[實用新型]原油長輸管道電熱膜安全加熱系統

無效

• 申請號: 200720103691.3
• 申請日: 2007-03-01
• 公開（公告）號: CN201028751Y
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 劉玲莉;高祁;趙君;王海波;黃如喜
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F24H1/14
• 分類號: F24H1/14;F24H9/18;F17D1/18
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 金杰;任清漢

技術領域

本實用新型是原油管道停輸時杜絕凝管的原油長輸管道電熱膜安全加熱系統。涉及管道系統技術領域。

背景技術

我國大口徑長距離熱輸原油管道在整個石油輸送管道中占有十分重要的地位，隨著國民經濟對石油的依賴越來越大，石油運輸的安全性在整個石油運輸中已經占有十分重要的地位。我國所產原油大多為含蠟或高粘稠油，管道運輸均需采用加熱方式以降低粘度和防止發生凝管事故，在管道加熱站點之間的管道溫度隨著距離的延長不斷下降，為了保證管道的安全，進站溫度一直保持在凝點3度以上，雖然可以在停輸時保持一段時間(目前為24小時)不發生凝管，但也存在兩個問題，一是在時間較長時不能保證管道的安全，二是為了保證進站溫度在平時運行時管道的溫度較高，浪費了大量的能源，消耗掉了大量的燃料油。

雖然在近年來國內進行了含蠟原油添加降凝劑，重質原油采用稀釋輸送、乳化輸送等技術，但還沒有能從根本上解決長輸管道的加熱輸送問題，同時在技術推廣上也遇到一系列問題，因此，在我國大部分原油長輸管道上還將采取加熱輸送的運行方式。

電熱膜加熱技術是目前加熱效率最高的加熱方式之一，其主要特點是電熱轉換效率高，傳熱面積大，發熱溫度低，使用壽命長，可靠性和安全性好。該技術屬于在電加熱技術領域中的新興技術，可以廣泛應用于軍工、石油化工、建筑、機械以及民用等領域。目前就有用于原油開采的井口采油和燒原油鍋爐的進油管電熱膜加熱技術，且有多項專利。但這些技術只適用于幾米至十幾米短距離的原油管加熱，結構也較為復雜。對于長輸原油管道這種特殊對像而言，由于一般而言管徑較大、距離較長、埋地且管道上都加有陰極保護系統，這些技術就不能適用，所以至今還未運用于原油長輸管道。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種原油長輸管道停輸時防止凝管的安全、可靠、效率高、經濟的原油長輸管道電熱膜安全加熱系統。

原油長輸管道在運行過程中一直遵循進站溫度高于原油凝點3度以上的規定，主要是為了確保在管道停輸后在一段時間內不發生凝管事故。凝管的危險主要發生在進站段的幾公里范圍內，如果能夠在最危險的管段即進站段預先設置加熱保溫系統，杜絕停輸時危險管段管道的凝管，不但可以提高停輸時的安全性，同時可以在正常運行時降低運行溫度，從而降低管道的運行成本。

電熱膜加熱技術雖然是成熟的技術，但在原油長輸管道上應用還有許多要解決的問題，如電熱膜與現有防腐系統的藕合問題，即電熱膜輸油保溫系統對管道防腐涂層不造成負面影響；電熱膜保溫材料和防腐涂層之間的結合強度符合國家長輸管道規范的有關要求；使用直流電源進行加熱，對陰極保護不造成影響；電熱膜涂層在大型管道中的施工工藝問題；對防腐涂層與管道之間的絕緣電阻的要求等。

鑒此，本電熱膜安全加熱系統是：將電熱膜3涂覆在進站段管道1的外防腐層2和防水層4之間；在管道1上按所需加熱功率確定的等距離分段設為一個加熱單元，每個加熱單元兩端接有電極5，接向電源。

具體是將稀土電熱膜3涂覆在進站段管道1的無溶劑液態環氧涂料外防腐層2和無溶劑液態環氧涂料防水層4之間，稀土電熱膜3與管道1之間的絕緣電阻在400MΩ以上；電熱膜3在管道1上等距離地設為多個加熱單元，每個加熱單元兩端接有電極5，由電源線6將加熱單元兩兩并聯連接，每兩個加熱單元設置埋地變壓器和整流器一套，輸出直流電壓加在加熱單元上，干線電源與并聯的多個埋地變壓器連接。

其中一個加熱單元的長度、所加電壓和電流的值，在電熱膜產生的熱量保證原油管道內原油溫度高于凝點3℃的前提下，根據原油管道的管徑、地溫、輸量，計算出每米管道的散熱量，進而確定每米管道的補償功率；至于一個加熱單元的長度、所加電壓和電流的值，則可據電熱膜的電導率計算出每米管道的體電阻，由此即可選擇一個加熱單元的長度、所加電壓和電流的值，一般而言，一個加熱單元的長度大約在50m-100m，所加電壓約為80-100V，所加電流約為100-150A。實際上補償功率可通過調整所加電壓予以隨機調整，以應對可能變化的加熱系統。

其中各個加熱單元的電熱膜3之間留有間隙，彼此保持絕緣，這個間隙一般在1厘米左右。

其中每個加熱單元兩端的電極5為圓箍狀銅帶，套在管道1外涂覆的電熱膜3上，在銅帶與電熱膜3之間加一層導電銀漿后緊固銅帶。

其中干線電源使用220-1000V交流電壓供電，埋地變壓器為輸出電壓可調式。