電伴熱帶的選型、裝置與維護(hù)
電伴熱方法在海洋石油工程中得到了廣泛的運(yùn)用。電伴熱帶分為恒功率電伴熱帶和自限溫電伴熱帶，經(jīng)過對兩種電伴熱帶作業(yè)原理及其特色的剖析，并聯(lián)系現(xiàn)場施工經(jīng)歷，介紹了電伴熱帶的選型、裝置和維護(hù)方法，最終對施工中經(jīng)常呈現(xiàn)的疑問進(jìn)行了總結(jié)。海上采油渠道的管線及容器內(nèi)液體的溫度是渠道日常作業(yè)進(jìn)程中對比首要的操控參數(shù)。由于海上環(huán)境溫度改變較大，尤其是在冬天，溫度較低，管線中的介質(zhì)很難保證其正常的活動，也許發(fā)生介質(zhì)冷凝，構(gòu)成管線堵塞，嚴(yán)峻時(shí)還也許構(gòu)成管線開裂，危殆渠道的安全出產(chǎn)。因而，海上石油、天然氣設(shè)備管線的保溫是一項(xiàng)極為首要的作業(yè)。當(dāng)時(shí)海上渠道對各種管線及容器多是選用電能來保持其內(nèi)部介質(zhì)的操作溫度，稱為電伴熱。電伴熱是用電熱來補(bǔ)充被伴熱體在技能進(jìn)程中所流失的熱量，然后保持活動介質(zhì)最合理的技能溫度規(guī)模。電伴熱的運(yùn)用規(guī)模很廣，可廣泛用于石油、化工、電力、醫(yī)藥、機(jī)械、食品和船舶等行業(yè)的管線、泵體、閥門、槽池和罐體容器的溫度保持、防凍和防凝。
電伴熱帶的選型
在以往的工程中，曾運(yùn)用別的方法來避免石油管線因溫度過低而構(gòu)成的影響，如蒸汽伴熱、熱水伴熱，但其缺點(diǎn)對比明顯，如初度裝置及維護(hù)管理費(fèi)用高；伴熱管線需求終年伴熱，鍋爐有必要終年運(yùn)轉(zhuǎn)，能源消耗大，利用率低；伴熱管會發(fā)生“ 跑、冒、滴、漏” 表象；回水不易收回，水資源糟蹋嚴(yán)峻。相比之下，電伴熱方法具有裝置簡略，發(fā)熱均勻，控溫精確，節(jié)省水資源，無環(huán)境污染，熱交換效率高，運(yùn)用壽數(shù)長，規(guī)劃、裝置和維護(hù)作業(yè)量小，能實(shí)現(xiàn)遙控和主動操控等杰出長處，是繼蒸汽伴熱、熱水伴熱以后的新一代伴熱技能。
（1）電伴熱帶的種類及其特色
電伴熱帶就伴熱類型可分為兩類：恒功率電伴熱帶和自限溫電伴熱帶。
恒功率電伴熱帶包含單相并聯(lián)帶、三相并聯(lián)帶和三相串聯(lián)帶。以常用的單相并聯(lián)帶為例，該類型電伴熱帶選用合金加熱絲，輸出功率穩(wěn)定，電源母線為兩根平行絕緣銅線，在絕緣層上環(huán)繞電熱絲，并將電熱絲每隔必定間隔（ 即發(fā)熱節(jié)長） 與母線銜接，構(gòu)成接連并聯(lián)電阻。母線通電后，各并聯(lián)電阻發(fā)熱，因而構(gòu)成一條接連的加熱帶。恒功率電伴熱帶單位長度發(fā)熱量穩(wěn)定，適用于溫度需求十分嚴(yán)厲的場所。因而，恒功率電伴熱帶回路應(yīng)配有溫控器來監(jiān)控其溫度，當(dāng)溫度過高時(shí)堵截電路，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)則起動電路。電伴熱帶外層的織造層不只起著傳熱和散熱的作用，還可進(jìn)步電伴熱帶的全體強(qiáng)度，一起作為安全的接地線。恒功率電伴熱帶最大的特色是它的起動電流對比小，在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中基本上無功率衰減。
