长输管线电伴热系统以及其铺设方法技术方案

本发明专利技术公开了长输管线电伴热系统以及其铺设方法，属于电伴热技术领域。现有的电伴热系统结构复杂，占用空间大，没有公开电伴热结构的铺设方法，无法实现其铺设。本发明专利技术设置单芯串联型恒功率发热电缆，在一个控制盘柜控制发热电缆的情况下，根据待加热管的长度以及需要的伴热量，通过相应公式计算出能够满足要求的发热电缆的截面积以及导电率。经过试验，在一组电源和控制盘柜为发热电缆供电情况下，发热电缆的长度可达到30KM，甚至更长，即能够为超过30KM长的待加热管加热，极大了简化电伴热系统的结构，只需要一组控制盘柜，占用空间小，结构便于生产制造。本发明专利技术的铺设方法合理、有序，设置伴热管固定以及保护发热电缆，延长发热电缆的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
长输管线电伴热系统以及其铺设方法
本专利技术涉及长输管线电伴热系统以及其铺设方法，属于电伴热

技术介绍
中国专利(公告号CN202469349U)公开了一种港口长距离输水管线电伴热结构，它包括通过固定件固定在输水待加热管外壁上的多段电热带，在所述的输水待加热管外壁上间隔一定距离安装有一个温度传感器，在所述的输水待加热管外壁的电热带外依次包裹有保温层和外保护层，每4-6段电热带的电热带首端各自通过一根电源线共同与一个伴热控制箱相连，每一个温度传感器与相应段的电热带的伴热控制箱相连。但是相邻的两个伴热控制箱的间距只能为80-100米，当需要电伴热系统的应用场合超过几千米甚至几十千米时，需要设置几十个或者几百个伴热控制箱以及电源点，结构复杂，占用空间大。进一步，上述方案并没有公开电伴热结构的铺设方法，无法实现其铺设。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供便于生产制造，结构简单，占用空间小的长输管线电伴热系统。本专利技术的另一目的在于提供能够铺设长输管线电伴热系统的铺设方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：长输管线电伴热系统，包括发热电缆以及控制盘柜，所述发热电缆与控制盘柜相连接形成伴热回路，所述控制盘柜控制伴热回路的供电，所述发热电缆为单芯串联型恒功率发热电缆，其包括由内而外依次布置的导体、绝缘层、防护层；所述导体由铝镁硅合金材料制造而成，其截面积的大小为：S≥P米/(4*U相)其中：U相：每相线的电压，P米：每米线的功率即每米待加热管实际需要伴热量Q1；所述P米＝Q1＝C1*C2*C3*QS，C1：待加热管材质修正系数，C2：环境修正系数，C3：安全裕量系数，QS＝2π(T2-T1)λ/[Ln(D+2δ)/D]，λ：导热系数，T2：介质维持最低温度，T1：区域的最低气温18℃，D：装置中待加热管的外径，δ：保温厚度；所述导体的每米导电率为ρ＝R*S/(L*C4)＝U相*U相*S/(L*C4*P米)；其中L：发热电缆总长度，C4：加工硬化系数。本专利技术设置单芯串联型恒功率发热电缆，在一个控制盘柜控制发热电缆的情况下，根据待加热管的长度以及需要的伴热量，通过上述公式计算出能够满足要求的发热电缆的截面积以及导电率。经过试验，在一组电源和控制盘柜为发热电缆供电情况下，发热电缆的长度可达到30KM，甚至更长，即能够为超过30KM长的待加热管加热，极大了简化电伴热系统的结构，只需要一组控制盘柜和电源点，占用空间小，结构便于生产制造。作为优选技术措施，C1：待加热管材质修正系数，碳钢为1，非金属材料为1.5，不锈钢材料为1.25；C2：环境修正系数室外为1.1，其室内为0.9；C3：安全裕量系数为1.1，C4：加工硬化系数为1.022，经过试验可知，这些系数能够满足待加热管的加热要求，并使得计算出的发热电缆具有足够余量，以适用各种情况。作为优选技术措施，所述绝缘层和防护层之间依次设有用于避免绝缘层被破坏的保护层、屏蔽静电的编织层，由于发热电缆长度可达几十千米，如果不能及时消除静电，静电效应将影响发热电缆使用安全，因此设置需要由金属丝编织而成的编织层实现静电的屏蔽。作为优选技术措施，保护层为聚酰亚胺薄膜或聚四氟乙烯薄膜；所述编织层为镀锡铜线编织层；所述绝缘层由乙丙橡胶制造而成，其与导体之间设有半导电绕包层；所述防护层由含氟聚合物制造而成，使该发热电缆具有耐氧化、耐腐蚀、耐磨损、抗机械冲击损伤、柔韧性好、安装维护方便等特点。