摘要：电伴热系统广泛应用于石油、化工、电力、医药、机械、食品、航天、船舶等行业，其应用目的主要有冬季防冻、工艺伴热、工艺加热等。具体应用场所有：石油及天然气管线防凝、解蜡和伴热保温，油田井口采油树的伴热防凝，化工管道、罐体、仪表管线的伴热保温，海上石油平台输油管线伴热和水管防冻，油轮和船舶管线、容器的伴热保温，发电厂重油管道的伴热保温和水管的防冻，间歇输送介质管道的升温和伴热保温，需要严格控制介质温度的管线伴热保温，电力、冶金等行业中的燃煤除尘灰斗的工艺伴热等。
关键词：石油化工；工艺管道；伴热设计
1.电伴热原理
电伴热原理是在绝热层和被伴热物体之间安装发热元件，在发出电热补充输储过程中所散失的热量，以维持介质在一定温度范围内。
石化装置中仪表伴热常有以下两类:
工艺伴热：仪表导压管内的介质因和周围温度不同，损失一定的热量，需由电加热来达到所要求的表面温度。常用于含蜡、易凝，易气化等物料中，以避免因温度降低析出、沉积、粘度突增、增大流动阻力等情况发生。伴热温度应由工艺专业根据被伴热介质物性确定。
防冻系统：防止冬天仪表导压管内介质冻结或凝固。常用于对水、蒸汽等物料的测量中，对此类型应保持最低5℃的维持温度
石油化工开发工程电伴热系统的主要作用是：防止冬天的排污管线、水管线和部分放空管线、阀门和容器等冻结而提供温度的加热；或者是满足石油化工管道工艺流程中介质要求的介质维持温度。防冻维持和维持系统主要采用的是电伴热带对上述管线和容器进行加热和保温，所以称之为电伴热系统。电伴热系统的电伴热带或电伴热板可使管线和容器内的液体在冬天时维持在5℃左右保证液体不冻结，管线不堵塞、不结蜡。
2石油化工装置管道设计过程中的注意要点
工艺过程的安全性与石油化工装置的设计质量具有较大的联系性。因此，在对管道进行设计的过程中，需要分析输送介质的毒性及易燃易爆性，以此选择匹配的管道材料。与此同时，要做好相应的防火预案，当发生火灾时要及时采取有效方案解决。做好火警预报工作，加强对潜在风险的预测与排查，防止安全事故进一步扩大。在生产的装置设备上要装设自动连锁的紧急停车部件，在使用设备前要对它的安全性进行严格的检查。
3电伴热系统的结构
电伴热是一个系统工程。电伴热带为系统的绝对核心，同时考虑到系统投入、运行成本、节能减排、安全可靠、运行维护等全方面的因素，电伴热系统还需要兼顾考虑电伴热的系统设计、温度控制、安装、保温的施工及运行维护等全方面的因素。
3.1电伴热带
电伴热带是电伴热系统中的最主要设备之一，根据工作原理电伴热带可分为恒功率式电伴热带和自限温式电伴热带两大类。恒功率式电伴热带发热稳定，其发热量与长度成正比，使用的伴热带越长，输出的总功率越大。
自限温伴热带是并行结构，在两根铜导体之间的正温度系数复合材料可根据周围环境而动作，从而调节和限制伴热带的热量输出，自限温伴热带现场可以随意剪切，操作方便。根据海洋石油平台上管线走向复杂，并且阀门、弯头较多的特点，若使用恒功率式电伴热带，则可能出现交叉重叠式安装，这样就会发生局部温度过高的现象，因此，恒功率式电伴热带一般适用于长距离直管线的伴热。
3.2温控器
在防爆危险区，电伴热系统的温度控制与危险区的温度等级即系统安全直接相关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，一个温度精确控制的电伴热系统不仅对工艺介质的质量有着直接的影响，而且也和系统的运行成本尤其是能耗有着直接的关系。温度控制越精确、能耗越低、需要维温的工艺介质性能越稳定。伴随着工厂自动化水平的不断提高，很多场合不仅要求温控器要对电伴热系统的温度起到精确控制的作用，而且要求温控器具有现场显示、操作设置、通信的功能，甚至和生产工艺的过程控制系统实现互联互控。