自限溫電伴熱帶通常是由導(dǎo)電橡膠和兩根平行母線外加絕緣層構(gòu)成，無獨(dú)自發(fā)熱絲。在每根電伴熱帶內(nèi)，母線的電阻隨溫度的改變而改變，當(dāng)電伴熱帶周圍的溫度變冷時(shí)，導(dǎo)電橡膠發(fā)生微分子縮短而使碳粒銜接成電路，電流流經(jīng)這些電路使電伴熱帶發(fā)熱；當(dāng)溫度添加時(shí)，導(dǎo)電橡膠發(fā)生微分子脹大，碳粒逐漸分隔，導(dǎo)致電路中止，電阻上升，電伴熱帶主動削減功率輸出。這種電伴熱帶的功率隨周圍溫度的改變而改變。自限溫電伴熱帶其發(fā)熱材料通常為導(dǎo)電橡膠，也有PTC合金、PTC高分子材料和陶瓷PTC材料。該材料
具有很高的正溫度系數(shù)，常稱PTC電伴熱帶，具有PTC特性的材料既是電發(fā)熱元件，又是溫度丈量元件和功率調(diào)整元件，因而運(yùn)用該電伴熱帶不需設(shè)置溫控器。
（2）電伴熱帶的選擇
縱觀海上渠道運(yùn)用的電伴熱帶的狀況，幾年來運(yùn)用的電伴熱帶基本上為自限溫電伴熱帶。就海上石油出產(chǎn)的特色進(jìn)行剖析，其緣由可概括為以下幾點(diǎn)：
1）從兩種電伴熱帶類型的對比可知，恒功率電伴熱帶發(fā)熱穩(wěn)定，其發(fā)熱量與長度成正比，運(yùn)用的電伴熱帶越長，輸出的總功率越大。它不能夠跟著外界環(huán)境以及管子溫度的改變主動調(diào)理其熱量輸出，因而當(dāng)電伴熱帶穿插敷設(shè)時(shí)就會呈現(xiàn)有些管線過熱的狀況，這樣就會使管線內(nèi)的介質(zhì)受熱不均進(jìn)而影響其功能。而自限溫電伴熱帶能夠跟著環(huán)境溫度及流體溫度的改變而主動調(diào)理其功率輸出，使管線內(nèi)介質(zhì)一直保持在必定溫度規(guī)模內(nèi)。
2）從規(guī)劃裝置角度來講，恒功率電伴熱帶通常受節(jié)長的限制，若切開時(shí)未能找準(zhǔn)一個(gè)節(jié)長，則該有些電伴熱帶就起不到伴熱作用，這不只影響到管線的伴熱作用，一起也會構(gòu)成必定的糟蹋。渠道上的管線走向雜亂，而且閥門、彎頭較多，電伴熱帶經(jīng)常呈現(xiàn)穿插重疊式敷設(shè)，若運(yùn)用恒功率電伴熱帶，就會呈現(xiàn)有些溫度過高的表象，因而，恒功率電伴熱帶通常適用于長間隔、直管線的伴熱保溫。而自限溫電伴熱帶則對比易于裝置，能夠在閥門、彎頭、法蘭和管線上依據(jù)需求環(huán)繞。規(guī)劃人員只需將電伴熱帶的標(biāo)準(zhǔn)及長度計(jì)算出來，便能夠依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求恣意截取電伴熱帶長度，然后削減很多不必要的糟蹋。
以曹妃甸WHPD組塊為例，依據(jù)渠道技能管線所流過的流體介質(zhì)，需求伴熱的體系首要有灌水體系、熱水體系、化學(xué)注入體系、污水處理體系、消防水體系、柴油體系、開排和閉排等。管線保溫施工進(jìn)程中，選用安邦電氣公司的自限溫電伴熱帶中的DWL、ZWLL 系列。其間，DWL系列電伴熱帶從特性上講首要是運(yùn)用于管線和設(shè)備的防凍維護(hù)，也可用于保持溫度不超越65 ℃或偶爾溫度不超越85 ℃的技能操作溫度；ZWL 系列電伴熱帶首要用于保持溫度最高不超越110 ℃的技能操作溫度，也可用于熱量較大或偶爾溫度不超越135 ℃的管線的防凍。
電伴熱帶的裝置
電伴熱帶的現(xiàn)場裝置，要在有施工經(jīng)歷的電力工人參與或指導(dǎo)下，按照有關(guān)的施工程序進(jìn)行，以到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)需求和規(guī)劃目的，然后為保證完工后電伴熱體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1. 電伴熱帶的施工
