管道电加热系统技术方案

一种用于输送管道（12）的管道电加热系统，所述输送管道（12）包括管子（14）和围绕该管子（14）的绝热层（7），所述管道电加热系统包括电源变压器（18）、馈电终端（22）、末端终端（24）、位于馈电终端和末端终端之间的一个或多个服务终端（26）、参数控制和监视系统以及加热电缆装置（28），加热电缆装置包括连接到三相电源的三相（8a，8b，8c）的三个加热电阻电缆（8），所述加热电阻电缆沿着所述管子从所述馈电终端（22）延伸通过所述一个或多个服务终端（26）到所述末端终端（24）。每个所述电阻电缆单独地安装在相应的电缆导向件（9a，9b，9c）内，电缆导向件和安装在其中的相关的电阻电缆安装在管道的外表面上并且在热绝缘层（7）下方。每个电阻电缆包括内导体和围绕该内导体的屏蔽，其中每个电阻电缆的屏蔽连接到地并且在末端终端和/或馈电终端处互连在一起，并且其中所述屏蔽或内导体在所述至少一个服务终端处换位。体在所述至少一个服务终端处换位。体在所述至少一个服务终端处换位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道电加热系统


[0001]本专利技术涉及用于石油和天然气工业中的输送管道的电加热系统。

技术介绍

[0002]今天，长距离(超过10公里)运输管道的加热需要建造适当的馈电系统，根据电加热系统，大约每1
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10公里应设置电站。
[0003]配套的馈电网络使得电加热系统更加复杂并且成本效益更低。此外，在不能建造配套网络的地方，例如在海底，没有机会加热管道。
[0004]在25公里的距离上，具有趋肤效应的电加热系统是最具成本效益的加热系统。这些系统中的加热装置是被称为加热管的铁磁性管道，其内部具有绝缘导体。在一端，加热管和绝缘导体相互连接，而另一端，它们通过交流(AC)电源连接。所施加的AC电压在导体中产生电流，由此电流沿着管道的内表面返回。由于绝缘导体和铁磁管道中的电流所感应的磁场，反向电流积累在管道的内表面上。该电流在管道中以称为趋肤深度的距离流动(M.L.Strupinskiy，低温下自调节电缆特性的分析/分析科学技术期刊//M.L.Strupinskiy，N.N.Khrenkov，2011：工业电加热：Hager：2011.
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第6
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11页)。
[0005]上述现象消除了将管道接地的管道外表面上的可测量电压。当电流积聚在加热管的内表面上时，产生的热量将通过管道传播，从而将管道表面及其内容物的温度提高到所需水平。
[0006]在RU 2589553 C1中公开了一种基于趋肤效应的加热电缆，其具有同轴放置的中心导体、内绝缘层和铁磁外导体。内部绝缘层由聚合物制成，而外部导体由皱纹状钢管制成，其壁厚为在工作电源电压频率下的表层厚度的三分之一。
[0007]在RU 127273 U1中公开了一种具有加热电缆的电加热系统，该加热电缆具有三相电源系统。加热电缆包含由耐热涂层绝缘的载流电线。在一端，电线可以自由连接到电源，而在另一端，它们相互连接成一个完整的电路。
[0008]已知的系统和电阻电缆的缺点包括：利用一个电源进行电加热的距离不足，该距离被限制为25km；产生的热量低；以及所产生的用于加热输送管道中的产品的热量的使用效率低。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种管道电加热系统，其能够在大于25km的距离上产生指定的热量，例如长达200km，无需配套网络并且只有一个电源。
[0010]本专利技术的优点包括提高热产生效率和在相当长的距离(例如，可达200km)利用规定的热量加热传输管道内的产品；改进了系统的可建造性，维护方便，并简化了电加热系统。
[0011]本专利技术的目的通过提供根据权利要求1所述的管道电加热系统来实现。从属权利要求记载了本专利技术实施例的各种有利特征。
[0012]本专利技术公开了一种用于输送管道的管道电加热系统，输送管道包括管子和围绕所述管子的热绝缘层，该系统包括电源变压器，馈电终端、末端终端、位于馈电终端和末端终端之间的一个或多个服务终端、参数控制和监视系统以及加热电缆装置。加热电缆装置包括连接到三相电源的三相的三个加热电阻电缆，该加热电阻电缆沿着管子从馈电终端延伸，穿过一个或多个服务终端到末端终端。每个电阻电缆单独安装在相应的电缆导向件内。电缆导向件和安装在其中的相关电阻电缆安装在管道的外表面上并位于绝热层的下面。每个电阻电缆包括内导体和围绕该内导体的屏蔽层，其中每个电阻电缆的屏蔽层连接到地并且在末端终端和/或在馈电终端处相互连在一起，并且其中屏蔽层或内导体在所述至少一个服务终端处换位。
