用于电加热迹线系统管理的系统和方法技术方案

本发明专利技术的实施方式提供了一种电加热迹线(EHT)控制系统，所述EHT控制系统用于与具有管道并且能够输送流体的管道系统一起使用。所述EHT控制系统包括EHT电路，所述EHT电路用于加热管道系统；温度传感器，所述温度传感器输出温度值；流动状态传感器，所述流动状态传感器输出流动状态值；以及EHT管理系统。所述EHT管理系统可包括控制器，所述控制器连接至所述EHT电路以便选择性地使所述EHT电路通电。所述控制器可以连接至所述温度传感器以接收所述温度值，并连接至所述流动状态传感器以接收所述流动状态值。所述控制器可被配置为执行EHT管理程序，所述EHT管理程序包括以下步骤：接收所述温度值；接收所述流动状态值；以及利用所述温度值和/或所述流动状态值来确定是否使所述EHT电路通电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电加热迹线系统管理的系统和方法相关申请的交叉引用本申请基于2018年12月7日提交的题为“DevicesandMethodsForElectricHeatingTraceSystemManagement(用于电加热迹线系统管理的设备和方法)”的美国临时申请序列号62/776,902，要求其优先权，该美国临时申请序列的全部内容以引用方式并入本文。
技术介绍
管道系统往往用于对液体和/或气体产品(例如石油产品)进行长距离运输，例如从提取点至处理设施。如果提取位置和/或处理设施位于寒冷的天气环境中，则可能有必要提供加热元件或热迹线，以将管道保持在所需温度以防止流体产品冻结，或温度敏感操作以保持允许流体产品有效流动的温度。加热元件以及任何相关联的部件都可以称为电加热迹线(electricheatingtrace,EHT)电路。目前，典型的EHT电路是基于管道的温度或周围环境的温度来通电或不通电的。当EHT电路通电时，管道中的流体可以保持在高于温度设定点的温度下。温度设定点可以是使流体保持足以支持流体流动的相对液态的温度。如果EHT电路太长时间不通电，则较低的温度可能会导致输送的流体冻结，从而变得更粘和/或流体无法正常流动。增加的粘度或相变可能会导致管道系统中不希望的压力积聚。虽然使EHT电路持续通电可使管道中的流体保持高于温度设定点，但是这种方法有缺陷。例如，EHT电路可汲取比使流体保持高于温度设定点所需的能量更多的能量。另外，如果管道中的流体正在流动，则该流体可能不需要来自EHT电路的任何加热即可继续流动。当EHT电路不必要地通电时，EHT电路可浪费能量，并对EHT电路和相关联的设备造成不适当的磨损。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供了用于在克服先前系统的上述缺陷的同时有效地且成本有效地管理EHT电路的EHT控制系统和方法。根据本专利技术的一个实施方式，一种电加热迹线(EHT)控制系统包括：EHT电路，所述EHT电路用于加热管道系统；温度传感器，所述温度传感器输出温度值；流动状态传感器，所述流动状态传感器输出流动状态值；以及EHT管理系统。EHT管理系统可包括控制器，所述控制器连接至EHT电路以便选择性地使EHT电路通电。控制器可以连接至温度传感器以接收温度值，并连接至流动状态传感器以接收流动状态值。控制器可被配置为执行EHT管理程序，所述EHT管理程序包括以下步骤：接收温度值；接收流动状态值；以及利用所述温度值和/或所述流动状态值来确定是否使EHT电路通电。附图说明图1是根据本专利技术一些实施方式的电加热痕迹(EHT)控制系统的示意图。图2是包括在图1的EHT控制系统中的热迹线电缆的示意图。图3是包括在图1的EHT控制系统中的温度传感器的示意图。图4是根据本专利技术的另一个实施方式的EHT控制系统的示意图。图5是根据本专利技术的另一个实施方式的EHT控制系统的示意图。图6是根据本专利技术的另一个实施方式的EHT控制系统的示意图。图7是根据本专利技术的另一个实施方式的EHT控制系统的示意图。图8是根据本专利技术的一个实施方式的EHT管理系统的流程图。图9是根据本专利技术的另一个实施方式的EHT管理系统的流程图。具体实施方式图1至图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的电加热迹线(EHT)控制系统100。EHT控制系统100可以与管道系统110一起使用，所述管道系统也可以被称为“流体输送系统”。EHT控制系统100还可包括EHT加热元件120、温度传感器130、流动状态传感器140、和EHT管理系统150。管道系统110可包括管道112和泵111。管道系统110可以输送流体115，例如石油、水、或在环境温度下可能变得更粘的任何其他物质。泵111可包括泵马达(未示出)。泵111可用于在整个管道112中泵送流体115。一些应用可能不需要泵111来使流体流动，例如流体115向下流动的重力给料应用。管道112可以被包括在较大的管道网络中。管道系统110还可以包括除了管道之外的能够存储和/或传输流体的设备，诸如储槽和/或存储容器。管道系统110可包括配件，例如转接器、弯头、联轴器、活接头、螺纹接头、异径管(reducer)、三通(tee)、四通(cross)、端盖、电动阀或机械阀、法兰，和/或与管道、储槽、存储容器等互连的其他设备。管道系统110可包括支撑结构，例如被配置为将管112保持在适当位置和/或防止管112旋转的管道锚和/或管道引导件。如将在下面进一步讨论的，管道系统110的某些元件，例如阀、法兰、管道锚和/或管道引导件，可以是管道系统中热损失的主要来源。EHT加热元件120(也称为EHT加热电路)可加热管道系统110。更具体地，EHT加热元件120可加热管道112，以便将热量传递到流体115。特别地参考图2，EHT加热元件120可包括一根或多根热迹线电缆122。热迹线电缆122(例如，热迹线电缆122A和122B)可以串联和/或并联耦合在一起，使得所有热迹线电缆122一致地被通电或不通电。如图1所示，温度传感器130可放置在管道112中的一个管道的外部上，并且耦合至包括控制器152的EHT管理系统150。温度传感器130可以无线地(例如，使用WiFi或Zigbee)连接到控制器152，或者使用有线连接(例如，三线连接)耦合到控制器152。在一些实施方式中，无线传感器的网络可以使用网格通信协议与控制器152通信。温度传感器130可以是电阻温度计、电阻温度检测器、或其他能够检测温度的适用传感器。温度传感器130可以输出温度值。该温度值可以是管道112中的一个或多个管道的温度的近似值。如将在下面结合图7描述的，在一些实施方式中，温度传感器130可以是线性温度传感器，例如分布式温度感测(distributedtemperaturesensing,DTS)系统。DTS系统可以包括光纤，所述光纤被配置为在沿着光纤的长度的多个数据点处感测温度。光纤可以布置在整个管道系统110中。更具体地，光纤可以布置在管112的外表面上。在一些实施方式中，光纤可以布置在管道112内。在这些实施方式中，温度传感器可包括独立的信号控制器，所述独立的信号控制器被配置为向光纤提供激光源并处理来自光纤的信号，以便确定沿着光纤的各个位置处的多个温度值。另选地，控制器152可以提供信号控制器的功能。在一些实施方式中，温度传感器130可以定位在管道系统110附近，而不是在管道112中的一个管道的外部上，以便测量环境空气温度。温度传感器130可放置为使得由温度传感器感测的温度与管道系统110附近的环境温度相关。温度传感器130可以替代地是位于管道系统110的地理区域(例如，邮政编码)内的远程传感器。可以通过天气监视服务(例如AccuWeatherTM)监视远程传感器。在一些实施方式中，可以使用多个温度传感器来监视管道系统110中和/或管道系统110附近的不同位置处的多个温度。如图1和图3所示，EHT控制系统100可包括布置在不同位置处的多个温度传感器。为了简单起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与管道系统一起使用的电加热迹线控制系统，所述电加热迹线控制系统包括至少一个管道并且能够输送流体；所述电加热迹线控制系统包括：/n电加热迹线电路，所述电加热迹线电路用于加热所述管道系统的至少一部分；/n温度传感器，所述温度传感器输出温度值；/n流动状态传感器，所述流动状态传感器输出流动状态值；/n电加热迹线管理系统，所述电加热迹线管理系统包括控制器，所述控制器连接至所述EHT电路以选择性地使所述EHT电路通电；所述控制器连接至所述温度传感器以接收所述温度值；并且所述控制器连接至所述流动状态传感器以接收所述流动状态值；所述控制器被配置为执行EHT管理程序，所述EHT管理程序包括以下步骤：/n接收所述温度值；/n接收所述流动状态值；以及/n停止以基于所述温度值和所述流动状态值来使所述EHT电路通电。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181207 US 62/776,9021.一种用于与管道系统一起使用的电加热迹线控制系统，所述电加热迹线控制系统包括至少一个管道并且能够输送流体；所述电加热迹线控制系统包括：
电加热迹线电路，所述电加热迹线电路用于加热所述管道系统的至少一部分；
温度传感器，所述温度传感器输出温度值；
流动状态传感器，所述流动状态传感器输出流动状态值；
电加热迹线管理系统，所述电加热迹线管理系统包括控制器，所述控制器连接至所述EHT电路以选择性地使所述EHT电路通电；所述控制器连接至所述温度传感器以接收所述温度值；并且所述控制器连接至所述流动状态传感器以接收所述流动状态值；所述控制器被配置为执行EHT管理程序，所述EHT管理程序包括以下步骤：
接收所述温度值；
接收所述流动状态值；以及
停止以基于所述温度值和所述流动状态值来使所述EHT电路通电。


