集肤效应电伴热

集肤效应电伴热培训 2007
上海新冠伴热工程有限公司 SHANGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD.
集肤效应伴热带
1、产品结构原理：发热电缆发热串联型伴热带 2、使用特性：按管线长度安装 3、适用场合：长距离输送管线 4、单电源点供电长度：3000M~10000M左右 5、输出功率：供电电压越高，输出功率越大， 可达66(150)W/M。可采用高压供电，大大提高功 率输出，减少伴热带用量。 6、供电电压：最高达5000VAC
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伴热比：
恒功率伴热带：如果只考虑伴热效果，而不重点 考虑加热效果（时间为：72小时以上），如果采 用国外伴热带一根输油管线敷设一根伴热带。如 果重点考虑加热效果（时间为：8-16个小时）， 伴热比就会为2，投资成倍增加。 如果采用国内伴热带产品，伴热比会更高（也就 是说一根输油管线会敷设更多根伴热带）。 集肤效应：伴热比为1的情况下，伴热和加热效 果均能实现用户要求。
集肤效NGHAI NEW CROWN HEAT TRACING ENGINEERING CO.，LTD.
而集肤效应加热系统的工作原理则是基于 集肤效应和邻近效应两种物理现象。加热 装置是采用专门设计、制造的，耐腐耐热、 绝缘的集肤效应导线，穿过一个被称为 “热管”的碳钢管道（碳钢管道的厚度大 于集肤深度），导线和热管的一端相连接， 另一端则分别与交流电源相连接。
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电源接线盒：位于集肤效应加热系统回路 的电源端，供电从电源接线盒进入，并从 电源接线盒引出至热管。盒体外有一个端 子可作为系统接地。
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拉线盒/中间接线盒：这两个组件可以合为 一体。在热管一定长度上设置一个拉线盒/ 中间接线盒，易于集肤效应导线的穿线施工。 拉线盒/中间接线盒可按集肤效应导线不同 的膨胀/收缩来确定规格。外形与物料管线 相匹配，并用垫片、螺栓盖提供防水保护。 如长输管线在标高变化、方向变化时，允许 采用不同类型的拉线盒/中间接线盒以使热 管跨越物料管线。
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由于以上产品自身的特点，伴热带系统在 应用、安装、控制、维护和造价上有很大 的区别。 以下就东明石化10公里原油输送管线的 设计要求（管经 DN300、介质维护温度 45*C 解冻时间 8-16小时）比较这两种伴 热方式：
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典型电伴热性能比较
集肤效应 & 恒功率
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终端接线盒：终端接线盒被设计和制造成 可将集肤效应加热导线与热管便于连接到 一起，使电流通过热管的内壁表面流回到 电源接线盒。盒体外有一个端子可作为系 统接地。
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供电回路：
恒功率伴热带：按新冠公司产品计算，伴 热带最长1250米一个电源点，需有(4)个 供电点。 集肤效应：新冠公司设计两个电源点，两 端供电。或考虑车站供电电价较高，采用 车站供电点的变压器功率尽量小，伴热带 尽量短，运行费用会大幅降低。
电源接线盒、拉线盒、中间接线盒和终端 接线盒是构成集肤效应加热系统整体不可 或缺的组成部分，与热管一样是传输电流 的部件。因此，这些组件必须是厚壁的铁 磁性材料并与热管焊接，以保证集肤效应 加热系统电路的连续性。
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理想中（上图）电子在导体中以平均分布的方式传导流通，集肤效应 （上图）则是电子集中在导体的近外肤位置上流通，使横切面的核心 部位呈现空泛状态，进而使电流处送量减少。
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4、管理、维护费用和运营费用： 恒功率伴热带：4台变压器、8套控制系 统，多一个伴热比，维护量和能耗就会增 加一倍。 集肤效应：2台变压器，2套控制系统， 管理简单，维护、运营费用低。
系统在热管内产生的热能是电流在热管的 内表面流回时通过阻抗产生的，而热管的 表面是没有电流或电压的。
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绝缘导线是集肤效应伴热系统的核心。该 导线是符合用户伴热环境专业设计的，带 有电介绝缘层和耐磨损外护套层的，专门 适用于特殊项目应用的产品。对于防冻和 低温应用，可使用带聚烯烃外护套的镀锡 铜导线。而带有含氟聚合物外护套的镀镍 铜导线，则在高温应用条件下，显现出更 好的高温特性、柔韧性和耐久性。
