一種主動補償保溫方法及管道保溫結構的制作方法
【專利摘要】一種主要用于熱氣體輸送管道保溫的主動補償保溫方法及實現該方法的管道保溫結構，在管道表面與保溫層之間或管道保溫層內設置電磁感應線圈，管道作為電磁感應發熱體，計算或測量管道保溫熱損失，電磁感應加熱量補償管道保溫熱損失量的10％至90％，適用于管道內流體溫度介于200℃-1000℃之間的管道保溫，解決已有的熱氣體傳輸管道有保溫成本高、熱平衡時間長、熱氣體二次加熱投資大、可靠性低、運行成本高的缺點。
【專利說明】一種主動補償保溫方法及管道保溫結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于熱氣體輸送管道保溫的主動補償保溫方法，以及實施該方法所使用的管道保溫結構，主要用于熱氣體輸送管道等保溫管道的保溫。
【背景技術】
[0002]在已有的管道保溫方法及結構中，采用控制熱損失的方法是盡可能的增大保溫結構的熱阻，減小通過保溫層的熱散失，這樣做對于常規的需要保溫的流體而言是足夠的。
[0003]對于低溫管道，出于防結凍或流體流動性下降而采用電伴熱或蒸汽伴熱放熱方法，預防溫度過低而帶來的問題。如中國專利CN201020129950所披露的《一種海底管道集膚效應電伴熱保溫結構》，利用在輸送鋼管的外壁上采用雙面斷焊方式設置伴熱管，并在伴熱管內穿入連接高頻電源的電纜，利用電纜集膚效應發熱，逐級傳熱給伴熱管、管道、管內流體，并在輸送鋼管和外護鋼管之間設置有聚氨酯泡沫保溫層，以伴熱管結合聚氨酯泡沫保溫層的鋼套鋼結構為技術要點，保證輸送管線的溫度，以期達到降低所輸送混合流體粘稠度目的。這是在低溫范圍的伴熱方法，但也存在發熱點線集中，傳熱不佳等問題，難以用于中高溫范圍。
[0004]對于中高溫的熱氣體輸送管道，常見于化工工藝管道，溫度往往大于400°C，氣體極低的比熱容對熱損失極為敏感，溫降不好控制，化工工藝往往對于傳輸過程的溫度降有嚴格的限制，溫度降過大，會引起熱氣體的各種理化變化，或不能滿足下步工序的反應溫度。
[0005]對于熱氣體輸送熱損失過大而采取的補救措施，通常采用再加熱的方式，而通常的加溫措施因空間原因、工藝原因并不能滿足實際需要，并帶來加熱系統、控制系統的投資增加、全系統可靠性降低、運行成本上升，所以，熱氣體管道保溫只能不計成本的滿足工藝要求，在這類管道中，保溫成本通常會急劇上升。
[0006]熱氣體輸送管道作為系統的一部分，通常參與全系統的工藝，管道冷態開車時，需要熱氣體烘熱管道，相對于金屬管道及保溫材料，熱氣體極低的比熱容使管道整體達到熱平衡時間極長，熱氣體溫度處于緩慢升高狀態中，拖累整個系統的正常開車時間，經濟性很差。
[0007]綜上所述，已有的熱氣體輸送管道有保溫成本高、熱平衡時間長、熱氣體二次加熱投資大、可靠性低、運行成本高的缺點。
【發明內容】
[0008]本發明目的是提供一種主動補償保溫方法及管道保溫結構，以解決現有技術的熱氣體輸送管道保溫成本高、熱平衡時間長、熱氣體二次加熱投資大、可靠性低、運行成本高的缺點。
[0009]本發明的技術方案是:一種主要用于熱氣體管道保溫的主動補償保溫方法，包括以下步驟:
[0010]A、在管道表面與保溫層之間或管道保溫層內設置電磁感應線圈，管道作為電磁感應發熱體。
[0011]B、計算或測量管道保溫熱損失，電磁感應加熱量補償管道保溫熱損失量的10%至90%。
[0012]一種實現所述的主動補償保溫方法的管道保溫結構，包括管道、保溫層，在管道表面與保溫層之間或保溫層內設置電磁感應線圈，管道為電磁感應發熱體。
