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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)技术是最近几年来出现的一种新的金属管道加热方法,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",SECT集肤效应伴热技术长期以来因其研究涉及的工程规模较大,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",由于钢管有极强的磁性,即使在工频电压下也会产生显著的集肤效应。所谓集肤效应,就是当交流电通过碳钢导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时,加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、加热管上通电流时,加热管上发出的热。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胶泥迅速传给输送管,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管发热量不够时,可按二根或多根设计。


    


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,输液管每千米左右做一安全接地,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。一旦出现故障,也可以很方便地找出故障点。只要将故障点两端的接、拉线盒打开,将损坏电缆拉出来,换一条即可。而当电热带伴热时,如有一点发生问题,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一起,外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
硅烷交联 
JFRDC-J2-5~90(耐温等级126℃)
FEP 
JFRDC-J3-5~90(耐温等级205℃)
PFA 
JFRDC-J4-5~90(耐温等级260℃)
硅陶瓷复合材料 
JFRDC-J5-5~90(耐温等级350℃)
无机复合材料 
JFRDC-J6-5~90(耐温等级500℃)
钢铠集肤电缆 
JFRDC-J7-30(耐温等级600℃)
标称截面积(mm2)
5-90
5-90
5-90
5-60
5-30
5-30
绝缘护套(层)
2-5
2-5
2-5
2-5
>2
1
电源供电电压
220-33000v
220-33000v
220-33000v
220-33000v
220-33000v
220-33000v
工作电压(V)
0.3V-15kV
0.3V-15kV
0.3V-6kV
0.3-5KV
0.3-3KV
0.3V-1KV
工作频率(Hz)
50-4000
50-4000
50-4000
50-4000
50-4000
50-4000
20℃绝缘电阻(MΩ)
2500
2500
2500
2500
1500
1000
介质击穿装置测试电压
>20KV
>20KV
>20KV
>10KV
>5KV
>3KV
工作温度(℃)
-60-125℃
-80-180
-100-230
0-300
0-450
0-550
整体拉断力不小于(N)
20000
20000
20000
20000
20000
50000
最小弯曲半径mm
260
260
260
260
260
300
加热功率(w/m)
15-270
15-270
15-270
15-180
15-90
5-90



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