一种管道防冻自控伴热电缆系统技术方案

本发明专利技术涉及电伴热保温领域，尤其涉及一种管道防冻自控伴热电缆系统，包括：管道伴热单元，用以为目标管道提供热能；信息采集单元，用以采集需检测信息；分析控制单元，用以在第一分析控制条件下开启第一电伴热模块并根据环境温度确定管道伴热单元的工作模式，以及根据目标管道输入端液体流速或目标管道的流速确定第二电伴热模块的开启数量；补偿调节单元，以根据目标管道的各振动检测点的振动频率确定单个第二电伴热模块是否开启以及加热温度，以及根据单个第一电伴热模块两端的第二电伴热模块的开启数量调节第一电伴热模块的加热温度；本发明专利技术提高了管道电伴热系统的伴热保温效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种管道防冻自控伴热电缆系统


[0001]本专利技术涉及电伴热保温领域，尤其涉及一种管道防冻自控伴热电缆系统。

技术介绍

[0002]管道电伴热是一种利用电加热方式来保持管道温度的方法。在一些需要保持管道温度的场合，如输油管道、化工管道、冷却水管道等，如果管道温度过低会导致流体凝固或结晶，或者管道内的介质无法满足工艺要求，这就需要采用管道电伴热技术。但是针对管道进行电伴热保温时，电能损耗很大，因此如何针对管道内液体的实际情况对电伴热装置进行对应调节，是当下人们亟待解决的问题。
[0003]中国专利公开号CN103883834A公布了一种单芯串联电伴热系统，包括：一根被加热管道，其特征在于在被加热管道的外侧壁上均匀布置有三根平行的铁磁性管道，三根铁磁性管道内分别穿设三根单芯串联电加热带，三根单芯串联电加热带的一端连接电源盒，三根单芯串联电加热带的另一端连接尾端盒。由此可见，所述一种单芯串联电伴热系统存在以下问题：无法根据管道内部液体实际流动情况以及环境影响因素对电伴热系统进行针对性调节，导致电能损耗高且电伴热效率差。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种管道防冻自控伴热电缆系统，用以克服现有技术中电伴热系统无法根据管道内液体实际流动情况进行针对性调节导致的电伴热系统的加热效率差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种管道防冻自控伴热电缆系统，包括：管道伴热单元，其与目标管道相连，包括间隔设置于目标管道表面的若干第一电伴热模块以及若干第二电伴热模块，用以为目标管道提供热能；信息采集单元，其与所述管道伴热单元相连，用以采集目标管道的需检测信息，需检测信息包括目标管道内液体流速、环境温度、目标管道输入端液体流速以及管道振动频率；分析控制单元，其与所述信息采集单元以及所述管道伴热单元相连，用以在第一分析控制条件下根据环境温度确定管道伴热单元的工作模式，以及根据目标管道输入端液体流速或目标管道内液体流速确定第二电伴热模块的开启数量；补偿调节单元，其分别与所述管道伴热单元、所述信息采集单元以及所述分析控制单元相连，用以根据目标管道的各振动检测点的振动频率确定单个第二电伴热模块的加热温度，根据单个第一电伴热模块两端的第二电伴热模块的开启数量调节第一电伴热模块的加热温度，以及控制第一电伴热模块采用启停轮换工作模式；其中，所述第一分析控制条件为环境温度小于预设环境温度标准。
[0006]进一步地，所述管道伴热单元包括：若干所述第一电伴热模块，其通过第一电伴热线路为目标管道进行加热，所述第
一电伴热线路螺旋状缠绕安装于目标管道表面；若干所述第二电伴热模块，其通过第二电伴热线路为目标管道进行加热，所述第二电伴热线路螺旋状缠绕安装于目标管道表面，其中，每两个所述第一电伴热模块的加热管道段之间设有不少于两个第二电伴热模块；保温层，其设置于目标管道的外表面，用以通过包覆所述第一电伴热模块以及所述第二电伴热模块将热量传导至目标管道，并阻隔目标管道的热量流失；其中，所述第一电伴热线路针对目标管道的加热长度大于第二电伴热线路的针对目标管道的加热长度。
[0007]进一步地，所述分析控制单元在所述第一分析控制条件下根据环境温度与预设环境温度标准的温度差值确定管道伴热单元的工作模式，包括仅开启第一电伴热模块，仅开启第二电伴热模块，以及同时开启第一电伴热模块和第二电伴热模块。
[0008]进一步地，所述分析控制单元在第二分析控制条件下根据目标管道输入端液体流速确定第二电伴热模块的段内开启数量，或根据各流速检测装置检测到的液体流速确定对应区域的第二电伴热模块的段内开启数量；其中，所述第二电伴热模块的开启数量与所述目标管道输入端液体流速为负相关关系；其中，段内开启数量为两相邻第一电伴热模块之间开启加热的第二电伴热模块的数量；其中，所述第二分析控制条件为所述分析控制单元判定同时开启第一电伴热模块和第二电伴热模块。
[0009]进一步地，所述分析控制单元在第三分析控制条件下计算流速检测装置单个分析周期内检测到的液体流速差值，若液体流速差值大于预设液体流速差值，则开启对应区域的第二电伴热模块或将第二电伴热模块的加热温度调高，且流速检测装置对应区域的第二电伴热模块的开启数量与液体流速差值为正相关关系；其中，所述第三分析控制条件为管道输入端液体流速小于预设最小输入端液体流速。
[0010]进一步地，所述分析控制单元在流速检测装置检测到的液体流速为0或高于流速阈值时，控制该流速检测装置对应区域的全部第二电伴热模块开启加热。
