摘要：介紹了電伴熱帶的工作原理以及在石油化工企業中液體物料管線上的實際應用效果。對運行過程中出現的故障原因進行了分析，并介紹了故障點定位檢測方法的研究及處理經驗。
液體化工產品的生產、儲存、運輸過程中，一般使用傳統保溫方式——蒸汽伴熱。但蒸汽溫度要遠高于物料所需保持的溫度范圍，調溫不當，便會造成局部物料過熱。并且蒸汽伴熱存在著使用成本高、維護困難等缺點。中國石化齊魯分公司儲運廠從2004年開始采用電伴熱替代傳統的蒸汽伴熱，電伴熱具有熱效率高、節約能源、設計簡單、施工安裝方便、無污染、使用壽命長、能實現遙控和自動控制等優點，是取代蒸汽伴熱的技術方向。
1 電伴熱的工作原理
電伴熱是用電熱來補償被伴熱體(容器、管道等)在\[藝生產過程中的熱量損失，以維持最合適的介質T藝溫度，其溫度高低以介質流動阻力最小、生產效率最高、耗電最少和綜合費用最低為目的。以最佳傳熱分布及低功耗為原則。它的發熱形式是沿長度方向或大面積均勻放熱、溫度梯度小、溫度穩定。電熱帶根據發熱原理不同可分為恒功率電熱帶及自限溫電熱帶。
1．1 恒功率并聯電熱帶
恒功率并聯電熱帶的電源母線為平行絕緣銅線，在內絕緣層上纏繞電熱絲，并將電熱絲每隔一定距離即“發熱符長”與母線連接，形成連續并聯電阻．母線通電后，各并聯電阻發熱，因而形成一條連續的加熱帶。
1．2 恒功率串聯電熱帶
恒功率串聯電熱帶由3根具有相同截面積、一定長度的平行絕緣銅絞線為電源母線和發熱芯線，將其一端可靠短接，另一端接上電源，就形成了一個星形負載。根據焦耳一楞次定律電能轉化為熱能，星形負載不斷放出熱量，形成一條連續的、發熱均勻的電伴熱帶。根據實際情況需要，電伴熱帶的三相可以各自分開(分體式)，也可以整合一體。
1．3 自限溫電伴熱帶
自限溫電伴熱帶(自限式)以一種導電高分子材料做發熱體和兩根平行的導電芯線及絕緣護套組成。它通電發熱，能自動調整功率，控制自身各點溫度并保持恒溫。與并聯式單相、=i相電伴熱帶相比，自限溫電伴熱帶能自動限制加熱時的溫度，且能隨被加熱體系的溫度變化自動調節輸出功率，因此它改變了使用傳統恒功率加熱器時需被加熱體系去適應加熱器的加熱方法，自限溫電伴熱帶允許多次交叉重疊使用，不會出現過熱點及燒毀的現象。
2 電伴熱帶的應用
齊魯分公司儲運廠液體化工罐區自2004年開始先后將離子膜液堿、隔膜液堿、純苯、對苯、二甲苯等物料管線共計28條管線采用電伴熱帶伴熱，電伴熱帶總長度約4×104m，總功率1500kW。
2．1 電伴熱產品的選型
在選擇電伴熱帶產品時，應綜合考慮各種因素，如適用性、經濟性、供電條件等，選型原則如下。
a)根據管道維持溫度及偶然性的最高操作溫度，選定最高維持溫度高于它的電伴熱產品。
b)根據供電條件、電網負荷及管道長度，確定電伴熱方案和電伴熱產品的型號，如恒功率、自限式或串聯型等。
c)根據管道單位長度的散熱量或容器單位面積上的散熱量來確定所需電伴熱產品的單位功率和長度。
d)根據不同的適用環境來確定所需電伴熱產品的結構：一般情況下，可選用普通型；防爆場合建議使用加強型；埋地或在有腐蝕性物質場所應選用加強型。
2．2 電伴熱的溫度控制
一般情況下，電伴熱溫度控制由溫度控制器來實現，根據物料凝點設定伴熱帶T作溫度。在主管線上安裝鉑熱電阻，鉑熱電阻檢測到管線實際溫度反饋給溫度控制器，溫度控制器根據反饋溫度與設定溫度相比較，控制伴熱帶工作。當管線實際溫度低于設定溫度時，溫度控制器接通主回路，伴熱帶開始工作，當管線實際溫度高于設定溫度時，溫度控制器斷開主回路，伴熱帶停止工作。
但是在春、秋季，晝夜溫差變化較大，有時白天溫度在16℃以上，夜間溫度在0～10℃左右，如果電伴熱溫度控制在很接近物料臨界溫度設定控制參數，夜間可能會在設備異常狀況下溫度下降過快，短時間內造成管線物料凝同的生產事故。
為了最大限度地節約電能，又避免管線物料凝固，每天要人工調整伴熱帶設定溫度2次，稍有疏忽，會造成生產事故。為了既節約電能，又能達到自動動態管理，減少人為因素造成管線物料凝同，利用環境溫度控制器實現了電伴熱自動動態管理。在控制Iul路安裝一臺監測環境溫度的溫度控制器，當外界環境溫度高于16％(設定外界環境溫度最高16℃)時，溫度控制器斷開主回路，電伴熱帶停止工作，當外界環境溫度低于16℃時，電伴熱帶執行正常設定溫度進入正常下作狀態，這樣能夠達到自動動態管理、降低能耗的目的。
