電伴熱是指用電能補充被伴熱物體在輸送工藝過程中的熱損失,使流動介質溫度維持在一定的工藝溫度范圍內。管道電伴熱有以下4 種類型:
(1) 阻抗(kang)(kang)伴熱(re)。阻抗(kang)(kang)伴熱(re)分直流電伴熱(re)和(he)交流電伴熱(re)。它要求(qiu)管(guan)道(dao)等徑,并且在(zai)加熱(re)的(de)管(guan)段上沒有副(fu)管(guan)和(he)閥門。
(2) 電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)。電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)是一種利用電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)原理(li)及感應(ying)電流通過導體(ti)時產(chan)生的(de)熱(re)(re)效(xiao)應(ying),使工件(jian)快(kuai)速加熱(re)(re)的(de)方法。電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)一般分為3 類: 工頻(pin)電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)、中(zhong)頻(pin)電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)和高頻(pin)電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)。電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)伴(ban)熱(re)(re)效(xiao)率可達到(dao)80 %以上(shang),并(bing)且加熱(re)(re)速度極高。
(3) 柔性材(cai)料(liao)伴熱(re)(re)(re)(re)。柔性材(cai)料(liao)伴熱(re)(re)(re)(re)是靠導(dao)體通電(dian)時產生的(de)焦耳熱(re)(re)(re)(re)來加熱(re)(re)(re)(re)管道,包(bao)括電(dian)纜伴熱(re)(re)(re)(re)和電(dian)熱(re)(re)(re)(re)帶(dai)伴熱(re)(re)(re)(re)。
電纜伴(ban)熱(re)是用銅(tong)(tong)或銅(tong)(tong)合金制成芯線(xian),芯線(xian)外面用具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)熱(re)穩定性和導熱(re)性的(de)材料做(zuo)成絕(jue)緣層(ceng),最(zui)外層(ceng)用銅(tong)(tong)或不銹鋼制成的(de)封閉(bi)的(de)鎧裝。電纜伴(ban)熱(re)有兩種敷設方式:
① 管道(dao)內部敷(fu)設(she);
② 管道(dao)外(wai)部敷設(she)。
電熱帶伴熱傳熱效果優于電纜伴熱。電熱帶外形扁平便于與管道接觸,分為恒功率和變功率兩大類。恒功率電熱帶單位長度的發熱功率基本恒定,不受溫度的影響,可分為并聯式電熱帶和串聯式電熱帶。變功率電熱帶又稱自限式伴熱帶,是指電熱帶的輸出功率隨被伴熱介質溫度的升高而下降,反之則增加。系統核心部分由兩根平行母線和發熱元件構成,發熱元件的電阻率具有正溫度系數(簡稱PTC) 。將PTC 材料均勻地擠塑在兩根平行的金屬線芯之間即可得到芯帶。PTC 材料一般由塑料加導電碳粒組成。在通電的電熱帶內,母線間的電路數量隨溫度的變化而變化:
當電熱帶周(zhou)圍的溫(wen)度下降時(shi),電路數量增加;當母線的溫(wen)度升高時(shi),電路數量減少。
(4) 集膚效(xiao)應(ying)伴(ban)熱。當交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)通過鐵磁(ci)性材料時,導體橫截面(mian)上的(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)分(fen)布是不相同的(de)。在接近(jin)導體曲(qu)表(biao)(biao)皮部分(fen)電(dian)(dian)流(liu)(liu)比較集中(zhong),這種現象被稱(cheng)為集膚效(xiao)應(ying)。管道(dao)集膚效(xiao)應(ying)伴(ban)熱(SECT) 是利用集膚效(xiao)應(ying),使電(dian)(dian)能(neng)集中(zhong)在一小(xiao)口(kou)徑碳(tan)鋼管的(de)內表(biao)(biao)面(mian)處轉(zhuan)換為熱能(neng),并把熱量(liang)傳給管道(dao)。因電(dian)(dian)流(liu)(liu)集中(zhong)在鋼管的(de)內表(biao)(biao)面(mian),外表(biao)(biao)面(mian)幾乎沒有電(dian)(dian)流(liu)(liu),所以自(zi)身能(neng)形成很好的(de)絕緣結構。
SECT 系(xi)統基本上由輸液(ye)(ye)管(guan)(guan)、伴(ban)熱(re)(re)管(guan)(guan)、耐熱(re)(re)電(dian)纜、保溫層及保護(hu)外(wai)殼五部分組成。輸液(ye)(ye)管(guan)(guan)和伴(ban)熱(re)(re)管(guan)(guan)為普通(tong)鋼管(guan)(guan),伴(ban)熱(re)(re)管(guan)(guan)直(zhi)徑為1540mm,間斷地點焊在輸液(ye)(ye)管(guan)(guan)上,耐熱(re)(re)電(dian)纜放(fang)在伴(ban)熱(re)(re)管(guan)(guan)中,外(wai)面是保溫層和保護(hu)外(wai)殼。
理想的(de)伴熱(re)技(ji)術(shu)要求伴熱(re)量能隨(sui)(sui)溫(wen)(wen)度(du)的(de)變化而變化,以保持(chi)原油(you)溫(wen)(wen)度(du)的(de)穩(wen)定(ding)。PTC 材料完(wan)全符合這個要求,其功率隨(sui)(sui)溫(wen)(wen)度(du)可(ke)調保證(zheng)了它(ta)在技(ji)術(shu)上的(de)先進性;最(zui)高的(de)表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)保證(zheng)了它(ta)的(de)安全性;整體發(fa)熱(re)和并聯結構保證(zheng)了它(ta)的(de)可(ke)靠性。可(ke)以說,自(zi)限式電(dian)熱(re)帶(dai)是一(yi)種具有(you)(you)科研(yan)價值及市(shi)場推廣價值的(de)高技(ji)術(shu)產品,該項(xiang)技(ji)術(shu)已(yi)取(qu)得(de)令人(ren)矚目的(de)成就。自(zi)限式電(dian)熱(re)帶(dai)今后的(de)研(yan)發(fa)重點應在提高耐溫(wen)(wen)等級和帶(dai)體加長兩方(fang)面尋求突破,以便占(zhan)有(you)(you)更大的(de)市(shi)場份額。