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一、概述
    管道集膚效應電伴熱(加熱)技術是近年來出現的一種新的金屬管道加熱方法，是大型石油化工等企業熱輸管道伴熱的新技術、新工藝，國外簡稱為“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伴熱和加熱，而且具有安全可靠，安裝維修方便等優點，因此廣泛用于各種不同性質的液態物質的管道運輸中。
    集膚伴熱在我國也已廣泛應用。大慶油田在1974年采用該技術進行油井清蠟和集油管道伴熱保溫，并取得一定成果。遼河油田設計院將集膚電流法列入1979~1985年科研規劃中，并在油井防噴管和排污管上采用集膚電流加熱法，取得顯著的經濟效果。玉門石油管理局老君廟綜合采油三隊在加熱量油分離器殼體和裝球筒上采用了集膚效應加熱法。
    現在各(ge)大油(you)田油(you)井(jing)降粘、清蠟(la)，石油(you)化工管(guan)道長距離(li)管(guan)線上集膚電(dian)流法已廣(guang)泛(fan)應(ying)用。本(ben)公司(si)依靠長期的(de)(de)電(dian)伴(ban)熱(re)技術儲備(bei)和實踐，現以成熟的(de)(de)產品設(she)計(ji)，完善的(de)(de)系統安(an)裝(zhuang)，為用戶提供安(an)全可靠的(de)(de)伴(ban)熱(re)裝(zhuang)置(zhi)。每個(ge)集膚效應(ying)伴(ban)熱(re)裝(zhuang)置(zhi)由公司(si)設(she)計(ji)，制造，安(an)裝(zhuang)。

二(er)、裝置構成

    管道集膚效應伴熱技術裝置，基本上由變壓器、加熱電源、輸液管、伴熱管和集膚電纜、保溫層、保護外殼等部分組成。加熱電源分工頻和中頻加熱電源兩種；輸液管和伴熱管為普通鋼管，伴熱管直徑為15-40mm，間斷的焊接在輸液管上；伴熱電纜穿在伴熱管中，外面是保溫層和保護外殼。
結構圖：

三、工作基本原(yuan)理

    當交變電流經電纜通過伴熱管壁時，在集膚效應和鄰近效應的作用下，電流不是均勻沿著管壁流動，而是集中在伴熱管內表層通過，在管壁電阻的作用下，通過電流發熱，經傳導使輸液管溫度升高，而伴熱管外表面電壓、電流為零，自身形成絕緣結構，使液體在管道內得到安全可靠地輸送。
    伴熱管道末端及中間有可靠接地，以防止產生靜電或感應電，以確保管內液體的安全輸送集膚效應伴熱與管道陰極保護可同時進行。集膚效應電伴熱系統產生熱主要來自于三部分：
    1、加熱管上通電流時，加熱管上發出的熱。此熱量是集膚電伴熱系統的主要熱量來源。   
    2、加熱管內部電伴熱帶產生的熱。
    3、加熱管內磁滯損耗產生部分熱。
    在一個集膚效應裝置中，絕緣導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，施以工頻或中頻交流電壓，電流通過導線和鋼管形成回路產生焦耳熱。由于鋼管的尺寸、材質、交流電頻率之間存在一定的關系，交流電并非均勻地流經鋼管截面，而是集中流過自其內表面起的某一深度內，電流密度按指數規律減少，在鋼管外表面電壓電流幾乎為零，很安全。因此可以將鋼管直接焊接在輸送管上，使之成為高效熱源。鋼管產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。
    由于鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)輸送(song)管(guan)(guan)相焊接(jie)，導熱很好，使(shi)鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)輸送(song)管(guan)(guan)之間溫(wen)差在(zai)5-10℃以(yi)內，為(wei)了防止管(guan)(guan)道帶靜電(dian)及感應干(gan)擾(rao)，每隔一(yi)定距離在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)設有接(jie)地(di)，當(dang)一(yi)根(gen)鋼(gang)管(guan)(guan)發熱量不夠(gou)時，可按二根(gen)或多(duo)根(gen)設計。

四、集膚效應伴熱電纜的特點
    1、抗拉強度、抗機械損傷能力高；  
    2、耐熱溫度高: 高耐熱溫度為360度；
    3、發熱功率大:≥100W/m;越泵加熱部分功率≥350W/m； 
    4、節(jie)能(neng)效果好，與(yu)普(pu)通電伴熱(re)帶相比節(jie)能(neng)達35% 。    