2．3 電伴熱的應用效果
2．3．1 經濟效益
儲運廠經過近幾年的實際應用，采用電伴熱的運行成本僅為蒸汽伴熱的40％左右，節能效果顯著。
2．3．2 社會效益
電伴熱帶的應用從根本卜杜絕了蒸汽伴熱中的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等現象，無任何污染。
3 電伴熱帶的安全運行
3．1 運行中常見故障
電伴熱帶的常見故障主要是在施工、保溫過程中經常會造成伴熱帶損傷。在保溫過程中經常會出現鐵皮割破伴熱帶，在絕緣破壞較輕的狀況下，問題短時沒有暴露，工作一段時間后，損傷處絕緣下降甚至直接造成對管線接地，形成伴熱故障。儲運廠使用的伴熱帶大部分是串聯帶，長度比較長，伴熱帶包在保溫的內側，故障點很難查找。
3．2 傳統故障處置方法
電伴熱帶故障點的精確查找一直是電伴熱應用10幾年來國內同行業難以解決的技術問題，目前國內在這方面沒有非常有效的檢測技術，多少年來一直沿用傳統的分段斷開排查法、電阻計算法、電橋法等對伴熱帶故障點進行檢測，檢測手段落后，誤差較大，榆修成本高、周期長。其中最普遍使用的方法是分段斷開排查法，一個l000m伴熱帶故障點的處理要人為地斷開若干斷點，造成安傘隱患，極大地影響和縮短了伴熱帶的使用效率和使用壽命，嚴重影響冬季安全生產。
3．3 電纜故障測距技術處置故障
3．3．1 電纜故障測距技術原理
電伴熱帶結構與電纜結構相差不大，電纜故障的測距技術就是利用低壓脈沖在導體傳播過程中遇到阻抗不匹配點(如短路點、故障點、中間接頭等)，脈沖產生反射，回送到測量端被儀器記錄下來。發射脈沖與反射脈沖的時間差，對應脈沖在測量點與阻抗不匹配點(故障點)往返一次的時間，根據已知脈沖在電纜中的波速度，計算出阻抗不匹配點(故障點)的距離。
3．3．2 電纜故障測距技術的應用
電纜故障測距技術在電纜故障槍測中的應用已經很成熟，如果能成功地應用到電伴熱帶的故障榆測、定位，將會使電伴熱帶的故障檢測定位技術帶來新的突破。經過探討和多次實驗，電纜故障定位檢測與定位技術成功地應用到電伴熱帶故障精確定位，解決了自電伴熱技術應用以來生產廠家和使用單位一直在尋求解決的技術難題。
使儲運廠電伴熱故障精確定位技術日漸成熟，這一技術的成功應用也受到了生產廠家和兄弟單位的認可。具體應用在以下幾個方面。
a)利用電纜測距技術對故障伴熱帶進行波速度校正，由于不同批號和不同廠家的伴熱帶使用的絕緣材料特性差異，會造成伴熱帶波速度參數不同，一般在190～2100m／¨S范圍內。在具體檢測中，先根據資料或實際檢測長度，檢測m同組完好伴熱帶的波速度，再對故障帶斷路、短路、低阻(200Q以內)接地點進行精確測量定位。
b)利用音頻信號發生器發出的音頻信號，根據音頻信號走捷徑的特點，對伴熱帶的多點短路故障點進行查找定位。
c)利用高電壓直流脈沖技術和電纜故障測距技術對高阻接地、短路故障進行測距，利用聲測技術對故障點進行精確定位。上述技術的應用，能夠對電伴熱帶各種低阻、高阻接地、短路以及斷路故障進行精確的定位，每l000m定位范圍為5m左右。
3．3．3 電纜故障測距技術應用效果
自2008年10月以來，利用電纜檢測技術對電伴熱帶接地、短路故障進行查找取得了顯著的效果，共查找接地、短路點25處，在不影響生產的條件下，檢修效率比傳統檢修效率提高3～5倍，與分斷排查法相比沒有人為斷點，保證了電伴熱帶的設計使用壽命，節約檢修費用lO萬余元。
3。3．4 電纜故障測距技術存在問題
由于目前國內電伴熱帶的絕緣材料特性不是很穩定，每一批次的電伴熱帶波速度不是一個穩定值，在實際檢測中要根據資料記載或取一段基準長度，找出伴熱帶的波速度。另外，這一技術的應用只限于電伴熱帶串聯帶，對于并聯帶故障的精確定位，目前尚無理想的方法。
4 結語
電伴熱帶應用于石油化工企業的液體物料管線，因其節能顯著、能耗低、可靠性高、易于實現自動化控制等優點已完全可以替代傳統的蒸汽伴熱，伴隨著電伴熱帶的廣泛應用，故障的檢測技術也將不斷創新，從而保障應用過程中的安全運行。 | 
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