一种主动补偿保温方法及管道保温结构的制作方法
【专利摘要】一种主要用于热气体输送管道保温的主动补偿保温方法及实现该方法的管道保温结构，在管道表面与保温层之间或管道保温层内设置电磁感应线圈，管道作为电磁感应发热体，计算或测量管道保温热损失，电磁感应加热量补偿管道保温热损失量的10％至90％，适用于管道内流体温度介于200℃-1000℃之间的管道保温，解决已有的热气体传输管道有保温成本高、热平衡时间长、热气体二次加热投资大、可靠性低、运行成本高的缺点。
【专利说明】一种主动补偿保温方法及管道保温结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于热气体输送管道保温的主动补偿保温方法，以及实施该方法所使用的管道保温结构，主要用于热气体输送管道等保温管道的保温。
【背景技术】
[0002]在已有的管道保温方法及结构中，采用控制热损失的方法是尽可能的增大保温结构的热阻，减小通过保温层的热散失，这样做对于常规的需要保温的流体而言是足够的。
[0003]对于低温管道，出于防结冻或流体流动性下降而采用电伴热或蒸汽伴热放热方法，预防温度过低而带来的问题。如中国专利CN201020129950所披露的《一种海底管道集肤效应电伴热保温结构》，利用在输送钢管的外壁上采用双面断焊方式设置伴热管，并在伴热管内穿入连接高频电源的电缆，利用电缆集肤效应发热，逐级传热给伴热管、管道、管内流体，并在输送钢管和外护钢管之间设置有聚氨酯泡沫保温层，以伴热管结合聚氨酯泡沫保温层的钢套钢结构为技术要点，保证输送管线的温度，以期达到降低所输送混合流体粘稠度目的。这是在低温范围的伴热方法，但也存在发热点线集中，传热不佳等问题，难以用于中高温范围。
[0004]对于中高温的热气体输送管道，常见于化工工艺管道，温度往往大于400°C，气体极低的比热容对热损失极为敏感，温降不好控制，化工工艺往往对于传输过程的温度降有严格的限制，温度降过大，会引起热气体的各种理化变化，或不能满足下步工序的反应温度。
[0005]对于热气体输送热损失过大而采取的补救措施，通常采用再加热的方式，而通常的加温措施因空间原因、工艺原因并不能满足实际需要，并带来加热系统、控制系统的投资增加、全系统可靠性降低、运行成本上升，所以，热气体管道保温只能不计成本的满足工艺要求，在这类管道中，保温成本通常会急剧上升。
[0006]热气体输送管道作为系统的一部分，通常参与全系统的工艺，管道冷态开车时，需要热气体烘热管道，相对于金属管道及保温材料，热气体极低的比热容使管道整体达到热平衡时间极长，热气体温度处于缓慢升高状态中，拖累整个系统的正常开车时间，经济性很差。
[0007]综上所述，已有的热气体输送管道有保温成本高、热平衡时间长、热气体二次加热投资大、可靠性低、运行成本高的缺点。
【发明内容】
[0008]本发明目的是提供一种主动补偿保温方法及管道保温结构，以解决现有技术的热气体输送管道保温成本高、热平衡时间长、热气体二次加热投资大、可靠性低、运行成本高的缺点。
[0009]本发明的技术方案是:一种主要用于热气体管道保温的主动补偿保温方法，包括以下步骤:
[0010]A、在管道表面与保温层之间或管道保温层内设置电磁感应线圈，管道作为电磁感应发热体。
[0011]B、计算或测量管道保温热损失，电磁感应加热量补偿管道保温热损失量的10%至90%。
[0012]一种实现所述的主动补偿保温方法的管道保温结构，包括管道、保温层，在管道表面与保温层之间或保温层内设置电磁感应线圈，管道为电磁感应发热体。
[0013]所述的主动补偿保温方法及管道保温结构，电磁感应线圈的工作频率为IkHZ-1OOkNZ。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]1、减小热气体输送管道的温降，有利于保持热气体的温度，同时降低热气体输送管道的保温成本；
[0016]2、缩短管道系统的热平衡时间，有利于使用热气体输送的系统稳定，降低运行成本；
[0017]3、不再需要热气体二次加热系统，避免二次加热投资大、可靠性低、运行成本高等缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图1是电磁感应线圈设置于管道表面与保温层之间的管道结构图。
[0019]附图2是电磁感应线圈设置于保温层内的管道结构图。
【具体实施方式】
[0020]参见附图1，电磁感应线圈I设置于在管道2表面与保温层3之间，感应线圈的接出线11和12接感应电源。
[0021]参见附图2，电磁感应线圈I设置于管道保温层3内，感应线圈的接出线11和12接感应电源。
[0022]电磁感应线圈I为电磁感应源，管道2作为电磁感应发热体。
[0023]实施方法过程:
[0024]在管道2表面与保温层3之间或管道保温层3内设置电磁感应线圈1，管道2作为电磁感应发热体；根据保温层3的材料参数和管道2内流体参数计算或测量管道保温热损失，控制调整电磁感应线圈I的感应电源功率，补偿管道保温热损失量的10%至90%。
[0025]针对不同的管道2材质和壁厚，以及管道2的工作温度和流体特性，电磁感应热补偿元件I的工作频率为IkHZ-1OOkNZ。
[0026]在管道2冷态时，可通过电磁感应线圈I加热管道2，管道2热扩散加热保温层3，使整个保温结构达到热工作状态，在作为预热管道用途上，电磁感应线圈I的加热能力应大于正常工作时的热补偿能力，即增加电磁感应线圈I的电热功率冗余，以获得完全的预热效果和缩短预热时间，一般情况下，电磁感应线圈I的电热功率冗余应不低于正常工作电热能力的120%。
[0027]在实际中，本发明适用于管道2内流体温度介于200°C -1000°C之间的热气体传输管道。对于管道2内流体温度介于200°C至600°C的保温结构，附图1给出的结构是最佳的；对于管道2内流体温度介于600°C至1000°C的保温结构，附图2给出的结构是最佳的，具体应根据情况做出选择。
[0028]本发明和已有技术的明显区别是:组成管道保温结构的不只是管道和保温材料，还有主动补偿管道保温热损失的电磁感应加热装置，可以对管道内传输流体的热损失进行补偿，大大降低了流体温度的不可控，并且管道还作为发热体，感应发热均匀，没有温度极高点，安全可靠，对于一些采用线加热的管道热补偿装置易出现温度极高点、易出现安全可靠性问题的方法，是一个进步。在实际应用中，可以灵活调整感应线圈的绕线方法以及感应电源功率，还能实现更广泛的工艺要求。
【权利要求】
1.一种主要用于热气体管道保温的主动补偿保温方法，其特征在于:包括以下步骤: A、在管道表面与保温层之间或管道保温层内设置电磁感应线圈，管道作为电磁感应发热体。 B、计算或测量管道保温热损失，电磁感应加热量补偿管道保温热损失量的10%至90%。
2.一种实现权利要求项I所述的主动补偿保温方法的管道保温结构，包括管道、保温层，其特征在于:在管道表面与保温层之间或保温层内设置电磁感应线圈，管道作为电磁感应发热体。
3.根据权利要求项I所述的主动补偿保温方法及权利要求项2所述的管道保温结构，其特征在于:电磁感应线圈的工作频率为IkHZ-1OOkNZ。
【文档编号】F16L53/00GK104141855SQ201410377676
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】聂红军 申请人:聂红军