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石油化工行业

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用

  • 西驰电气
  • 2020-10-23 10:38:13

概述

为保证石油可靠的管道输送,防止石油凝结,管道需要进行伴热处理,以使油品保持一定的温度。 

而在长距离石油管道伴热技术方面,中外各国均采用集肤效应电伴热技术。

其特点是加热系统结构简单、安全可靠、寿命长、能源利用率高、易于自动化,适合长距离管道均匀加热。

集肤效应电伴热原理

集肤效应电伴热原理主要是基于“集肤效应”和“邻近效应”两个电磁场效应而形成的伴 热技术。

所谓“集肤效应”,就是在交流电流通过碳钢导体时,电流渐趋集中在导体表面 通过的一种现象。

当交变电流经电缆通过集肤电伴热管壁时,由于电荷间相互作用,在管线上的电荷都集中于管线内壁的薄层上,管线外壁没有电荷,电流通过的实际上是伴热管 壁的管壁外薄层,由于管壁集肤层横截面积小,交流阻抗显著增加,在相同的电流作用下, 管线得到较大的加热功率产生很大的热量,经热传导使输油管线升温。

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图1)

集肤效应伴热装置系统

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图2)

道集肤效应伴热装置 

管道集肤效应伴热装置由交流电源、介质输送管道、发热管和集肤电缆、保温层、防水层 等部分组成。

电源采用工频调功电源;

介质输送管道和发热管为普通钢管,发热管直径为 15~40mm,间断的焊接在输液管上;

伴热电缆穿在发热管中,外面是保温层和保护外壳。

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图3)

常规的伴热电源的控制方案 

常见的工频集肤伴热系统温度控制采用通断法,分为手动控制和自动控制,手动控制即通 过人来控制电源通断,人为因素较大,操作不便。

自动控制利用温度传感器或温度开关监控出口温度,自动判断电源打开或关闭,控温质量差。

两种控制方法均会频繁通断电源, 对供电变压器和负载产生较大冲击,影响系统使用寿命。

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图4)

西驰电气伴热电源优化方案 

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图5)

渤海中海油海上平台的应用解决方案图

渤海中海油海上平台的应用解决方案

该系统为柴油发电,网压3300VAV/50HZ/3P,由于伴热管采用双管加热(为减小长距离伴热 电源电压),因此伴热电源采用两相控制,为保证供电三相电源平衡,系统采用斯科特 (Scott)变压器(它一种特殊变压器,能将供电电源的三相电变成两相电供电(两个相位 差90°的单相)。

配CPVH+专用适合两个相位差90°的双相控制的功率控制器(已获得国家 发明专利认证),完成对伴热系统的恒温的控制(功率),保证油温在设定范围,使石油 可靠输送。

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图6)

CPVH+系列集肤效应功率控制器 

CPVH+的应用实现了数字温度闭环控制、短路保护、过流保护、断路保护、软关断软启动等功能:减少对电网和器件的冲击,延长器件使用寿命;

操控方面:采用触摸 LCD屏人机对话,能实现远程无线报警、远程无线控制和数据传输的网络化自动控制。

CPVH功率控制器在长距离石油管道伴热中的应用(图7)

CPVH+系列集肤效应功率控制器 

CPVH+系列集肤效应功率控制器设计支持单相、两相、三相电源:3kV---10kV,频率50HZ 的伴热温度控制系统中,电流最大达240A,可以满足不同管道长度和规格的(长达30KM) 伴热功率需求。


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软硬件工程师:张小龙