一种自加热保温输油管道及方法
【专利摘要】本发明公开了一种自加热保温输油管道及方法，输油管包括内壁与外壁，内壁与外壁之间设置有热电模块，热电模块的热端与内壁相连接，热电模块的冷端与外壁相连接，热电模块的冷端用于与地线相连接；内壁上均匀布置有多个冲流电流引入电极，冲流电流引入电极与热电模块的热端相连接。可以实现油品静电的安全泄放，减少静电放电事故发生的可能性和风险；利用热电模块对油品加热，可以减少油品热量损失，对保持油品温度有很大作用，利于油品输运，降低管输油品成本，本发明的输油管无需其他加热设备，一旦投入使用，无需维护，使用安全、方便。
【专利说明】
-种自加热保溫输油管道及方法
技术领域
[0001 ]本发明设及输油管路领域，尤其设及一种自加热保溫输油管道及方法。
【背景技术】
[0002] 油品在输运过程中处于流动状态，粘度是评价原油流动性能的指标。尤其是原油 输送过程中，粘度的高低决定着流量和摩阻损失的大小，是决定输油管道运行能耗的重要 参数之一。溫度对原油的粘度影响很大，溫度升高，粘度降低;相反，溫度降低，粘度升高;溫 度对粘度有极其重要的影响，随着溫度升高粘度迅速减小，油品溫度降低，则粘度迅速增 大。因此，在严寒地区保持油品在特定溫度下输运，有利用降低输运阻力，降低保持油品流 动所需的能量消耗。
[0003] 油品多是电的绝缘体，在输运过程中与管线、累和过滤器等摩擦会产生静电，当静 电的积累量大于静电的消散量时就会形成静电积聚，积聚的静电荷随油品流动形成冲流电 流。一般，当管道内输送的油品种类固定时，油品与管道内壁摩擦产生的所带静电荷极性不 变。目前，国内外为仅针对油品静电安全防护问题做了大量研究，但没有关于油品静电利用 问题相关的报道，尤其是利用油品静电泄放电流用于管道保溫、加热尚无报到。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自加热保溫输油管道及方 法，W实现输油管自保溫的目的。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明方案包括：
[0006] -种自加热保溫输油管道，其包括输油管，其中，输油管包括内壁与外壁，内壁与 外壁之间设置有热电模块，热电模块一般由室溫附近热电优值ZT高的半导体材料制成，热 电模块的热端与内壁相连接，热电模块的冷端与外壁相连接，热电模块的冷端用于与地线 相连接；内壁上均匀布置有多个冲流电流引入电极，冲流电流引入电极与热电模块的热端 相连接，形成电流流通回路。当电流流过两种不同的导电材料构成闭合回路时，在接点处将 产生溫差，即通过P型和n型热电材料制备的热电模块合理串联安装在输油管内壁与外壁之 间，利用油品冲流电流流经热电模块，实现了热量由冷端(管道外壁）向热端(管道内壁）的 传递，达到了管道的自保溫目的。
[0007] 所述的自加热保溫输油管道，其中，上述输油管配置有一溫度采集器，热电模块的 热端、冷端均与溫度采集器通信连接，溫度采集器与控制中屯、通信连接。溫度采集器采集热 电模块冷端和热端溫度数据通过信号线传递到控制中屯、，热电模块冷端与热端的溫差与冲 流电流大小成正比，实现控制中屯、对管道油品带电量进行监测，控制中屯、可W采用控制电 脑的技术方式。
[000引一种使用所述自加热保溫输油管道的方法，其包括W下步骤：
[0009] A、管输油品多为电的不良导体，在管道输运中，带静电的油品在管道内流动形成 冲流电流，对于输送固定油品的管道，油品在管道内带电极性不变，冲流电流引入电极插入 管道内，将油品电荷引入热电模块，形成引入电流；
[0010] B、电流经过热电模块，最后经管道外管壁流向大地，构成电流回路，同时将热电模 块的冷端之热能抽取到热端，实现对管输油品的加热与保溫；
[0011] C、热电模块冷端与热端的溫差VT,与引入电流I的大小存在代数关系，根据溫差 可反推引入电流I的大小；引入电流I与管输油品的流动、带电状态有关，因此通过对热电模 块冷端与热端的溫差测量，实现控制设备对管道油品带电量进行监测。
[0012] 本发明提供的一种自加热保溫输油管道及方法，可W实现油品静电的安全泄放， 减少静电释放事故发生的可能性和风险;利用热电模块对油品加热，可W减少油品热量损 失，对保持油品溫度有很大作用，利于油品输运，降低管输油品成本，本发明的输油管无需 其他加热设备，一旦投入使用，无需维护，使用安全、方便。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明中自加热保溫输油管道的布置示意图；
[0014] 图2为本发明中自加热保溫输油管道的断面示意图；