4设计要点
4.1伴热缆
自限温伴热电缆氟聚合物外护套用来保护镀锡铜绞母线不受化学品的侵蚀和影响，按VDE0100规定，镀锡铜网可兼作地线，并提高了伴热带的机械稳定性，在铜网之下是两层用于电气绝缘的合成层，其中内部绝缘层是与伴热元件熔合在一起的。同时，并行结构使伴热带可以按所需长度随意切割，此特性使相关项目设计和安装变得非常简单。现场使用时，可以根据实际需要调节回路长度。即使万一伴热带在某一点上有损，也无需替换整个回路。
恒功率伴热缆串联恒功率伴热带和矿物绝缘伴热带，其中串联恒功率伴热带是一种柔性伴热带，外径小的特性使其可以很容易的安装在泵、阀门和法兰上，高度灵活的伴热带和大电流连接件组形成一个EKL系统。
矿物绝缘伴热带电缆结构非常坚固，在一般机械作用影响时无需额外保护，金属外护套分别有CuNi,不锈钢材料VA,825合金；芯线为单芯或双芯的镍铬合金或铜镍合金组成。伴热缆具有高绝缘、高韧性、阻燃、耐高温等特点；电气绝缘强度：500VDC时100MΩ；每根伴热元电缆应有2个冷端，冷端通过连接器引出连接软电缆，长度为1.2m，使之能方便的与外部电缆连接，连接方式焊接；每根伴热缆的功率、电压、直径、长度等根据设计要求，并结合各种工艺参数、伴热缆的产品性能确定。
4.2配电柜
电伴热系统盘柜根据现场工艺要求，分为防冻控制盘和工艺维持控制盘，防冻控制盘柜内有一个主断路器和接触器，采用一个PT100检测环境温度判断电伴热回路是否需要工作，通过馈电回路断路器对各个伴热缆供电，根据盘柜大小来确定回路数量。
工艺维持控制柜内包含一个主断路器，每个控制回路包含一个出线断路器和接触器，每回路可检测电流，漏电流等，同时每回路配备温控器监测管道温度是否达到工艺所要求的工作温度来控制回路通断。
不论是防冻盘柜还是工艺维持盘柜，每个盘柜另外还要有以下元器件：：1个通过选择开关切换可显示三相电压的电压表，接在控制柜所有其它器件之前的电源进线上，用于指示380V电源接通。
4.3电伴热的生产平台
对于生产平台，分正常电伴热和应急电伴热2种，划分方法按正常生产工况和应急工况划分。对于设备也可根据主电源来源划分，主电源为正常配电盘的划分至正常电伴热系统中，主电源为应急配电板的划分至应急电伴热系统中。所有伴热回路均需要安装接地故障保护装置，在所有防冻和保温的伴热回路中建议使用温控器，所有被伴热管线必须做保温层，所有电伴热设备和管线需要标注电伴热消耗功率以及电伴热布置位置。公共报警信号输出至中控系统。串接的伴热回路内不需要供电电缆，伴热带允许通过两通或三通接头串接分段的伴热带。电伴热的供电电缆号根据位号设计，以示区别。
综上所述，电伴热系统能够保证平台上各种设备和管线在良好的状态下运行，而不受低温或者冷冻影响，这对于保障平台正常的生产和生活具有重要作用。现阶段平台都配有电伴热系统，整体运行情况良好，在寒冷季节发挥了积极保障作用。电伴热系统设计是否合理全面，会影响到整个平台的生产以及平台人员的生活，在这方面的设计研究将持续下去。
参考文献：
[1]李珊珊.浅谈化工工艺管道的蒸汽伴热设计分析[J].山东化工，2014，43（12）：122+128.
[2]刘必强.石油化工装置中工艺管道的伴热设计分析[J].山东工业技术，2015，（18）：48.
论文作者:李沙沙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：热带论文; 管线论文; 系统论文; 回路论文; 工艺论文; 介质论文; 温度论文; 《基层建设》2017年第29期论文;