RU168225U1 - Device for electric heating of pipelines - Google Patents

Device for electric heating of pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU168225U1
RU168225U1 RU2015157353U RU2015157353U RU168225U1 RU 168225 U1 RU168225 U1 RU 168225U1 RU 2015157353 U RU2015157353 U RU 2015157353U RU 2015157353 U RU2015157353 U RU 2015157353U RU 168225 U1 RU168225 U1 RU 168225U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching device
conductor
heating
pipelines
power source
Prior art date
Application number
RU2015157353U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Копырин
Евгений Михайлович Костоломов
Дмитрий Николаевич Паутов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority to RU2015157353U priority Critical patent/RU168225U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168225U1 publication Critical patent/RU168225U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и системам электрического обогрева, а именно может быть использована для подогрева трубопроводов различной длины. Технический результат - возможность регулирования температуры нагреваемого объекта в заданном интервале.Сущность полезной модели: устройство для электрического подогрева трубопроводов содержит источник питания переменного тока, по меньшей мере, одну нагревательную трубку из ферромагнитного материала, внутри которой протянут проводник и коммутирующее устройство. Управление коммутирующим устройством осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок управления. В зависимости от количества нагревательных трубок проводник разбит на участки и скреплен соединительными муфтами, которые расположены в протяжных коробках. Нагревательная трубка и проводник одним концом соединены с выходами коммутирующего устройства, а другим концом между собой. Входы коммутирующего устройства соединены с источником питания переменного тока.The utility model relates to electrical engineering and electrical heating systems, namely, it can be used to heat pipelines of various lengths. The technical result is the ability to control the temperature of the heated object in a given interval. The essence of the utility model: a device for electric heating of pipelines contains an AC power source, at least one heating tube of ferromagnetic material, inside which a conductor and a switching device are stretched. The switching device is controlled by a control system comprising at least one temperature sensor and a control unit. Depending on the number of heating tubes, the conductor is divided into sections and fastened by couplings, which are located in the broaching boxes. The heating tube and conductor are connected at one end to the outputs of the switching device, and at the other end to each other. The inputs of the switching device are connected to an AC power source.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и системам электрического обогрева, а именно может быть использована для подогрева трубопроводов различной длины.The utility model relates to electrical engineering and electrical heating systems, namely, it can be used to heat pipelines of various lengths.

Продвижение основных нефтегазодобывающих районов страны на Север поставили перед специалистами газовой и нефтяной промышленности ряд актуальных технических задач.The advancement of the main oil and gas producing regions of the country to the North posed a number of urgent technical tasks for specialists in the gas and oil industry.

Одной из таких задач является обеспечение надежной работы внутрипромыслового и межплощадочного трубопроводного транспорта. Образование асфальто-смолистых, парафиновых отложений и ледяных пробок в газопроводах и нефтепроводах на мощных северных промыслах, большие затруднения при эксплуатации водозаборных сооружений промыслов в районах вечной мерзлоты, водоводов и водостоков все это поставило на повестку дня необходимость разработки простых, не дорогих и надежных устройств для подогрева трубопроводов и других объектов нефтегазопромыслов, устройств, способных небольшим количеством дополнительной энергии, сообщенной извне, автоматически компенсировать наружные теплопотери, обеспечить надежную эксплуатацию систем промыслового трубопроводного транспорта и оборудования.One of these tasks is to ensure reliable operation of the infield and inter-site pipeline transport. The formation of asphalt-resinous, paraffin deposits and ice plugs in gas pipelines and oil pipelines in powerful northern fields, great difficulties in operating the water intake facilities of fields in permafrost, water pipelines and drains all put on the agenda the need to develop simple, inexpensive and reliable devices for heating pipelines and other oil and gas facilities, devices capable of a small amount of additional energy reported from the outside, automatically compensate for ruzhnye heat loss, ensure reliable operation of the fishing pipeline transport systems and equipment.

Известно устройство для электрического подогрева технологических объектов вихревыми токами [RU 154343 U1 МПК Н05В 6/06, опубликованная 20.08.2015], содержащее источник питания переменного тока, по меньшей мере, одну нагревательную трубку, выполненную из ферромагнитного материала, внутри которой протянут проводник и коммутирующее устройство, отличающееся тем, что концы проводника соединены с выходами коммутирующего устройства, а входы коммутирующего устройства с источником питания переменного тока, управление коммутирующим устройством осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок управления, в зависимости от геометрии обогреваемого объекта и количества нагревательных трубок проводник разбит на участки и скреплен соединительными муфтами, которые расположены в протяжных коробках.A device for electric heating of technological objects by eddy currents [RU 154343 U1 IPC Н05В 6/06, published on 08/20/2015], containing an AC power source, at least one heating tube made of ferromagnetic material, inside which a conductor and a switching device, characterized in that the ends of the conductor are connected to the outputs of the switching device, and the inputs of the switching device with an AC power source, control of the switching device etsya control system comprising at least one temperature sensor and a control unit, depending on the geometry of the heated object and the number of heater tubes conductor is divided into sections and bonded couplings which are arranged in boxes broaching.