作为优选技术措施，所述发热电缆置于伴热管内，其分段点设有接线盒，所述控制盘柜通过变压器与电源相连接，由于待加热管的长度可达几十千米，发热电缆分段连接，能够有效降低铺设难度。长输管线电伴热系统铺设方法，包括以下步骤：第一步，把伴热管逐段焊接在待加热管上，所述伴热管段与段之间焊接接线盒；第二步，向伴热管内穿设发热电缆，穿设发热电缆应从一端向另一端按次序一段一段进行；第三步，每段发热电缆连接处采用硅橡胶冷缩式电缆终端进行连接；第四步，在控制盘柜内装配温控系统以及配电系统；所述温控系统包括控温模块和限温模块，所述控温模块用于正常工作状态下的温度控制，限温模块用于当系统出现异常、故障、外部损坏或人为破坏时，为防止发热电缆出现高温而采用的限温装置。本专利技术的铺设方法合理、有序，设置伴热管固定以及保护发热电缆，延长发热电缆的使用寿命；发热电缆每个单元长度的连接处采用硅橡胶冷缩式电缆终端，增强发热电缆的延展性，避免在极端温度下，发热电缆损坏。同时在接线盒内连接两段发热电缆，其连接处位于保温层外，确保连接安全可靠，避免了保温层以下连接容易出现的过热、烧毁、防水、防漏电等弊端。作为优选技术措施，所述第一步，具体包括以下步骤：1)对所有主材、辅材进行检验，包括控制系统、发热电缆，其必须符合技术规范；2)检查待加热管接头焊接质量及弯管有无虚焊、凹凸缺陷，利于长距离伴热管预制；3)对待加热管进行清理，保证待加热管表面无污渍、无油渍，利于伴热管焊接；4)伴热管、接线盒除锈、防腐刷漆；5)伴热管、接线盒端口倒角打磨，倒角角度45°，保证端口光滑无毛刺；6)伴热管随待加热管的弯头进行弯管预制；7)根据待加热管的走向及弯管分布情况适当加入中间盒、接线盒；8)伴热管焊接在待加热管上；9)伴热管焊接后补漆；10)穿入预留拽绳的同时穿入线球进行检测；11)伴热管的端口进行封口；12)鼓风吹扫伴热管内杂质，保持伴热管内无尘埃；13)填充导热胶泥：伴热管与待加热管间隙，用导热胶泥进行填充、密封，保证导热胶泥与待加热管的接触面不小于3-5mm。作为优选技术措施，伴热管的焊接要求为：1)伴热管的焊接应符合相应焊接工艺规程的规定；2)伴热管的焊接应在防腐、保温施工之前进行，在预制场预先焊接在待加热管上；焊接时应采取措施防止管线变形；3)伴热管与待加热管的焊接须保证一定焊道长度和间隙，交错焊接；要求如下：焊接焊道长度：100mm；焊道间距：150mm；焊道高度：4-5mm；焊道宽度：3mm；焊接方法：上下或左右交错焊接；4)焊接采用交错焊接，焊道要光滑无砂眼、无裂缝、无加渣，伴热管保持与待加热管平直、无变形(易于穿接发热电缆)；5)待加热管和伴热管无焊漏6)为保证焊接质量，焊接前一定要除去油污和灰尘；7)焊接时熔液不得滴入伴热管内，所以电流不应过大，采用较细焊条；8)伴热管连接时应首先将伴热管端口去毛刺、倒圆角，保证伴热管连接处内壁光滑，伴热管内径大于发热电缆外径；9)伴热管与待加热管之间的空隙用导热胶泥填充、密封，以利于传热。作为优选技术措施，第二步，发热电缆穿线包括以下步骤：1)伴热管内穿发热电缆需在待加热管焊接合格并试压合格后方能进行；2)当接线盒焊接完毕后，在拉线之前要确认已用空气吹扫过，在接线之前要清理所有的阻隔物，管内没有杂物；3)发热电缆与预留拽绳的一端部固定连接，拉动拽绳的另一端带动发热电缆穿设伴热管；穿设发热电缆应从一端向另一端按次序一段一段进行，边穿线，边接线；在接线过程中要十分小心，避免破坏发热电缆保护套；4)发热电缆穿管前，发热电缆与预留拽绳应该良好连接，以防穿越时脱落；5)发热电缆穿入伴热管时，在每个接线盒的位置至少留守一人以协助穿拉发热电缆，发热电缆卷应安放在固定的线轴架上，既可轻松地拉拽，又可防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.长输管线电伴热系统，包括发热电缆以及控制盘柜，所述发热电缆与控制盘柜相连接形成伴热回路，所述控制盘柜控制伴热回路的供电，其特征在于，所述发热电缆为单芯串联型恒功率发热电缆，其包括由内而外依次布置的导体、绝缘层、防护层；所述导体由铝镁硅合金材料制造而成，其截面积的大小为：S≥P米/(4*U相)其中：U相：每相线的电压，P米：每米线的功率即每米待加热管实际需要伴热量Q1；所述P米＝Q1＝C1*C2*C3*QS，C1：待加热管材质修正系数，C2：环境修正系数，C3：安全裕量系数，QS＝2π(T2‑T1)λ/[Ln(D+2δ)/D]，λ：导热系数，T2：介质维持最低温度，T1：区域的最低气温18℃，D：装置中待加热管的外径，δ：保温厚度；所述导体的每米导电率为ρ＝R*S/(L*C4)＝U相*U相*S/(L*C4*P米)；其中L：发热电缆总长度，C4：加工硬化系数。