[001引图3为本发明中自加热保溫输油管道的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明提供了一种自加热保溫输油管道及方法，为使本发明的目的、技术方案及 效果更加清楚、明确，W下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例 仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017] 本发明提供了一种自加热保溫输油管道，如图1、图2与图3所示的，其包括输油管 1，其中，输油管1包括内壁101与外壁102,内壁101与外壁102之间设置有热电模块3,热电模 块3-般由室溫附近热电优值ZT高的半导体材料制成，热电模块3的热端302与内壁101相连 接，热电模块3的冷端301与外壁102相连接，热电模块3的冷端301用于与地线相连接，内壁 101上均匀布置有多个冲流电流引入电极2,冲流电流引入电极2与热电模块3的热端302相 连接，形成电流流通回路。当电流流过两种不同的导电材料构成闭合回路时，在接点处将产 生溫差，即通过P型和n型热电材料制备的热电模块3合理串联安装在输油管1内壁101与外 壁102之间，利用油品冲流电流流经热电模块，实现了热量由冷端301(管道外壁)向热端302 (管道内壁)的传递，达到了管道的自保溫目的。
[0018] 更进一步的，上述输油管1配置有一溫度采集器4,热电模块3的热端302、冷端301 均与溫度采集器4通信连接，溫度采集器4与控制中屯、5通信连接。溫度采集器4采集热电模 块3冷端301和热端302溫度数据通过信号线传递到控制中屯、5,热电模块3冷端301与热端 302的溫差与冲流电流大小成正比，实现控制中屯、5对管道油品带电量进行监测，控制中屯、 可W采用控制电脑的技术方式。
[0019] 本发明还提供了一种使用所述自加热保溫输油管道的方法，其包括W下步骤：
[0020] 步骤A:管输油品多为电的不良导体，在管道输运中，带静电的油品在管道内流动 形成冲流电流，对于输送固定油品的管道，油品在管道内带电极性不变，冲流电流引入电极 插入管道内，将油品电荷引入热电模块，形成引入电流；
[0021] 步骤B:电流经过热电模块，最后经管道外管壁流向大地，构成电流回路，同时将热 电模块的冷端之热能抽取到热端，实现对管输油品的加热与保溫；
[0022] 步骤C:热电模块冷端与热端的溫差VT,与引入电流I的大小存在代数关系，
式（1)，其中ap、an为热电模块的赛贝克系数;Tc为模块冷端溫 度，K、R和舶的值与热电模块有关。
[0023] 根据溫差估测引入电流I的大小；引入电流I与管输油品的流动、带电状态有关，因 此通过对热电模块冷端与热端的溫差测量，实现控制设备对管道油品带电量进行间接监 测。
[0024] 当然，W上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应 当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明 显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【主权项】
1. 一种自加热保温输油管道，其包括输油管，其特征在于，输油管包括内壁与外壁，内 壁与外壁之间设置有热电模块，热电模块的热端与内壁相连接，热电模块的冷端与外壁相 连接，热电模块的冷端用于与地线相连接；内壁上均匀布置有多个冲流电流引入电极，冲流 电流引入电极与热电模块的热端相连接。2. 根据权利要求1所述的自加热保温输油管道，其特征在于，上述输油管配置有一温度 采集器，热电模块的热端、冷端均与温度采集器通信连接，温度采集器与控制中心通信连 接。3. -种使用如权利要求1所述自加热保温输油管道的方法，其包括以下步骤： A、 管输油品多为电的不良导体，在管道输运中，带静电的油品在管道内流动形成冲流 电流，对于输送固定油品的管道，油品在管道内带电极性不变，冲流电流引入电极插入管道 内，将油品电荷引入热电模块，形成引入电流； B、 电流经过热电模块，最后经管道外管壁流向大地，构成电流回路，同时将热电模块的 冷端之热能抽取到热端，实现对管输油品的加热与保温； C、 热电模块冷端与热端的温差VT，与引入电流I的大小存在代数关系，根据温差估测 引入电流I的大小；引入电流I与管输油品的流动、带电状态有关，因此通过对热电模块冷端 与热端的温差测量，实现控制设备对管道油品带电量进行间接监测。
【文档编号】F16L53/00GK106015816SQ201610545718
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】刘英杰, 李亮亮, 刘全桢, 李义鹏, 孙立富
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院