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电伴热是指利用电能补充被跟踪物体在输送过程中的热量损失，以保持流动介质的温度在一定的工艺温度范围内介绍了原油管道输送中各种电伴热技术的结构、机理和应用现状，指出自限电伴热和集肤效应伴热具有广阔的发展前景。1.电伴热是指用电能补充被跟踪物体在输送过程中的热损失，使流动介质的温度保持在一定的工艺温度范围内。管道电伴热有四种类型:(1)阻抗伴热阻抗跟踪分为直流电跟踪和交流电跟踪。它需要等直径的管道，并且在热管段上没有辅助管道和阀门。(2)电磁感应跟踪电磁感应伴热是一种利用电磁感应原理和感应电流通过导体时产生的热效应快速加热工件的方法。电磁感应伴热一般分为三种类型:工频电磁感应伴热、中频电磁感应伴热和高频电磁感应伴热电磁感应加热效率可达80%以上，加热速度极高。(3)柔性材料伴热柔性材料伴热是利用导体通电时产生的焦耳热加热管道，包括电缆伴热和电伴热电伴热是由铜或铜合金制成的芯线，芯线的外表面是由具有良好热稳定性和导热性的材料制成的绝缘层，较外层是由铜或不锈钢制成的封闭铠装敷设电缆伴热有两种方式:①敷设在管道内；(2)管道外敷设电伴热比电缆伴热具有更好的传热效果。电伴热呈扁平状，易于与管道接触。它可以分为两类:恒功率和变功率。恒功率电伴热的单位长度加热功率基本恒定，不受温度影响。可分为平行电伴热带和串联电伴热带。变功率电伴热，也称为自限电伴热，是指电伴热的输出功率随着被跟踪介质温度的升高而降低，反之则升高。该系统的核心部分由两条并行总线和加热元件组成，其电阻率具有正温度系数(PTC)将PTC材料均匀挤压在两个平行的金属芯之间，得到芯带PTC材料通常由塑料和导电碳颗粒组成在电气化电加电伴热带中，母线之间的电路数量随着温度的变化而变化:当电加热周围的温度降低时，电路数量增加；当总线温度升高时，电路数量减少(4)趋肤效应追踪当交流电通过铁磁材料时，导体横截面上的电流分布是不同的。电流集中在导体的曲面附近，这被称为趋肤效应。管道集肤效应伴热(SECT)利用集肤效应将电能集中在小直径碳钢管的内表面，将其转化为热能并传递给管道由于电流集中在钢管的内表面上，而在外表面上几乎没有电流，因此可以自己形成良好的绝缘结构2.电伴热技术在国内外原油管道输送中的应用电伴热因其效率高、温度控制准确而发展迅速。然而，在原油管道运输中，各种电伴热技术的发展并不平衡。(1)阻抗追踪的应用阻抗伴热成本低，操作简单，但它有以下缺点:①为了保证工人的安全，需要安装变压器；(2)接地电极的总电阻应小于管体的电阻值；(3)伴热管道应与相邻设备绝缘；(4)当伴热系统在地下使用时，会损失大量电流因此，阻抗伴热技术常用于电加热和凝结水管道的除凝(2)电磁感应伴热的应用电磁感应伴热具有高热流密度，可自动控制温度。此外，只有铁芯加热才能消除设备着火的危险。由于电磁感应伴热的热惯性小，断电后磁场会被切断，加热会立即停止，因此温控性能更加精确。然而，电磁感应伴热设备复杂且昂贵，通常用于电加热和冷凝冷凝液管道。(3)柔性材料伴热的应用电缆伴热有其原因，如敷设在室外时与管道接触面积小，敷设在室内时清管不方便，因此电缆伴热在工程中很少使用。恒功率电伴热带热量稳定，并与其长度成正比。电伴热带使用的时间越长，总功率输出越大。电加电伴热带交叉安装时，局部管道温度可能超过其较高轴承温度，影响油品质量，如果电加电伴热带局部损坏，将影响其他部件的使用。此外，恒功率电伴热也受到截面长度的限制，利用率低。然而，其设计和选择相对方便，一次性投资少，目前仍广泛使用。可变功率电加电伴热带整体发热，允许任何交叉和重叠，并可在现场安装时任意切割长度，以减少不必要的浪费。此外，电加电伴热带由许多平行结构组成，即使有局部损坏，也不会影响其他部件的使用。自限制电伴热带的性能由制造它所用的PTC材料决定。加热温度有限，生产和加工能力也限制了其长度(一般小于1000米)近年来，自限电伴热带在国内外短距离、低伴热温度原油运输中得到广泛应用。(4)集肤效应伴热的应用集肤效应伴热技术和设备具有明显的优势:①防爆功能，自身形成的绝缘结构成功解决了电气设备的绝缘问题；(2)装置一体化，伴热管可实现工厂预制，减少工程量，缩短工期；(3)伴热温度高，有效维护温度可达0 ~ 230℃；(4)热利用率高，在输送管和加热管之间的焊缝间隙加入传热水泥后的热效率可与电缆伴热的内敷设方式相比；(5)伴热距离长，供电点较长伴热距离可达24公里；；⑥使用寿命长。耐热电缆的使用寿命为10年。因此，在运输高凝原油和高含蜡原油时，国内外大型公司更经常使用这种方法。3.原油管道电伴热技术的发展前景理想的伴热技术要求伴热的量可以随着温度的变化而变化，以保持原油温度的稳定。PTC材料完全符合这一要求。其功率可随温度调节，确保技术进步。较高的表面温度确保了它的安全性。整体加热和平行结构确保其可靠性。可以说，自限电伴热是一项具有科研价值和市场推广价值的高科技产品，这项技术已经取得了显著的成绩。今后，自限电加电伴热带的研发应着眼于提高耐温水平和延长带体，以获得更大的市场份额。集肤效应伴热技术常用于伴热温度较高的原油管道输送过程。它的输出功率与电流频率有关。电流频率越高，趋肤效应越明显。电流越流向钢管表面，产生的焦耳热越多。目前，集肤效应伴热电源主要是工频交流电源。集肤效应伴热(工作频率可调)的变频技术尚未完全成熟，将是未来研发的重中之重。随着科学技术的进步，自限性电伴热带伴热技术和集肤效应伴热技术将有更广阔的发展空间。

来自:王伟强油气田地面工程

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