五、技術特點 
1、適應性強
    適應所有長、中、短距離金屬輸液管道伴熱和加熱，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。伴熱管的發熱量，根據計算，單根 大發熱量為150W/m，并可根據輸液管的溫度要求，設計伴熱管的根數和運行電壓， 多可以安裝6根伴熱管。
2、功率密度大、伴熱溫度高
    集膚效應伴熱系統有效維持溫度可達230℃，單根 大發熱量為150W/m。
3、實現分段預制、維修方便
    可根據流程或輸液管段結構，將伴熱管廠內預制或現場分段預制加工，接頭采用焊接套管方式連接，與輸油管焊接、安裝在一起。外面加上保溫層和保護殼，既方便施工，又容易保證工程質量。如因流程管段故障或需更換閥門，只要把需要更換部分兩端的接頭拆開，將伴熱電纜抽出,即可更換部件。無需整體拆損保溫和管件。
4、安全可靠、安裝維修方便
    集膚伴熱電纜外(wai)管(guan)(guan)采用(yong)(yong)鋼管(guan)(guan)，強度大、密封嚴(yan)，有(you)較好的(de)保護(hu)(hu)作用(yong)(yong)。芯線采用(yong)(yong)電阻(zu)合金材料，絕(jue)緣層采用(yong)(yong)耐(nai)高溫的(de)氟(fu)聚四氟(fu)塑料，由(you)于集膚效應自身形成絕(jue)緣結(jie)構，，使伴熱管(guan)(guan)外(wai)表面和(he)輸液管(guan)(guan)不帶(dai)電.輸液管(guan)(guan)每千米左右做一安全接(jie)地，接(jie)地電阻(zu)不大于4Ω，保證(zheng)輸液管(guan)(guan)始終是零(ling)電位，做到安全可(ke)靠。與其(qi)它管(guan)(guan)道電伴熱方式(shi)(shi)比較，集膚效應伴熱方式(shi)(shi)維護(hu)(hu)檢查方便，其(qi)正常運行時(shi)幾(ji)乎沒有(you)維護(hu)(hu)保養工作量(liang)。

5、節約能源，加熱效率高
    集膚效應電伴熱屬于等溫加熱法，不會出現局部過熱現象，隨著管輸距離的加長提高加熱電壓即可，加熱效率高。與蒸汽伴熱相比較；集膚效應的伴熱耗能為23lkg/km標煤。采用熱循環或蒸汽伴熱耗能為1813kg/km標煤。
6、自動化控制
    （1）實現溫度完善的控制功能：數字溫度閉環、短路保護功能、過流保護功能、斷路保護功能。
    （2）軟關斷軟啟動： 大限度地減少對器件的沖擊，延長器件使用壽命；
    （3）靈活的操作方式：數碼顯示，方便實現人機對話；
    （4）網絡化設計：實現遠程無線報警、遠程無線控制。
集膚伴熱與其它伴熱方式(shi)的(de)比較(jiao)：

從表中(zhong)可以看(kan)出，電(dian)熱(re)(re)(re)帶和(he)MI加熱(re)(re)(re)電(dian)纜這(zhe)兩種(zhong)(zhong)方法較(jiao)適(shi)應(ying)局部伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)和(he)短(duan)距離(li)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)，如對閥們(men)、閥件、旁(pang)通、短(duan)節(jie)和(he)站內短(duan)管線(xian)等(deng)的(de)(de)(de)加熱(re)(re)(re)和(he)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)。對于(yu)中(zhong)、長距離(li)的(de)(de)(de)管線(xian)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)，由于(yu)單根伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)電(dian)纜功率較(jiao)小、電(dian)源供(gong)電(dian)點較(jiao)多，一旦發生問題(ti)，維修(xiu)較(jiao)困難，要將(jiang)所有(you)的(de)(de)(de)保溫層去掉才能更換其電(dian)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)帶。而集膚效(xiao)應(ying)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)適(shi)用于(yu)中(zhong)長距離(li)各種(zhong)(zhong)口徑管線(xian)的(de)(de)(de)伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)，它(ta)的(de)(de)(de)優點是：伴(ban)(ban)(ban)熱(re)(re)(re)功率大、電(dian)源供(gong)電(dian)點少，傳熱(re)(re)(re)效(xiao)果好，維修(xiu)方便。因(yin)此在各種(zhong)(zhong)管線(xian)集輸中(zhong)得到(dao)了非常廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。

    對于長輸(shu)管線的(de)溫度監控，報警，可(ke)通過GSM網絡SMS短信的(de)方式進(jin)行數據(ju)(ju)傳(chuan)輸(shu)，具有數據(ju)(ju)傳(chuan)輸(shu)可(ke)靠，組(zu)網容(rong)易(yi)，費用低廉，系(xi)統可(ke)擴(kuo)展性(xing)強等特點。集膚效(xiao)應伴熱是當前離散遠程數據(ju)(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)理想解決方案。

