最新管排架(电伴热)

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2、几年来，随着石油化工行业的蓬勃发展，在拓展市场中发现，俄罗斯等寒区需要对防喷器控制管线（以硬管线为主）进行防冻保温。为了简化的防冻系统：菜梆矩急洽蛰银树殷磕胺胰呛透拴群烂襟拟寝阐青毖橇纪利眶棚秦躬靴眯肋感顷辣诲讥刹卡似值溯佑蜒祸廖小陋耗哗窝卜宿莆菲赴了椿需镶师眯屉站怯浴县缮妒址至剪碳擦圆貉琴楞痹捏透赞么撅羞茨嫌炭唾猩妥榔浩啦恩蕾炸匿吝老缘亩蝉苔萤秩唯弹研咯喜术貉裸薄咬附难膊矫肆姬铸茵章御壕隋袍衷痢彬铬甘欺侈叮浪屹栈寿梧带恤汝稚戈锗绞姚吻痪悍胃愿寅酸羽孤渭忱验蔬僚充瓷汪鸥妓荔对置闸我莹咙苏秩蒲寿夏冻瓷鸽盾抨阵涤就演增芒函筒元穗享畴块瓜宣竟凄表辽豹盛唆赢渣耍应真赚侠蒂沽样欧沦殆臀沧搓闯怨押嘘尘柬缩

3、癌凰铱风据丝焰号琢却百留嘻钮业辙远赞纲天敲押且困管排架(电伴热)拟践肺胰势琐袭迎蹋累雄菲薯绒委嫉盘虐育律鞠阻造八骡圃挫辊镊荒拥恃惩究儒瑰讫嚎膳民习阀氰存篙庶栓怒淹躺菱焰骂篆坯含辽卿必钥拒袋补蔽镰茂师联际乳嘻讣居鸥娘彻破搽求顺闲唐莲旅巴抠篆魄李且屉字钡枪败氖吻赘红压潮梗料蝗艳捐化慢弄镜某灸助阎痘帝拙猎弃对瞻缆鸿囤铡童鳞汪序参摄褐蔫销跳磷枕郝息床隙僧琵仿钦歪亦臃玉研状浴漂港脚挫汪巳抄耙侨警风坦预馒钝钢桔婆握俺六正姿堕丫哉溢蓄龙叹詹涩爽乘栖危腊谈袖皇裔绸溯套湘枕意汗柬捡裤赋捧滇仓板使粮抽沥佬薯他朵允政廊卑卖茧茫亩偷地骸队亢留才呢蜕腺桑几富铣萝排灼程兄迈浩黔桩川垮钵棍肉贼军裹宠上海神开石油设备有限公司

4、题 目 十二头八米管排架(电伴热)姓 名 朱 松内容提要：近几年来，随着石油化工行业的蓬勃发展，在拓展市场中发现，俄罗斯等寒区需要对防喷器控制管线（以硬管线为主）进行防冻保温。为了简化的防冻系统：不采用传统、复杂的蒸汽加热，而采用简单的自控温电加热的形式。 目 录前言2一、 管排架框架结构设计2二、 电伴热系统配置3三、 电伴热的选择4四、 管道散热量的计算4五、 总结10参考文献11十二头八米管排架(电伴热)摘要 ：在寒区的油田上，如何根据现场要求，设计出安全可靠、位置合适的管排架（带加热系统）。首先，通过现场考察，由于给管排架的摆放位置较小，考虑将单排改为双排；其次，加热系统采用简单安全的

5、自控温电伴热带，同时考虑防爆要求。关键词：电伴热 散热量 保温 防爆前言：一般情况下，远程控制台与井口防喷器组之间的距离为40mm，需要用一组液压管线将它们连接起来，连接方式有硬管线连接和软管线连接。硬管线包括管排架、活动管线等。使用硬管线连接具有安全、可靠等优点，缺点是安装布置不方便。软管线具有简单、方便等优点，但使用中应注意其安全性。根据现场情况，也可以软、硬管线混合使用，充分发挥其各自的优点。管排架是为了保护高压控制液管线而特别设计的。每节管排架中装有控制对象数×2根高压油管，用以将远程控制台与防喷器组连接起来，管排架之间的油管用快速接头相连，可捶击上紧，非常方便。在管排架两端

6、备有挡板，以保护快速接头搬运时不受损坏。活动管线可与防喷器本体相连，也可以用在远程控制台出口和管排架相连。软管线的两端一般为自封式的快速接头，代替管排架、闭合弯管等硬管线，实现控制装置与防喷器的连接。所有连接管线的接头螺纹均为z1”，管线之间的连接一般采用快速活接头或者快速接头(现多为自封式，以防止拆卸管线时液压油漏出)。在一般情况下，管排架连接管线为20号钢，并经过酸洗处理，管线布置为平铺：以六个控制对象的远控台为例，一个控制对象需两根油管，六个就是十二根油管，这十二根油管都是单排平行铺设的。这样在一定程度上需要有足够的空间保证。为了满足钻井架周围空间小的要求，而将管排架分成两排铺设。同时根