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伴热比和供电点的多少，直接影响用户 的投资、安装、管理、维护、运行费用、 以及故障率……等。以下会逐个说明。
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1、投资：
恒功率伴热带：如果采用四台变压器供电，就需 随管线架设一条高压电缆，用户的投资包括伴热 方面的直接投资和高压电缆附设的投资总和。 伴热比为1的设计和投资是最合理和经济的。否 则每增加一个伴热比，设计就会随之复杂化，伴 热带及其所属附件的投资就会成倍增加。 集肤效应：只需两台变压器和伴热比为1，达到 设计最合理，投资最经济。
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3、故障率：
恒功率伴热带：试想一根输油管线缠满了 伴热带，会有多少电源接线盒、多少接点， 故障率也就可想而知。同时给控制也带来 了更多的复杂性。复杂本身就存在着故障 的隐患。 集肤效应：接点少、一根伴热电缆，故障 率少，控制简单。
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需要说明的是，伴热领域目前有四种情况：
a、装置区内，复杂管线——多采用自调 控伴热带； b、装置与装置之间，短距离管线1—3 公里——采用恒功率伴热带； c、 码头与厂区之间，长距离管线3—10 公里以上——采用集肤效应伴热系统； d、储罐、储槽的伴热——采用柔性板。
集肤效应电伴热 培训
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集肤效应（又称趋肤效应）是指导体中有交 流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分 布不均匀的一种现象。随着与导体表面的距 离逐渐增加，导体内的电流密度呈指数递减， 即导体内的电流会集中在导体的表面。从与 电流方向垂直的横切面来看，导体的中心部 分电流强度基本为零，即几乎没有电流流过， 只在导体边缘的部分会有电流。简单而言就 是电流集中在导体的“皮肤”部分，所以称为 集肤效应。产生这种效应的原因主要是变化 的电磁场在导体内部产生了涡旋电场，与原 来的电流相抵消。
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2、安装：
恒功率伴热带：随着供电点和伴热比的增加， 现场施工难度、施工时间以及出错率都会大 幅增加。伴热电缆在上保温前暴露在十公里 野外，易损伤、变形、被窃等。上保温材料 后容易造成完工效果与设计效果有差异。 集肤效应：可提前预制热管和保温，现场施 工只需将伴热电缆穿入热管和简单的接线， 大大减少了野外工作量。
与传统的电阻式伴热材料在长输管线上的 应用相比，集肤效应伴热系统提供了一个 更为经济的伴热选择，并且减少了对庞大 供配电系统的需求。从一个电源点可以对 长达25公里的管线进行伴热。多功能的 集肤效应伴热系统是物料输送管线温度维 持、防冻和加热应用选择的理想方案。
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集肤效应——最早在1883年贺拉斯· 兰姆的一份论 文中提及，只限于球壳状的导体。1885年，奥利 弗· 海维赛德将其推广到任何形状的导体。集肤效 应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加， 并导致导线传输电流时效率减低，耗费金属资源。 邻近效应——当高频电流在两导体中彼此反向流 动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导 体邻近侧流动的一种特殊的物理现象。
恒功率伴热带
1、产品结构原理：电阻丝发热串联型伴热带 2、使用特性：按管线长度安装 3、适用场合：装置间输送管线 4、单电源点供电长度：500M~3000M左右 5、输出功率：输出功率恒定，最大供电电压 600VAC，对于较大热损失的管线，必须增加伴 热比，才能达到高功率输出。 6、供电电压：600VAC
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当给集肤效应加热系统通电时，电流从导 线的一端到达导线的另一端，在集肤效应 和邻近效应的作用下，通过热管返回的电 流被集中在热管的内壁表面。这种电磁感 应作用，使流经热管的电流只能集中在热 管的内壁表面，而实际上在热管的外表面 是没有可测电压的。电流流经热管内壁表 面时，通过阻抗发热，产生加热温度。