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    集膚伴熱系列

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    集膚伴熱系列

    由于管道中液體的性質不同,要求管道內維持的溫度也不同,集膚電伴熱(加熱)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...
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    應用范圍
    產品型號
    結構原理
    參數
    產品特點

    根據管道中液體的物質不同,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。有管內集膚及管外集膚兩種方式。

    ①、油田、海上平臺:生產管線、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、蒸餾、氫化裂解、焦化、蠟、硫化、瀝青、渣油等生產管線;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:產品儲存塔、長輸管線、低溫產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。

    以上各種類型的管道運輸,均可采用集膚電伴熱(加熱)。

    目前從實踐中得出結論來看,這種技術方案已取得良好的運輸效果和顯著的經濟益。

     

     

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    產品型號

     

      設計說明:

    由于每種管道工作參數都不相同,管線長度不統一,因此每個集膚伴熱系統都由本公司詳細設計,選型。本公司提供從管線伴熱的計算,伴熱系統選擇,伴熱系統安裝,伴熱系統調試等全套服務。用戶只須提供以下參數,余下的就由本公司來完成。

    參數:

     管道準確的長度,閥門(種類)及管托數量,管道材質;

     管道伴熱維持溫度,允許管道最高表面溫度;

     保溫層材質、厚度,在管道伴熱需要溫度時的導熱系數;

     可提供電源容量(電壓等級)及位置;

     管道所處環境條件;

     工作運行要求;

     管內介質,介質入管溫度,管線需伴熱還是加熱,是否需解凝功能。

     

    集膚伴熱示意圖:

     

    ① 伴熱鋼管     中間接線盒   集膚電纜   電源接線盒         

    ⑤尾端接線盒    ⑥溫度傳感器   ⑦控制柜     ⑧特種變壓器

     

                  

        管道集膚效應電伴熱(加熱)技術是最近幾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加熱保溫的新技術,SECT”應該是“SKIN ELECTRIC CORRENT TRACING”的縮寫,譯為“集膚效應伴熱” 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,安裝維修方便等優點,因此廣泛用于各種不同性質的液態物質的管道伴熱。

     

    工作原理:

      

       SECT 的原理基于交流電的“集膚效應”和“鄰近效應”,由于鋼管有極強的導磁性,即使在工頻電壓下也會產生顯著的集膚效應。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壁,而正是這薄薄的內壁產生的焦耳熱來滿足伴熱的需要。集膚效應電伴熱系統產生焦耳熱主要來自于三部分

    (1)加熱管上通電流時,加熱管上發出的熱量。此熱量是集膚電伴熱系統的主要熱量來源。
    (2)加熱管內部電纜產生的熱量。
    (3)加熱管內磁滯損耗產生部分熱量。

     

        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 SECT管直接焊接在輸送管上,使之成為高效熱源。SECT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。

    序號

    項  目

    硅烷交聯
    (耐溫等級126℃)

    FEP氟塑料
    (耐溫等級205℃)

    PFA高溫氟塑料
    (耐溫等級260℃)

    鋼鎧集膚電纜
    (耐溫等級600℃)

    1

    電纜型號

    JFHCL1-J2

    JFHCL1-J3

    JFHCL1-J4

    JFHCL1-J5

    2

    標稱截面積(mm²)

    5-90

    5-90

    5-90

    5-30

    3

    絕緣護套(層)

    2-5

    2-5

    2-5

    1

    4

    電源供電電壓

    220-35000V

    220-35000V

    220-35000V

    220-35000V

    5

    工作電壓(V)

    0.3V-15KV

    0.3V-15KV

    0.3V-6KV

    0.3V-1KV

    6

    工作頻率(Hz)

    50-4000

    50-4000

    50-4000

    50-4000

    7

    20℃絕緣電阻不小于(MΩ)

    2500

    2500

    2500

    2500

    8

    擊穿檢驗(kV)

    15

    15

    15

    15

    9

    工作溫度(℃)

    -40-110℃

    -40-180℃

    -40-230℃

    0-500℃

    10

    整體拉斷力不小于(N)

    20000

    20000

    20000

    50000

    11

    最小彎曲半徑mm

    260

    260

    260

    260

    12

    加熱功率(w/m)

    3-270

    3-270

    3-270

    3-90

     

    產品特點:

    (1)適應性強
      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)應用范圍廣
      適用于常溫為凝固狀態,加溫液體輸送的介質。
      適用于常溫下粘度很高,難以流動,但加溫后又易于流動物資的管輸,如:稠油、高凝油、燃料重油、蠟等。
      適用于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。
      適用于間歇輸送的高凝點,或粘稠介質。

    (3)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°,單根最大發熱量為150W/m。
      節約能源,加熱效率高
      集膚電伴熱屬于等溫加熱法,不會出現局部過熱現象,加熱效率高,隨著管線距離的加長提高加熱電壓即可。與蒸汽伴熱相比較,集膚效應的伴熱耗能231kg/km標煤,采用熱循環或蒸汽伴熱耗能為1813kg/km。

    (4)安全可靠
      伴熱采用專用電纜,由于集膚效應系統自身形成絕緣結構,使伴熱管外表面和輸液管不帶電,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。

    (5)自動化控制
      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。
      軟停軟啟:最大限度地減少對器件的沖擊,延長器件使用壽命;
      靈活的操作方式:數碼顯示,方便實現人機對話。
      網絡化設計:實現遠程無線報警,遠程無線控制。

    (6)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,也容易保證工程質量。如因流程管段故障或需要更換閥門,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。

     

    與其他伴熱比較:

     

    序號

    特點

    集膚效應伴熱

    電纜伴熱

    電熱帶伴熱

    蒸汽伴熱

    1

    伴熱距離

    短(末端溫度低)

    2

    電源供電點

     

    3

    伴熱功率

    4

    伴熱效果

    一般

    一般

    一般

    5

    伴熱管敷設

    直接焊接

    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

    7

    維修

    方便

    難度大

    難度大

    難度大

    8

    局部伴熱

    一般

    9

    安全可靠性

    一般

    一般

    10

    施工費用

    較高

    較高

    較高

    11

    運行費用

    12

    維修費用

    13

    管理

    方便

    方便

    方便

    方便

    14

    使用壽命

    20-30

    5-15

    3-10

    3-8

    15

    地下管線

    適用

    不適用

    不適用

    不適用


       從表中可以看出,蒸汽伴熱系統的伴熱距離短,末端溫度低,而且無法實現自動化控制。電纜伴熱和電熱帶伴熱比較適合局部伴熱和短距離伴熱,例如對閥門、閥件、旁通、短節和站內短管線的加熱和伴熱。對于中、長距離的管線伴熱,由于單根伴熱電纜功率較小、電源供電較多,一旦發生問題、維修比較困難,需要將所有的保溫層拆除掉才能更換伴熱電纜。而集膚效應伴熱具有安全性高、可靠性強、維護方便、伴熱溫度高(采用碳鋼管伴熱溫度可達到260°,最大能達到650°)、功率密度大、伴熱距離長(一個電源的伴熱距離最長可達到25公里)等特點,適用于長輸管線 、各種口徑管線、伴熱溫度較高的場合,是最安全、可靠、經濟的長距離伴熱方式 ,因此在各種管線集輸中得到了廣泛的應用。

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