管道集膚效應電伴熱

管道集膚效應電伴熱技術是一種新型金屬管道加熱方法，英文譯作 Skin Elecric Corrent Tracing法，簡稱SECT法。此種技術加熱效率極高，適應所有金屬輸液管道的伴熱和加熱，在長輸管線伴熱方面具有無可替代的優勢，而且具有結構簡單、安全可靠、與輸液管道同壽命、安裝維修方便等優點。因此在國內外得到高度重視、廣泛應用。

SECT集膚效應電伴熱技術因其多數應用在較大規模工程上，技術難點較多，所以推廣速度較慢。本公司在80年代即開始SECT集膚效應電伴熱技術應用研究，且完成了許多典型案例，創造性地解決了工程安裝中眾多技術難題，使得該項技術在我國得以全面發展，在“一帶一路”建設中也建立了優異業績。

集膚熱流示意圖

SECT的原理基于交流電的集膚效應和鄰近效應。所謂集膚效應，就是當交流電通過碳鋼導體時電流逐漸趨膚在導體表面的一種現象。而鄰近效應是一對通以反向等電流電體間的一種電磁現象。在加熱管中的電纜和加熱管間通過電流時，加熱管上電流逐漸趨膚在加熱管內壁，產生焦耳熱來滿足伴熱的需要。集膚效應電伴熱系統產生焦耳熱主要來自三部分：

1.加熱管上通電流時，加熱管上發出的熱（主要熱量來源）；

2.加熱管內部電纜產生的熱；

3.加熱管內磁滯損耗產生部分熱。

在一個集膚效應裝置中，絕緣導線（SECT線）穿過具有強磁性的鋼管并與鋼管尾端相連接。鋼管的首端與絕緣導線分別接電源的零線和相線，施以工頻或中頻交流電壓，電流通過導線和鋼管形成回路產生焦耳熱。由于鋼管的尺寸、材質、交流電頻率之間存在一定的關系，交流電并非均勻的流經鋼管截面，而是集中流過其內表面起的某一深度內，且電流密度按指數規律減少，在鋼管外表面電壓電流幾乎為零，所以并不存在安全問題。因此可以將SECT管直接焊接在輸送管上，使之成為高效熱源。

SECT管產生的熱量通過焊縫及導熱膠泥迅速傳給輸送管，起到伴熱作用。

由于SECT管與輸送管相焊接，導熱很好，使SECT管與輸送管之間溫差僅在5-10℃以內，（參見集膚熱流示意圖）為了防止管道帶靜電及感應干擾，每隔一定距離在SECT管設有接地，當一根SECT管發熱量不夠時，可按二根或多根設計。

集膚伴熱系統 熱平衡圖

1.管道集膚電伴熱技術特點

1）適應性強、應用范圍廣

適用于不同敷設方式（地下直埋、水下敷設、地面架空）和應用場景（工廠、礦山、野外管輸站場等嚴苛工作場所）。

2）安全可靠、安裝維修方便

伴熱管采用鋼管強度大、密封嚴，有較好的保護作用。伴熱電纜采用耐高溫的氟塑料電纜，伴熱管由于集膚效應自身形成絕緣結構，使輸液管和伴熱管外表面不帶電，輸液管每千米左右做一安全接地，接地電阻不大于4Ω，保證輸液管始終是零電位，做到安全可靠。與其他電伴熱方式比較，集膚效應伴熱方式維護檢查方便，其正常運行時幾乎無需維護保養。一旦出現故障，也可以很方便地找出故障點。只要將故障點兩端的接線盒打開，將損壞電纜拉出來，更換一條即可。而采用其他伴熱帶時，如有一點發生問題，整條伴熱線全部拆除且需要破壞保溫層才能修復。

3）節約能源，加熱效率高

集膚效應伴熱屬于等溫加熱法，加熱均衡且效率很高，不會出現局部過熱現象，隨著管輸距離的加長提高電壓即可。與普通加熱電纜相比節能可達35%以上；與蒸汽伴熱相比節能可達80%以上。

4）可以實現自動化控制

控制、保護屏均可安裝在監控室內，內設短路、過流等常規保護裝置，并可通過溫度傳感器實現溫度的準確調節，實現自動化、智能化控制，做到無人值守，滿足現代化管理的要求。

5）可以實現提前預制

輸液管與伴熱管焊在一起，外面加上保溫層和保護殼，以上工序可在廠內預制加工，既方便施工，又可保證工程質量。

6）抗拉強度、抗機械損傷能力高。

2.管道集膚效應電伴熱帶型號說明

JFRDC-□-5~90

JFRDC：集膚電纜

□：絕緣層代號，J2~J4

5~90：標稱截面 mm2

3.管道集膚效應電伴熱產品主要技術參數

標稱截面：5-90mm2

絕緣護套：2~5層；

電源電壓：220~35000V；

工作電壓：0.3~15kV;

工作頻率：50~4000Hz;

絕緣電阻：≥2500MΩ（20℃）;

工作溫度：-40~500℃

最小彎曲半徑：260mm；

加熱功率：3~270W/m

4.適用場所

集膚效應電伴熱系統非常適于長距離管線的加熱、防凍和溫度維持。伴熱距離可長達20km以上，且僅需單端供電而無須并行供電回路。特別適合野外現場的嚴苛條件和應用場景，可以穿越標高多變的地形環境。（與特點1基本相同）