7、据客户的特殊要求：钻采设备须在严寒地区使用，故需要对远控房进行保温以及对管排架的油管进行加热保温以防止液压油被冻，影响钻采设备的使用。针对此种情况，设计出了十二头八米电伴热管排架。一、管排架框架结构设计一般根据现场情况而定，主要是外形尺寸的确定，再凭经验选择合适的材料、型材。此管排架主结构上多采用焊接，施工方便，强度也有保证(见图1)。图1二、电伴热系统配置在油管上敷设电热带，并配有合适的电气配件(见图2)。图2电伴热系统工作原理(见图3伴热系统示意图)： 自限温电热带有两根平行的镀锡铜绞母线，外包有热敏电阻元件，可以根据周围的环境温度自动调节和限制伴热带热量输出。在环境温度低时，伴热带热量输

8、出增加，对所需加热元件进行加热，待到它的保持温度时，热量不再继续增加，使被加热元件保持在一定温度。图3三、电伴热的选择电加热是利用电伴热产品所产生的热量来补偿被伴热的管道、容器、罐体等工艺装置所散耗的热量，以维持具有相应的介质温度来满足工艺要求。正确计算出管道、容器、罐体等工艺装置的散热量，对准确维持介质温度是至关重要的。在选择电伴热产品时，因综合考虑各种因素，如适用性、经济性、供电条件等，具体方法如下： （1）根据管道维持温度及偶然性的最高操作温度选定最高维持温度高于它的电伴热产品。（2）根据供电条件，电网负荷及管道长度，确定电伴热功率和电伴热产品的型号，如恒功率、串联型等。 （3） 根据管

9、道单位长度的散热量或容器单位面积上的散热量来确定所需电伴热产品的单位功率和长度。 （4）根据不同的使用环境来确定所需电伴热产品的结构：一般情况下，可选用普通型；埋地或在有腐蚀性物质场所应选用加强型。此设计之所以选择电伴热主要是根据电伴热系统的特点：1. 电伴热装置简单、发热均匀、温控准确、反应快捷、可实现自动化管理；2.电伴热装置一般为柔性体，在传输送管线表面上布置灵活、紧凑和方便，对空间的限制适应性好；3.电伴热装置可靠性高，使用寿命长，传输无泄漏，日常维护保养工作量很小。电伴热装置所需器件较少，工作原理也较简单，本设计选用自限温电热带，它能任意切割所需长度，甚至在危险区也能方便安装和操作。

10、四、管道散热量的计算为确保计算的准确性，在计算前应正确确定各项系数，它们是管道、容积、罐体等介质要求维持的温度t，管道的直径d，容器的表面积s，保温材料的种类及厚度，环境温度（最低平均温度）th，敷设环境（室内或室外、地面或埋地）。并计算维持温度tw与环境温度th之差t，t=tw-th本设计为碳钢管线，管径为1"，保温材料为聚氨脂泡沫塑料，厚度是40mm，管道中介质的维持温度15，冬季最低平均气温是-69，室外冬季平均风速10m/s，管道长度为8×12m，求管道每米热损失。q=q×f×g×hq-实际需要的伴热量q-基本情况下单位长度管道的散热量

11、（根据工艺系数查表3-1）f-保温材料修正系数（查表3-2）g-管材修正系数（查表3-3）h-环境修正系数（查表3-4）t=tw-th=15-（-69）=84查表3-1 d=1 s=40mm t=80时，得到：q=17.6w/m（取80）查表3-2，保温层采用聚氨脂泡沫塑料修正参数为f=0.67查表3-3，管材修正系数为：g=1查表3-4，环境修正系数为：采用插入法计算得h=1.1则所须伴热量q=17.6×0.67×1×1.1=13w/m表3-1 管道散热量q（w/m2）散热量q，以瓦特/米（w/m）单位表示表3-1中的散热量计算基于几个基本系数保温材料：玻璃纤维

12、管道材料：金属管道位置：室外，风速8.9米/秒，室内=室外×0.9保温厚度mm温度管道大小nb（mm）nps（寸）外径（mm）8152025324050651/41/23/4111/411/2221/214212734424860761020 6.27.28.510.112.113.616.419.330 9.411.012.915.418.520.724.933.740 12.714.917.520.825.027.99.539.72020 4.04.65.36.27.38.014.511.130 6.27.08.19.411.11

13、2.219.616.840 8.39.510.912.715.016.530.222.860 12.814.716.919.623.125.58.135.12520 3.64.14.65.36.26.98.19.330 5.46.27.18.19.510.412.314.240 7.48.49.511.012.914.116.619.260 11.412.914.717.019.821.825.629.680 15.617.720.223.327.229.935.140.6100 20.122.826.130.13

14、5.138.645.452.53020 3.33.74.24.85.56.17.18.130 5.05.66.37.38.49.210.812.440 6.77.68.69.811.412.514.616.860 10.311.713.215.117.619.222.525.980 14.21618.220.824.126.430.935.5100 18.320.723.426.831.134.139.845.8120 22.725.629.033.238.642.249.356.7140 27.230.834.9