1）仔細(xì)閱讀施工圖樣、伴熱體系配套材料附件清單，與到貨材料進(jìn)行核對，并查看電伴熱帶外表有否損破，電伴熱帶的絕緣功能是不是杰出，電伴熱帶及一切配件的類型與規(guī)劃需求是不是共同。
2）承認(rèn)施工條件已經(jīng)具有，即管線體系與配套設(shè)備都已施工結(jié)束，防銹防腐涂層已干透，已銼去一切毛刺和利角。
3）敷設(shè)電伴熱帶時(shí)，首要依據(jù)PID圖和施工體系圖，斷定所要敷設(shè)的管線的長度，電伴熱帶的長度，閥門、法蘭、管支架及彎頭三通等的數(shù)量，并斷定電伴熱帶附件及感溫探頭的方位。具體敷設(shè)電伴熱帶時(shí)要遵從以下準(zhǔn)則：
①在線路的榜首供電點(diǎn)和尾端各預(yù)留約 1 m 長的電伴熱帶作為余量。
②沿管線平行敷設(shè)的電伴熱帶通常裝置在管線下方，且與管線橫截面的水平軸線呈45角，若用兩根電伴熱帶要對稱敷設(shè)，在容器上裝置時(shí)，電伴熱帶應(yīng)環(huán)繞在容器的中下部，通常不超越容器高度的2/3，通常為1/3，如圖所示。
③玻璃纖維壓敏膠帶或鋁膠帶每隔500 mm將電伴熱帶固定于管線或容器上。
④一切散熱體（ 如支架、閥門和法蘭等） 應(yīng)按規(guī)劃需求預(yù)留所需電伴熱帶長度，如下表所示，將此段電伴熱帶環(huán)繞于散熱體上并固定。
⑤電伴熱帶附件，即電源接線盒、尾端接線盒、二通接線盒和三通接線盒，要依據(jù)說明書進(jìn)行接線，每一接線端要預(yù)留一段電伴熱帶以便將來修理時(shí)運(yùn)用。
4） 保溫材料裝置前進(jìn)行查看與測驗(yàn)。查看電伴熱帶外表是不是損害，配件是不是裝置無缺，用500 V 兆歐表測驗(yàn)每一獨(dú)立回路，絕緣電阻應(yīng)在20 ΜΩ以上。
5）電伴熱帶施工測驗(yàn)后立即進(jìn)行保溫層裝置，此刻要注意：
①所選用保溫層的材料，厚度和標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃需求相符合。
②施工時(shí)保溫材料有必要枯燥，保溫層外應(yīng)加防水外罩。
③保溫層施工時(shí)應(yīng)避免損害電伴熱帶，保溫層施工后對電伴熱帶進(jìn)行絕緣測驗(yàn)。
2. 電伴熱帶的裝置細(xì)節(jié)
關(guān)于管線上的一些特別散熱體，如管支架、閥門和法蘭等以及外徑較大的管線，要預(yù)留規(guī)則長度的電伴熱帶以到達(dá)預(yù)期的伴熱作用，其環(huán)繞和固定方法都有特別需求，通常以盡也許使散熱體必要時(shí)隨時(shí)可撤除進(jìn)行修理或替換而不損壞電伴熱帶或影響別的線路為準(zhǔn)則。圖2-圖9為不一樣環(huán)繞體的伴熱帶環(huán)繞方法。
3. 電伴熱帶的毛病剖析
電伴熱體系在準(zhǔn)確裝置和操作的狀況下，其運(yùn)轉(zhuǎn)徹底牢靠，運(yùn)用壽數(shù)也較長?？墒牵姲闊釒Ъ捌涓郊际窃谇朗┕みM(jìn)程中裝置，難免會由于裝置或維護(hù)不妥構(gòu)成其損壞而呈現(xiàn)各種毛病。下面關(guān)于現(xiàn)場施工中遇到的各種狀況予以剖析。
1）電伴熱帶被保溫釘刺破或被電氣焊及別的不明緣由損壞致使電伴熱帶中的芯線與管線或織造層（ 織造層接地） 銜接，致使線路絕緣低。通常的解決辦法是將已損壞的電伴熱帶去掉，再用一兩通銜接。
2）施工人員忽略未裝置尾端。解決辦法是查看該處電伴熱帶是不是受潮，若已受潮則替換該段電伴熱帶，然后從頭丈量該路絕緣電阻，若電阻沒有疑問，則裝置尾端。
