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解決方案

石油化工行業

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用

  • 西馳電氣
  • 2020-10-23 10:38:13

概述

為保證石油可靠的管道輸送,防止石油凝結,管道需要進行伴熱處理,以使油品保持一定的溫度。 

而在長距離石油管道伴熱技術方面,中外各國均采用集膚效應電伴熱技術。

其特點是加熱系統結構簡單、安全可靠、壽命長、能源利用率高、易于自動化,適合長距離管道均勻加熱。

集膚效應電伴熱原理

集膚效應電伴熱原理主要是基于“集膚效應”和“鄰近效應”兩個電磁場效應而形成的伴熱技術。

所謂“集膚效應”,就是在交流電流通過碳鋼導體時,電流漸趨集中在導體表面 通過的一種現象。

當交變電流經電纜通過集膚電伴熱管壁時,由于電荷間相互作用,在管線上的電荷都集中于管線內壁的薄層上,管線外壁沒有電荷,電流通過的實際上是伴熱管 壁的管壁外薄層,由于管壁集膚層橫截面積小,交流阻抗顯著增加,在相同的電流作用下,管線得到較大的加熱功率產生很大的熱量,經熱傳導使輸油管線升溫。

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖1)

集膚效應伴熱裝置系統

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖2)

道集膚效應伴熱裝置 

管道集膚效應伴熱裝置由交流電源、介質輸送管道、發熱管和集膚電纜、保溫層、防水層等部分組成。

電源采用工頻調功電源;

介質輸送管道和發熱管為普通鋼管,發熱管直徑為 15~40mm,間斷的焊接在輸液管上;

伴熱電纜穿在發熱管中,外面是保溫層和保護外殼。

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖3)

常規的伴熱電源的控制方案 

常見的工頻集膚伴熱系統溫度控制采用通斷法,分為手動控制和自動控制,手動控制即通 過人來控制電源通斷,人為因素較大,操作不便。

自動控制利用溫度傳感器或溫度開關監控出口溫度,自動判斷電源打開或關閉,控溫質量差。

兩種控制方法均會頻繁通斷電源,對供電變壓器和負載產生較大沖擊,影響系統使用壽命。

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖4)

西馳電氣伴熱電源優化方案 

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖5)

渤海中海油海上平臺的應用解決方案圖

渤海中海油海上平臺的應用解決方案

該系統為柴油發電,網壓3300VAV/50HZ/3P,由于伴熱管采用雙管加熱(為減小長距離伴熱 電源電壓),因此伴熱電源采用兩相控制,為保證供電三相電源平衡,系統采用斯科特(Scott)變壓器(它一種特殊變壓器,能將供電電源的三相電變成兩相電供電(兩個相位差90°的單相)。

配CPVH+專用適合兩個相位差90°的雙相控制的功率控制器(已獲得國家發明專利認證),完成對伴熱系統的恒溫的控制(功率),保證油溫在設定范圍,使石油可靠輸送。

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖6)

CPVH+系列集膚效應功率控制器 

CPVH+的應用實現了數字溫度閉環控制、短路保護、過流保護、斷路保護、軟關斷軟啟動等功能:減少對電網和器件的沖擊,延長器件使用壽命;

操控方面:采用觸摸 LCD屏人機對話,能實現遠程無線報警、遠程無線控制和數據傳輸的網絡化自動控制。

CPVH功率控制器在長距離石油管道伴熱中的應用(圖7)

CPVH+系列集膚效應功率控制器 

CPVH+系列集膚效應功率控制器設計支持單相、兩相、三相電源:3kV---10kV,頻率50HZ 的伴熱溫度控制系統中,電流最大達240A,可以滿足不同管道長度和規格的(長達30KM) 伴熱功率需求。


創始人:張寧
軟硬件工程師:張小龍

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