【技术特征摘要】
1.长输管线电伴热系统，包括发热电缆以及控制盘柜，所述发热电缆与控制盘柜相连接形成伴热回路，所述控制盘柜控制伴热回路的供电，其特征在于，所述发热电缆为单芯串联型恒功率发热电缆，其包括由内而外依次布置的导体、绝缘层、防护层；所述导体由铝镁硅合金材料制造而成，其截面积的大小为：S≥P米/(4*U相)其中：U相：每相线的电压，P米：每米线的功率即每米待加热管实际需要伴热量Q1；所述P米＝Q1＝C1*C2*C3*QS，C1：待加热管材质修正系数，C2：环境修正系数，C3：安全裕量系数，QS＝2π(T2-T1)λ/[Ln(D+2δ)/D]，λ：导热系数，T2：介质维持最低温度，T1：区域的最低气温18℃，D：装置中待加热管的外径，δ：保温厚度；所述导体的每米导电率为ρ＝R*S/(L*C4)＝U相*U相*S/(L*C4*P米)；其中L：发热电缆总长度，C4：加工硬化系数。2.如权利要求1所述的长输管线电伴热系统，其特征在于，C1：待加热管材质修正系数，碳钢为1，非金属材料为1.5，不锈钢材料为1.25；C2：环境修正系数室外为1.1，其室内为0.9；C3：安全裕量系数为1.1，C4：加工硬化系数为1.022。3.如权利要求1所述的长输管线电伴热系统，其特征在于，所述绝缘层和防护层之间依次设有用于避免绝缘层被破坏的保护层、屏蔽静电的编织层。4.如权利要求3所述的长输管线电伴热系统，其特征在于，保护层为聚酰亚胺薄膜或聚四氟乙烯薄膜；所述编织层为镀锡铜线编织层；所述绝缘层由乙丙橡胶制造而成，其与导体之间设有半导电绕包层；所述防护层由含氟聚合物制造而成。5.如权利要求1所述的长输管线电伴热系统，其特征在于，所述发热电缆置于伴热管内，其分段点设有接线盒，所述控制盘柜通过变压器与电源相连接。6.用于如权利要求5所述的长输管线电伴热系统的铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，把伴热管逐段焊接在待加热管上，所述伴热管段与段之间焊接接线盒；第二步，向伴热管内穿设发热电缆，穿设发热电缆应从一端向另一端按次序一段一段进行；第三步，每段发热电缆连接处采用硅橡胶冷缩式电缆终端进行连接；第四步，在控制盘柜内装配温控系统以及配电系统；所述温控系统包括控温模块和限温模块，所述控温模块用于正常工作状态下的温度控制，限温模块用于当系统出现异常、故障、外部损坏或人为破坏时，为防止发热电缆出现高温而采用的限温装置。7.如权利要求6所述的长输管线电伴热系统铺设方法，其特征在于，所述第一步，具体包括以下步骤：1)对所有主材、辅材进行检验，包括控制系统、发热电缆，其必须符合技术规范；2)检查待加热管接头焊接质量及弯管有无虚焊、凹凸缺陷，利于长距离伴热管预制；3)对待加热管进行清理，保证待加热管表面无污渍、无油渍，利于伴热管焊接；4)伴热管、接线盒除锈、防腐刷漆；5)伴热管、接线盒端口倒角打磨，倒角角度45°，保证端口光滑无毛刺；6)伴热管随待加热管的弯头进行弯管预制；7)根据待加热管的走向及弯管分布情况适当加入中间盒、接线盒；8)伴热管焊接在待加热管上；9)伴热管焊接后补漆；10)穿入预留拽绳的同时穿入线球进行检测；11)伴热管的端口进行封口；12)鼓风吹扫伴热管内杂质，保持伴热管内无尘埃；13)填充导热胶泥：伴热管与待加热管间隙，用导热胶泥进行填充、密封，保证导热胶泥与待加热管的接触面不小于3-5mm。8.如权利要求7所述的长输管线电伴热系统铺设方法，其特征在于，伴热管的焊接要求为：1)伴热管的焊接应符合相应焊接工艺规程的规定；2)伴...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁建波，罗军，
申请(专利权)人：浙江大铭新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33