[0013]在一个有利的实施例中，相邻的电缆导向件分开一个非零的距离。
[0014]在一个有利的实施例中，该系统包括至少两个服务终端。
[0015]在一个有利的实施例中，每个相包括具有屏蔽和绝缘层的单线电阻中压电缆。
[0016]在一个有利的实施例中，用于每个电阻电缆的电缆导向件具有大致方形、梯形或圆形的横截面。
[0017]在一个有利的实施例中，每个电缆导向件沿着纵向边缘密封于管子的外表面。
[0018]在一个有利的实施例中，相邻电缆导向件之间的非零距离(L)基本上是恒定的。
[0019]在一个有利的实施例中，电缆导向件和放置在里面的相关电阻电缆安装在管子的上部。
[0020]在一个有利的实施例中，电缆导向件由聚合物或铝制成。
[0021]在一个有利的实施例中，电阻电缆在末端终端处星形连接在一起。
[0022]在一个有利的实施例中，电阻电缆的电线具有平坦形状的横截面轮廓。
[0023]在一个有利的实施例中，参数控制和监视系统包括温度传感器、电流传感器和负载电压传感器。
[0024]在一个有利的实施例中，参数控制和监视系统被配置用于加热系统的远程测量和控制，包括环境温度的测量，检测电阻电缆的完整性，并控制每个电阻电缆中的负载电流和电压。
[0025]通过下面对本专利技术实施例的详细描述和附图，本专利技术的其它目的和有利特征将变得清楚。
附图说明
[0026]图1示意性地示出了包括根据本专利技术实施例的电加热系统的管道设备；
[0027]图2示意性地示出了包括根据本专利技术实施例的电加热系统的管道的一部分；
[0028]图3示出了根据本专利技术实施例的用于电加热系统的电阻电缆；
[0029]图4a示意性地示出了具有根据本专利技术实施例的电加热系统的管道的横截面；
[0030]图4b是图4a的一部分的详细视图；
[0031]图5是类似于图4b的另一实施例的详细视图；
[0032]图6是根据本专利技术的实施例的电加热系统的示意图，其示出了屏蔽换位。
具体实施方式
[0033]根据本专利技术的实施例的管道电加热系统可以被实现，以加热位于地面上的支撑墩上的管道、地下管道和淹没的水下管道。
[0034]根据本专利技术的实施例的管道电加热系统有利地提供了其元件的特定组合、组成和位置，用于在大约150
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200km的距离上加热管道，这与今天的石油和天然气产品输送设施有关。
[0035]如图1和2所示，根据本专利技术的实施例，管道设备10包括石油或天然气输送管道12和管道电加热系统，管道电加热系统可以有利地包括对于最低维护功能很重要的以下元件：电源变压器18、馈电终端22、末端终端24和至少一个中间服务终端26。根据本专利技术实施例的管道电加热系统20包括加热电缆装置28(其包括多个加热电阻电缆8)，连接和端部套管30、线路参数控制和监视系统(未示出)，该线路参数控制和监视系统包括至少一个安装在输送管道12上的温度传感器20、以及用于将加热电缆装置28的电阻电缆8设置在输送管道12上的紧固元件32。
[0036]用于根据本专利技术的实施例的系统的电力由专用电源变压器18提供，该专用电源变压器18包括具有用于次级电压的宽调节范围的开关键。电加热功率需求可能要求变压器包括空障绝缘、浇铸绝缘或油绝缘。
[0037]加热电缆装置28可以有利地包括三个电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于输送管道（12）的管道电加热系统，所述输送管道（12）包括管子（14）和围绕所述管子（14）的绝热层（7），所述管道电加热系统包括电源变压器（18）、馈电终端（22）、末端终端（24）、位于馈电终端和末端终端之间的一个或多个服务终端（26）、参数控制和监视系统以及加热电缆装置（28），该加热电缆装置（28）包括连接到三相电源的三相（8a，8b，8c）的三个加热电阻电缆（8），所述加热电阻电缆沿着所述管子从所述馈电终端（22）延伸通过所述一个或多个服务终端（26）到所述末端终端（24），每个所述电阻电缆单独地安装在相应的电缆导向件（9a，9b，9c）内，该电缆导向件和安装在其中的相关的电阻电缆安装在管子的外表面上并在热绝缘层（7）下方，并且每个电阻电缆包括内导体和围绕该内导体的屏蔽，其中每个电阻电缆的屏蔽连接到地并且在末端终端和/或在馈电终端处互连在一起，并且其中所述屏蔽或内部导体在所述至少一个服务终端处换位。2.根据前述权利要求所述的系统，其中，相邻的所述电缆导向件以非零的距离（L）分开。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括至少两个服务终端（26)。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：伽玛瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：