[0013]所述的主動補償保溫方法及管道保溫結構，電磁感應線圈的工作頻率為IkHZ-1OOkNZ。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]1、減小熱氣體輸送管道的溫降，有利于保持熱氣體的溫度，同時降低熱氣體輸送管道的保溫成本；
[0016]2、縮短管道系統的熱平衡時間，有利于使用熱氣體輸送的系統穩定，降低運行成本；
[0017]3、不再需要熱氣體二次加熱系統，避免二次加熱投資大、可靠性低、運行成本高等缺點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]附圖1是電磁感應線圈設置于管道表面與保溫層之間的管道結構圖。
[0019]附圖2是電磁感應線圈設置于保溫層內的管道結構圖。
【具體實施方式】
[0020]參見附圖1，電磁感應線圈I設置于在管道2表面與保溫層3之間，感應線圈的接出線11和12接感應電源。
[0021]參見附圖2，電磁感應線圈I設置于管道保溫層3內，感應線圈的接出線11和12接感應電源。
[0022]電磁感應線圈I為電磁感應源，管道2作為電磁感應發熱體。
[0023]實施方法過程:
[0024]在管道2表面與保溫層3之間或管道保溫層3內設置電磁感應線圈1，管道2作為電磁感應發熱體；根據保溫層3的材料參數和管道2內流體參數計算或測量管道保溫熱損失，控制調整電磁感應線圈I的感應電源功率，補償管道保溫熱損失量的10%至90%。
[0025]針對不同的管道2材質和壁厚，以及管道2的工作溫度和流體特性，電磁感應熱補償元件I的工作頻率為IkHZ-1OOkNZ。
[0026]在管道2冷態時，可通過電磁感應線圈I加熱管道2，管道2熱擴散加熱保溫層3，使整個保溫結構達到熱工作狀態，在作為預熱管道用途上，電磁感應線圈I的加熱能力應大于正常工作時的熱補償能力，即增加電磁感應線圈I的電熱功率冗余，以獲得完全的預熱效果和縮短預熱時間，一般情況下，電磁感應線圈I的電熱功率冗余應不低于正常工作電熱能力的120%。
[0027]在實際中，本發明適用于管道2內流體溫度介于200°C -1000°C之間的熱氣體傳輸管道。對于管道2內流體溫度介于200°C至600°C的保溫結構，附圖1給出的結構是最佳的；對于管道2內流體溫度介于600°C至1000°C的保溫結構，附圖2給出的結構是最佳的，具體應根據情況做出選擇。
[0028]本發明和已有技術的明顯區別是:組成管道保溫結構的不只是管道和保溫材料，還有主動補償管道保溫熱損失的電磁感應加熱裝置，可以對管道內傳輸流體的熱損失進行補償，大大降低了流體溫度的不可控，并且管道還作為發熱體，感應發熱均勻，沒有溫度極高點，安全可靠，對于一些采用線加熱的管道熱補償裝置易出現溫度極高點、易出現安全可靠性問題的方法，是一個進步。在實際應用中，可以靈活調整感應線圈的繞線方法以及感應電源功率，還能實現更廣泛的工藝要求。
【權利要求】
1.一種主要用于熱氣體管道保溫的主動補償保溫方法，其特征在于:包括以下步驟: A、在管道表面與保溫層之間或管道保溫層內設置電磁感應線圈，管道作為電磁感應發熱體。 B、計算或測量管道保溫熱損失，電磁感應加熱量補償管道保溫熱損失量的10%至90%。
2.一種實現權利要求項I所述的主動補償保溫方法的管道保溫結構，包括管道、保溫層，其特征在于:在管道表面與保溫層之間或保溫層內設置電磁感應線圈，管道作為電磁感應發熱體。
3.根據權利要求項I所述的主動補償保溫方法及權利要求項2所述的管道保溫結構，其特征在于:電磁感應線圈的工作頻率為IkHZ-1OOkNZ。
【文檔編號】F16L53/00GK104141855SQ201410377676
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】聶紅軍 申請人:聶紅軍