[实用新型]原油长输管道电热膜安全加热系统

说明书

技术领域

本实用新型是原油管道停输时杜绝凝管的原油长输管道电热膜安全加热系统。涉及管道系统技术领域。

背景技术

我国大口径长距离热输原油管道在整个石油输送管道中占有十分重要的地位，随着国民经济对石油的依赖越来越大，石油运输的安全性在整个石油运输中已经占有十分重要的地位。我国所产原油大多为含蜡或高粘稠油，管道运输均需采用加热方式以降低粘度和防止发生凝管事故，在管道加热站点之间的管道温度随着距离的延长不断下降，为了保证管道的安全，进站温度一直保持在凝点3度以上，虽然可以在停输时保持一段时间(目前为24小时)不发生凝管，但也存在两个问题，一是在时间较长时不能保证管道的安全，二是为了保证进站温度在平时运行时管道的温度较高，浪费了大量的能源，消耗掉了大量的燃料油。

虽然在近年来国内进行了含蜡原油添加降凝剂，重质原油采用稀释输送、乳化输送等技术，但还没有能从根本上解决长输管道的加热输送问题，同时在技术推广上也遇到一系列问题，因此，在我国大部分原油长输管道上还将采取加热输送的运行方式。

电热膜加热技术是目前加热效率最高的加热方式之一，其主要特点是电热转换效率高，传热面积大，发热温度低，使用寿命长，可靠性和安全性好。该技术属于在电加热技术领域中的新兴技术，可以广泛应用于军工、石油化工、建筑、机械以及民用等领域。目前就有用于原油开采的井口采油和烧原油锅炉的进油管电热膜加热技术，且有多项专利。但这些技术只适用于几米至十几米短距离的原油管加热，结构也较为复杂。对于长输原油管道这种特殊对像而言，由于一般而言管径较大、距离较长、埋地且管道上都加有阴极保护系统，这些技术就不能适用，所以至今还未运用于原油长输管道。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种原油长输管道停输时防止凝管的安全、可靠、效率高、经济的原油长输管道电热膜安全加热系统。

原油长输管道在运行过程中一直遵循进站温度高于原油凝点3度以上的规定，主要是为了确保在管道停输后在一段时间内不发生凝管事故。凝管的危险主要发生在进站段的几公里范围内，如果能够在最危险的管段即进站段预先设置加热保温系统，杜绝停输时危险管段管道的凝管，不但可以提高停输时的安全性，同时可以在正常运行时降低运行温度，从而降低管道的运行成本。

电热膜加热技术虽然是成熟的技术，但在原油长输管道上应用还有许多要解决的问题，如电热膜与现有防腐系统的藕合问题，即电热膜输油保温系统对管道防腐涂层不造成负面影响；电热膜保温材料和防腐涂层之间的结合强度符合国家长输管道规范的有关要求；使用直流电源进行加热，对阴极保护不造成影响；电热膜涂层在大型管道中的施工工艺问题；对防腐涂层与管道之间的绝缘电阻的要求等。

鉴此，本电热膜安全加热系统是：将电热膜3涂覆在进站段管道1的外防腐层2和防水层4之间；在管道1上按所需加热功率确定的等距离分段设为一个加热单元，每个加热单元两端接有电极5，接向电源。

具体是将稀土电热膜3涂覆在进站段管道1的无溶剂液态环氧涂料外防腐层2和无溶剂液态环氧涂料防水层4之间，稀土电热膜3与管道1之间的绝缘电阻在400MΩ以上；电热膜3在管道1上等距离地设为多个加热单元，每个加热单元两端接有电极5，由电源线6将加热单元两两并联连接，每两个加热单元设置埋地变压器和整流器一套，输出直流电压加在加热单元上，干线电源与并联的多个埋地变压器连接。

其中一个加热单元的长度、所加电压和电流的值，在电热膜产生的热量保证原油管道内原油温度高于凝点3℃的前提下，根据原油管道的管径、地温、输量，计算出每米管道的散热量，进而确定每米管道的补偿功率；至于一个加热单元的长度、所加电压和电流的值，则可据电热膜的电导率计算出每米管道的体电阻，由此即可选择一个加热单元的长度、所加电压和电流的值，一般而言，一个加热单元的长度大约在50m-100m，所加电压约为80-100V，所加电流约为100-150A。实际上补偿功率可通过调整所加电压予以随机调整，以应对可能变化的加热系统。

其中各个加热单元的电热膜3之间留有间隙，彼此保持绝缘，这个间隙一般在1厘米左右。

其中每个加热单元两端的电极5为圆箍状铜带，套在管道1外涂覆的电热膜3上，在铜带与电热膜3之间加一层导电银浆后紧固铜带。

其中干线电源使用220-1000V交流电压供电，埋地变压器为输出电压可调式。