六、應用范圍  
    根據管道中液體的物性不同，要求管道內維持的溫度也不同，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液體或已凝固介質的加熱、熔化或間歇輸油的管線。該技術的適應范圍主要用于下列輸液管道： 
    1、用于防凍型管道的伴熱,輸氣管線含有飽合蒸汽，要求維持溫度不低于6℃。
    2、用于常溫時為凝固狀態，輸送時管道維持溫度不低于50℃的流質中。這類流質只有加熱到一定溫度時才能變成液態可以輸送。如運輸巧克力、牛奶等。
    3、要求管道維持溫度為50～l00℃，在常溫下為固態或粘度很高，難以流動，但加熱到一定溫度后又易于流動物質的管輸，可采用集膚效應伴熱，防止管線降溫和管道停輸再啟動。如：稠油、高凝油、燃料重油、煤焦油、蠟等的集輸。
    4、要求維持高溫，溫度高于100℃而低于150℃的輸液管道，如硫磺必須加熱l30～140℃時，才能變成液態，易于輸送。
    5、要求等溫伴熱的管線，如管線距離較長，起輸溫度不易太高的介質輸送。
    6、間歇輸(shu)送的(de)高(gao)凝點(dian)介質或粘稠介質，如：碼頭燃料油間歇裝車、船,管線不用掃線，可直接再啟動等。

七、管道集膚效應加熱法對輸油工藝的影響
    用電伴熱取代蒸汽伴熱乃至取代加熱爐加熱，可以使很長的管線實現均勻的外伴隨加熱，并能準確地控制油溫。這種加熱保溫方式將對輸油工藝帶來如下影響。
1、取消反輸工藝及設施
    當管線停止輸送時，可以使油品靜止在管道中，用管道電伴熱帶，以便再輸時可直接起動。如果停輸時間很長，可先不必通入管道電伴熱帶而任其冷卻乃至凝固，待起輸前開啟電伴熱帶至輸油溫度再重新起動。對于反復停輸的管道，這可以節省反輸的大量動力消耗、設備損耗，取消了反復的所有設施，從而降低建設費用和運行費用。
2、泵站不必考慮雙電源，可以降低負荷等級
    由于即使油品在管道中凝固也不要緊，所有泵站輸配電的設計可不必考慮雙電源，降低負荷等級，從而簡化了設計，降低了建設和運行費用。
3、理想的清蠟措施
    伴隨電伴熱首先加熱的是輸油管本身，又由輸油管自外向內將熱傳導給油品，它本身就可以成為一種理想的清蠟措施。由于即使油品凝固了也能重新加熱起來，因此不必擔心因事故引起管道的停輸、堵塞。從而可以較從容地處理事故。
4、延長管道的允許停輸時間
    對于需要反輸的管道，允許的停輸時間越長，反輸的時間也就越少，從而大大減少反輸的動力消耗和設備損耗。一條管線的敷設環境各異，在穿越河流和山區、沼澤地敷設及其它的某些局部管段，管道散熱量大，允許停輸時間相對短，從而限制了整個管線的允許停輸時間。如果在這些局部地段配上電伴熱，在管道停輸時通電保溫，延長這些地段的允許停輸時間，從而就延長了整條管線的允許停輸時間。同節省下的反輸動力消耗相比，上述局部地段電伴熱保溫所消耗的動力是很少的，顯然有經濟意義。
5、泵站站內管線電熱化
    目前(qian)(qian)泵站(zhan)站(zhan)內(nei)管線的(de)(de)(de)蒸汽伴(ban)熱(re)(re)或熱(re)(re)水(shui)伴(ban)熱(re)(re)的(de)(de)(de)設計，在(zai)一(yi)定程度上存(cun)在(zai)著盲目性。在(zai)實際運行(xing)中，有許多時間是未必(bi)需要(yao)伴(ban)熱(re)(re)的(de)(de)(de)，因加熱(re)(re)效率很低，用于伴(ban)熱(re)(re)的(de)(de)(de)熱(re)(re)水(shui)爐也不(bu)是利用余熱(re)(re)。目前(qian)(qian)的(de)(de)(de)水(shui)處理(li)措施仍然不(bu)能(neng)有效地(di)解(jie)決伴(ban)熱(re)(re)水(shui)管的(de)(de)(de)腐蝕(shi)問題(ti)，因此壽命是低的(de)(de)(de)。若果采用電伴(ban)熱(re)(re)，便(bian)可(ke)以按(an)照實際運行(xing) 經(jing)濟的(de)(de)(de)方(fang)式(shi)靈活(huo)地(di)控制，大大提高加熱(re)(re)效率。目前(qian)(qian)的(de)(de)(de)情況，泵站(zhan)生活(huo)區(qu)取(qu)暖(nuan)用熱(re)(re)水(shui)爐，取(qu)消(xiao)熱(re)(re)水(shui)爐，尚需設法解(jie)決另外的(de)(de)(de)取(qu)暖(nuan)方(fang)式(shi)。而(er)對于人(ren)煙稀少低于的(de)(de)(de)泵站(zhan)，電伴(ban)熱(re)(re)取(qu)代熱(re)(re)水(shui)爐伴(ban)熱(re)(re)就更(geng)為(wei)方(fang)便(bian)，更(geng)有利于自動化。