2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述管道系统包括泵，所述流量传感器耦合至所述泵，并且其中所述流动状态值包括所述泵的操作参数的值。


3.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述泵的所述操作参数包括马达速度、电流值、或指示所述泵是否正在运行的布尔值中的至少一者。


4.根据权利要求3所述的控制系统，其中基于所述温度值和所述流动状态值确定不使所述EHT电路通电包括：
确定所述温度值不高于预定温度设定点；以及
确定所述流动状态值高于预定流动状态设定点。


5.根据权利要求1所述的EHT控制系统，其中所述EHT管理程序还包括从第二传感器接收第二温度值，并且其中确定不使所述EHT电路通电包括：
确定所述温度值不高于预定温度设定点；
确定所述第二温度值不高于所述预定温度设定点；以及
确定所述流动状态值高于预定流动状态设定点。


6.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述流动状态传感器连接至过程自动化系统，所述过程自动化系统还耦合至所述控制器。


7.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述EHT电路包括至少两根热迹线电缆，所述至少两根热迹线电缆连接在一起并且被配置为被一致地通电或不通电。


8.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述温度值是所述管道系统的环境空气温度。


9.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述温度传感器耦合至所述管道系统中所包括的管道，并且所述温度值是所述管道的温度。


10.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述EHT管理程序还包括以下步骤：
确定所述温度值不高...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·托马斯，D·考艾特，W·科里尔，
申请(专利权)人：恩文特服务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH