線伴熱，由于單根伴熱電纜功率較小、電源供電點較多，一旦發(fā)生問題，維修較困難，要將所有的保溫層去掉才能更換其電纜。而集膚效應伴熱適用于中長距離各種口徑管線的伴熱，它的優(yōu)點是：伴熱功率大、電源供電點少，傳熱效果好，維修方便。因此在各種管線集輸中得到了非常廣泛的應用。
　　對于長輸管線的溫度監(jiān)控，報警，可通過GSM網(wǎng)絡SMS短信的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，具有數(shù)據(jù)傳輸可靠，組網(wǎng)容易，費用低廉，系統(tǒng)可擴展性強等特點。是當前離散遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案。

設計

　　由于每種管道工作參數(shù)都不相同，管線長度不一，因此每個集膚伴熱系統(tǒng)都由本公司詳細設計，選型。本公司提供從管線伴熱的計算，伴熱系統(tǒng)選擇，伴熱系統(tǒng)的安裝，伴熱系統(tǒng)的調(diào)試等全套服務。用戶只須提供以下參數(shù)，余下的就由本公司來完成。

訂貨須知

★管道準確的長度，閥門（種類）及管托數(shù)量，管道材質(zhì)。
★管道伴熱維持溫度，允許管道zui高表面溫度。
★保溫層材質(zhì)、厚度，在管道伴熱溫度時的導熱系數(shù)。（本公司可代為設計）
★可提供電源容量（電壓等級）及位置。
★管道所處環(huán)境條件。
★工作運行要求。
★管內(nèi)介質(zhì)，介質(zhì)入管溫度，管線需伴熱還是加熱，是否需解凝功能。

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關鍵詞：溫度傳感器絕緣電阻

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