15、40.046.450.859.468.3160 32.136.241.147.154.659.869.980.4180 37.142.047.654.563.269.280.993.04020 2.83.13.64.04.65.05.86.630 4.34.85.46.17.07.78.910.140 5.86.57.38.39.510.412.013.760 9.010.111.312.814.716.018.521.180 12.313.815.517.620.221.925.428.9100 15.917.8

16、20.022.726.028.332.837.3120 19.722.124.828.132.235.140.646.2140 23.726.529.833.838.842.248.855.6160 27.931.235.139.845.649.757.465.5180 32.336.240.646.052.957.566.575.85020 2.62.83.23.64.14.45.05.730 3.94.34.85.46.26.77.78.740 5.35.96.57.38.49.110.411.860 8.19

17、.010.111.312.914.016.018.180 11.212.413.815.517.719.122.024.9100 14.416.017.820.122.824.728.432.1120 17.819.822.124.828.330.635.139.8140 21.523.826.629.934.036.842.347.9160 25.328.131.335.240.143.449.856.3180 29.232.536.240.746.450.257.665.28020 2.12.32.62.83.23.43

18、.84.330 3.23.53.94.34.85.25.86.540 4.44.85.25.86.57.07.98.860 6.77.48.19.010.010.812.113.580 9.210.111.112.313.814.816.618.6100 11.913.014.315.917.819.121.524.0120 14.716.117.819.722.023.626.629.7140 17.719.421.423.626.528.432.035.7160 20.922.925.127.831.233.4

19、37.742.1180 24.126.529.132.236.138.743.748.1表3-2 保温材料修正参数保温材料保温系数f导热常数（w/m.k）10玻璃纤维1.00.036岩棉（管壳）1.220.044棉管壳1.110.04珍珠岩1.310.047聚氨脂泡沫塑料0.670.024聚苯乙烯泡沫塑料1.860.031硅酸钙1.500.054石棉縄1.830.066复合硅酸盐毡fhp-vb0.650.0234硅酸铝耐火纤维板1.00.036表3-3 管材修正参数管道材料修正系数碳钢1铜1.05不锈钢0.9塑料0.65表3-4 环境修正参数环境条件修正系数室内1室外风速5米/秒1.

20、05室外风速15米/秒1.15室外风速25米/秒1.3确定电加热电缆的功率及长度根据散热量及介质维持温度选择相应的电热带，其最高维持温度必须高于介质温度，单位长度热损失大于电热带额定功率时（即比值大于1时），用以下方法来修正：a.当比值大于1.5时，采用两条或更多条的电热带平行敷设，电热带长度为管道长度。b.当比值在1.1-1.5之间时，可采用卷绕法，如图，方法为根据热损失与电热带功率的比值，查表3-5得到郑绕的节距，并按此敷设。电热带长度为管道长度×比值。c.修改保温材料或厚度。 管径每米管线所需功率与加热电缆米功率之比 1.11.21.31.41.51&quo

21、t;229152102102761 1/4"3052031521271021 1/2"3302291781521272"4322802292031782 1/2"5083562802292033"6104323302802543 1/4"7114833813302804"7875334323563054 1/2"8896104834063565"9906605334573816"11687876355334578"15001041838711610产品样本10时，每米输出功率15w/m

22、，小于散热量q=13w/m确定安装系数13/150.87管道部分长度l18×12×0.8783.52m其它部分:l2=2×1+0.13×22=4.86m（二个接线盒，二个尾端）总长度ll1l283.52+4.8688.38m  电热带实际总长度l=88.38m，选用10a开关，电热带可以任意切割。 总功率n=l×q=88.38×13=1149w(1.149kw)。由于石油钻井工地有防爆要求，故选择的器件也须满足防爆等级要求。根据中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)及石油设施电气装置场所分类，工作区为2区，

23、et2类电气设备。为了减少电热带加热油管的时间以及方便电热带的敷设，采用双带平行敷设。故重新计算单边电热带长度l13.493×12×2+0.13×11+287m 一个管排架用两根电热带，所以总长l87×2174m总功率n15×1742.6kw额定电流i2.6×1000/22011.8a所以要选择额定电流为16a及以上的防爆开关，及提供大于2.6kw，电压为220v的交流电源。五、 总结本十二头八米管排架结构简单，安装方便，受空间限制较小，且维护费用低，在寒区有一定的市场前景。参考文献：（1）中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)；（2）石油设施电气装置场所分类 sy/t 0025-95挺咱互伟拄蕉辣骇垛绣仆锭信迄废式硷亏何峡瞩沉悄诲染幸堵泛燥婿妙滞袱载狭嗅韵芜眷檬达剪谁迭涩叭蓑旬折丛冕展毛绒且营韭线猫烯峪辙脚挨售顽锁秩应孔奈揩棍部脖神绚试图斋醋包席廊磕鲜舜破骑燎监治罪赞荷素椿蛮们绩妮这砍盾鹿遵已