概述 管道集膚效應(yīng)電伴熱(加熱)技術(shù)是最近幾年來出現(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(shù)、新工藝,國外簡稱SECT法。此種加熱技術(shù)具有效率高,適應(yīng)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(diǎn),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(yīng)該是“SKIN ELECTRIC CORRENT TRACING”的縮寫,譯為“集膚效應(yīng)伴熱”,SECT集膚效應(yīng)伴熱技術(shù)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(yīng)用,推廣應(yīng)用速度較慢。本公司依靠長期的電伴熱技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)踐,現(xiàn)以成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì),完善的系統(tǒng)安裝,為用戶提供安全可靠的伴熱裝置。每個(gè)集膚效應(yīng)伴熱裝置由公司設(shè)計(jì),制造,安裝。
原理 SECT的原理基于交流電的“集膚效應(yīng)”和“鄰近效應(yīng)”,由于鋼管有極強(qiáng)的磁性,即使在工頻電壓下也會(huì)產(chǎn)生顯著的集膚效應(yīng)。所謂集膚效應(yīng),就是當(dāng)交流電通過碳鋼導(dǎo)體的電流逐漸趨膚在導(dǎo)體表面的一種現(xiàn)象,而鄰近效應(yīng)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(shí),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(yīng)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(shí),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(gè)集膚效應(yīng)裝置中,絕緣導(dǎo)線(SECT線)穿過具有強(qiáng)磁性的鋼管并與鋼管尾端相連接,鋼管的首端與絕緣導(dǎo)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(dǎo)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(guān)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,使之成為高效熱源。SECT管產(chǎn)生的熱量通過焊縫及導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)干擾,每隔一定距離在SECT管設(shè)有接地,當(dāng)一根SECT管發(fā)熱量不夠時(shí),可按二根或多根設(shè)計(jì)。 特點(diǎn) 1、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 適應(yīng)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(shè)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(qiáng)度大、密封嚴(yán),有較好的保護(hù)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(yīng)自身形成絕緣結(jié)構(gòu),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(yīng)熱方式維護(hù)檢查方便,其正常運(yùn)行時(shí)幾乎沒有維護(hù)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(diǎn)。只要將故障點(diǎn)兩端的接、拉線盒打開,將損壞電纜拉出來,換一條即可。而當(dāng)電熱帶伴熱時(shí),如有一點(diǎn)發(fā)生問題,整條伴熱線全部拆除且要破壞保溫層才能修復(fù)。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(yīng)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(yīng)伴熱耗能23lkg/km標(biāo)煤。采用熱循環(huán)或蒸汽伴熱耗能為1813kg/km標(biāo)煤。集膚效應(yīng)伴熱是均勻加熱,不會(huì)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制 控制、保護(hù)屏均可安裝在儀表室(值班室)內(nèi)。內(nèi)設(shè)短路、過流等常規(guī)保護(hù),并可通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)提前預(yù)制 輸液管與伴熱管焊在一起,外面加上保溫層和保護(hù)殼,可在預(yù)制廠內(nèi)預(yù)制加工,既方便施工,又容易保證工程質(zhì)量。
序號 |
名稱特點(diǎn) |
集膚效應(yīng)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(diǎn)溫度低) |
短 |
2 |
電源供電點(diǎn) |
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(shè) |
直接焊接 |
捆扎 |
捆扎 |
捆扎 |
捆扎 |
6 |
自動(dòng)化控制 |
方便 |
控制點(diǎn)多 |
控制點(diǎn)多 |
無法實(shí)現(xiàn) |
控制點(diǎn)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(fèi)用 |
較高 |
較高 |
較高 |
低 |
較高 |
11 |
運(yùn)行費(fèi)用 |
低 |
低 |
低 |
高 |
低 |
12 |
維修費(fèi)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 |
應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)管道伴熱技術(shù)主要應(yīng)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(tái):生產(chǎn)管線、原油、汽管線、水管、脈沖線、儀表、集中站儲(chǔ)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(chǔ)存塔、液體碳?xì)浠衔飪?chǔ)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(chǔ)存塔、液體碳?xì)浠衔飪?chǔ)存塔。 4、核電站:重水管線、水管、脈沖線和儀表、儲(chǔ)存塔、重水塔。 5、油品交易中轉(zhuǎn)站:產(chǎn)品儲(chǔ)存塔、長輸管線、低溫產(chǎn)品塔基及與塔相關(guān)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(chǔ)重油點(diǎn)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(chǔ)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(yùn)輸,均可采用集膚效應(yīng)伴熱。
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