3）電伴熱帶有些受潮，以及電伴熱帶附件（如兩通、三通和尾端） 進(jìn)水。解決辦法是替換附件及受潮電伴熱帶，然后從頭丈量該路絕緣電阻，直至絕緣滿足需求停止。
4）電伴熱帶長度超越最大回路長度，致使回路電流大，導(dǎo)致開關(guān)跳閘。解決辦法是從頭計(jì)算，替換開關(guān)或添加一個(gè)伴熱回路。
5）保溫層受潮、閥門( 管支架及別的散熱體上環(huán)繞的電伴熱帶長度不行，致使回路發(fā)熱量正常但管線達(dá)不到應(yīng)有的保持溫度。解決辦法是替換枯燥的保溫材料，添加相應(yīng)的環(huán)繞長度但不要超越最大回路長度。
電伴熱帶的維護(hù)
電伴熱帶的選型規(guī)劃、裝置施工固然是一項(xiàng)十分首要的作業(yè)，但維護(hù)也不容忽視，它關(guān)系到全部體系的安全運(yùn)轉(zhuǎn)、伴熱作用和運(yùn)用壽數(shù)。因而，有必要對電伴熱帶進(jìn)行定時(shí)查看，通常按以下幾種狀況進(jìn)行：
1）體系裝置結(jié)束后，初度運(yùn)用之前。
2）每年進(jìn)行一次例行查看，通常在寒天來臨之前或檢修時(shí)進(jìn)行。
3）在每次排除毛病以后對毛病回路進(jìn)行預(yù)防性查看，查看的內(nèi)容首要包含：
①防護(hù)層：查看一切電伴熱帶保溫材料外部的防護(hù)層有無損害，防護(hù)鋁皮接縫處的密封硅膠是不是無缺，保溫層有無松動和掉落。
②電源接線盒：查看一切的接線盒，一起查看體系內(nèi)各管線上的接線點(diǎn)是不是遭到腐蝕和潮氣的腐蝕。
③查看操控電纜是不是腐蝕、破損，配電箱內(nèi)熔斷器、指示燈是不是正常。
結(jié)束語
電伴熱體系關(guān)于渠道的安全出產(chǎn)至關(guān)首要，因而需求施工人員必定要有高度的責(zé)任心，嚴(yán)厲按照廠家材料和施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，施工進(jìn)程要注意維護(hù)，一起要注意堆集經(jīng)歷，盡量削減施工進(jìn)程中人為因素導(dǎo)致的毛病，保證電伴熱體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
關(guān)于電伴熱帶施工進(jìn)程中經(jīng)常呈現(xiàn)的疑問，聯(lián)系自己的施工經(jīng)歷，提出以下幾點(diǎn)主張：
1）敷設(shè)裝置時(shí)要注意電伴熱帶的最小曲折半徑需求，避免過度曲折損壞電伴熱帶，更要避免打結(jié)。
2）接線時(shí)，由于盒內(nèi)空間很小，芯線要盡也許剪短，兩股芯線間隔不能太近，更不能搭接，禁止與織造層觸摸，一起要把盒內(nèi)的織造層碎屑整理潔凈，避免漏電和短路。
3）運(yùn)用二通、三通附件處，電伴熱帶各端要留出余量，長度大約是附件長度的4-6倍，便于呈現(xiàn)毛病時(shí)進(jìn)行修理。
4）裝置附件時(shí)，密封圈、緊固件要齊全，保證密封圈裝置到位，扣蓋緊固時(shí)，螺栓要對角緊固，使其均勻受力以防松動或盒內(nèi)進(jìn)水。
5）法蘭處介質(zhì)易走漏，環(huán)繞電伴熱帶時(shí)應(yīng)避開其正下方。
6）保溫材料有必要枯燥，濕潤的保溫材料不光影響保溫作用，還也許腐蝕電伴熱帶，縮短其壽數(shù)。
7）裝置保溫層和防水層，特別是外包保溫鍍鋅鐵皮時(shí)，禁止鉚釘損壞電伴熱帶，固定鐵皮的螺釘不得過長，避免刺破護(hù)套。
8）要在附件裝置方位的保溫層上貼標(biāo)識標(biāo)簽，便于呈現(xiàn)毛病時(shí)查找毛病點(diǎn)和修理。
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