[0011]进一步地，所述补偿调节单元在第一伴热控制条件下提取各振动检测装置单个分析周期内检测到的初始振动频率和终止振动频率的频率差值，并根据频率差值确定振动检测装置对应的第二电伴热模块的启停；若频率差值大于预设参考频率差值，补偿调节单元判定开启振动检测装置对应的第二电伴热模块；其中，所述第一伴热控制条件为所述分析控制单元判定仅第一电伴热模块开启，所述初始振动频率为分析周期开始时振动检测装置检测到的目标管道的振动频率，所述终止振动频率为分析周期结束时振动检测装置检测到的目标管道的振动频率。
[0012]进一步地，所述补偿调节单元在第二伴热控制条件下根据所述频率差值确定对应的第二电伴热模块的加热温度；其中，所述第二伴热控制条件为频率差值大于预设参考频率差值。
[0013]进一步地，所述补偿调节单元在第一电伴热模块两端的第二电伴热模块的开启数
量为第一预设开启数量时，提高第一电伴热模块的加热温度；在所述开启数量小于第一预设开启数量时，降低所述第一电伴热模块的加热温度，或根据开启数量调节第一电伴热模块的运行模式；其中，所述第一预设开启数量为单个第一电伴热模块两端的第二电伴热模块全部开启对应的数量。
[0014]进一步地，所述补偿调节单元在所述开启数量处于调节数量范围时，控制第一电伴热模块采用启停轮换工作模式；启停轮换工作模式下，第一电伴热模块周期性切换开启加热和停止运行的工作状态，且加热和停止运行的时长相同，加热和停止运行的时长与第二电伴热模块的开启数量为正相关关系；所述调节数量范围内的数值小于第一预设开启数量并大于0。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术中所述管道伴热单元包括第一电伴热模块和第二电伴热模块，第一电伴热模块和第二电伴热模块相邻排布设置，相比于现有的串联电伴热系统，该技术方案可实现针对不同的加热区域进行针对性加热，并且在第二电伴热模块关闭时，可以减少本专利技术电能的损耗，并且，本专利技术中分析控制单元在所述第一分析控制条件下开启第一电伴热模块并根据环境温度与预设环境温度标准的温度差值确定管道伴热单元的工作模式，根据实际情况确定是否开启第二电伴热模块，同时，第二电伴热模块的开启数量根据液体流速确定，使得第二电伴热模块的工作模式更加符合实际应用场景，进一步提高了本专利技术的电伴热效率。
[0016]进一步地，本专利技术中分析控制单元在第二分析控制条件下根据目标管道输入端液体流速确定第二电伴热模块的开启数量，输入端液体流速越大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道防冻自控伴热电缆系统，其特征在于，包括：管道伴热单元，其与目标管道相连，包括间隔设置于目标管道表面的若干第一电伴热模块以及若干第二电伴热模块，用以为目标管道提供热能；信息采集单元，其与所述管道伴热单元相连，用以采集目标管道的需检测信息，需检测信息包括目标管道内液体流速、环境温度、目标管道输入端液体流速以及管道振动频率；分析控制单元，其与所述信息采集单元以及所述管道伴热单元相连，用以在第一分析控制条件下根据环境温度确定管道伴热单元的工作模式，以及根据目标管道输入端液体流速或目标管道内液体流速确定第二电伴热模块的开启数量；补偿调节单元，其分别与所述管道伴热单元、所述信息采集单元以及所述分析控制单元相连，用以根据目标管道的各振动检测点的振动频率确定单个第二电伴热模块的加热温度，根据单个第一电伴热模块两端的第二电伴热模块的开启数量调节第一电伴热模块的加热温度，以及控制第一电伴热模块采用启停轮换工作模式；其中，所述第一分析控制条件为环境温度小于预设环境温度标准。2.根据权利要求1所述的管道防冻自控伴热电缆系统，其特征在于，所述管道伴热单元包括：若干所述第一电伴热模块，其通过第一电伴热线路为目标管道进行加热，所述第一电伴热线路螺旋状缠绕安装于目标管道表面；若干所述第二电伴热模块，其通过第二电伴热线路为目标管道进行加热，所述第二电伴热线路螺旋状缠绕安装于目标管道表面，其中，每两个所述第一电伴热模块的加热管道段之间设有不少于两个第二电伴热模块；保温层，其设置于目标管道的外表面，用以通过包覆所述第一电伴热模块以及所述第二电伴热模块将热量传导至目标管道，并阻隔目标管道的热量流失；其中，所述第一电伴热线路针对目标管道的加热长度大于第二电伴热线路针对目标管道的加热长度。3.根据权利要求1所述的管道防冻自控伴热电缆系统，其特征在于，所述分析控制单元在所述第一分析控制条件下根据环境温度与预设环境温度标准的温度差值确定管道伴热单元的工作模式，包括仅开启第一电伴热模块，仅开启第二电伴热模块，以及同时开启第一电伴热模块和第二电伴热模块。4.根据权利要求3所述的管道防冻自控伴热电缆系统，其特征在于，所述分析控制单元在第二分析控制条件下根据目标管道输入端液体流速确定第二电伴热模块的段内开启数量，或根据各流速检测装置检测到的液体流速确定对应区域的第二电伴热模块的段内开启数量；其中，所述第二电伴热模块的开启数量与所述目标管道输入端液体流速为负相关关系；其中，段内开启数量为两相邻第一电伴热模块之间开启加热的第二电伴热模块的数量；其中，所述第二分析控制条件为...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛杨，陈猛，耿向前，
申请(专利权)人：上海电气集团腾恩驰科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：