Недостатком данной полезной модели является высокая материалоемкость вследствие подключения обоих концов проводника к выходам коммутирующего устройства.The disadvantage of this utility model is the high material consumption due to the connection of both ends of the conductor to the outputs of the switching device.

Известно устройство для обогрева трубопроводов [RU 43941 U1 МПК F17D 1/18, Н05В 3/48, опубликованная 10.02.2005], содержащее по п. 1 нагревательный элемент, выполненный в виде трубы из ферромагнитного материала, внутри которой изолированно от нее размещен электрический проводник, снабженный защитным элементом, причем указанные труба и проводник подключены к выводам источника питания переменного тока, отличающееся тем, что защитный элемент выполнен в виде гофрированной полимерной трубки.A device for heating pipelines is known [RU 43941 U1 IPC F17D 1/18, Н05В 3/48, published 02/10/2005], comprising, according to claim 1, a heating element made in the form of a pipe made of ferromagnetic material, inside of which an electrical conductor is placed equipped with a protective element, said pipe and conductor connected to the terminals of the AC power source, characterized in that the protective element is made in the form of a corrugated polymer tube.

Недостатком данной полезной модели является невозможность контролировать температуру нагревательного элемента, выполненного в виде трубы из ферромагнитного материала, вследствие чего может произойти перегрев трубопровода.The disadvantage of this utility model is the inability to control the temperature of the heating element, made in the form of a pipe made of ferromagnetic material, as a result of which the pipeline may overheat.

Задачей полезной модели является создание устройства для электрического подогрева трубопроводов, при осуществлении которой достигается технический результат, заключающийся в возможности регулирования температуры нагреваемого объекта в заданном интервале.The objective of the utility model is to create a device for electric heating of pipelines, the implementation of which achieves the technical result, which consists in the ability to control the temperature of the heated object in a given interval.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для электрического подогрева трубопроводов содержит источник питания переменного тока, по меньшей мере, одну нагревательную трубку из ферромагнитного материала, внутри которой протянут проводник и коммутирующее устройство, управление коммутирующим устройством осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок управления, в зависимости количества нагревательных трубок проводник разбит на участки и скреплен соединительными муфтами, которые расположены в протяжных коробках, нагревательная трубка и проводник одним концом соединены с выходами коммутирующего устройства, а другим концом между собой, входу коммутирующего устройства соединены с источником питания переменного тока.The specified technical result is achieved in that the device for electric heating of pipelines contains an AC power source, at least one heating tube of ferromagnetic material, inside which a conductor and a switching device are stretched, the switching device is controlled by a control system comprising at least one temperature sensor and control unit, depending on the number of heating tubes, the conductor is divided into sections and fastened by connecting uftami which are arranged in boxes broaching, the heating tube and the conductor is at one end connected to the outputs of the switching device and the other end with each other, the input switching device coupled to a source of AC power.

На фиг. 1 - изображен электрический контур, содержащий источник питания и нагревательную трубку.In FIG. 1 - shows an electrical circuit containing a power source and a heating tube.

На фиг. 2 - изображена простая структурная схема системы управления электрическим подогревом.In FIG. 2 shows a simple block diagram of an electric heating control system.

На фиг. 3 - изображено устройство для электрического подогрева, установленное на трубопроводе.In FIG. 3 - shows a device for electrical heating mounted on a pipeline.

Устройство для электрического подогрева трубопроводов, по меньшей мере, одну нагревательную трубку 1, выполненную из ферромагнитного материала (фиг. 1, 3). Длина и количество нагревательных трубок 1 зависят от параметров трубопровода 7, например длины. Нагревательные трубки 1 соединены между собой при помощи сварки. Внутри нагревательной трубки 1 протянут проводник 2, служащий для протекания электрического тока (фиг. 1, 3). Нагревательная трубка 1 и проводник 2 одним концом соединены с выходами коммутирующего устройства 3, а другим концом между собой. Входы коммутирующего устройства 3 соединены с источником питания 4 переменного тока, таким образом, обеспечивается включение или отключение системы электрического подогрева.Device for electric heating of pipelines, at least one heating tube 1 made of ferromagnetic material (Fig. 1, 3). The length and number of heating tubes 1 depend on the parameters of the pipeline 7, for example, length. The heating tubes 1 are interconnected by welding. Inside the heating tube 1, a conductor 2 is stretched, which serves for the flow of electric current (Fig. 1, 3). The heating tube 1 and conductor 2 at one end are connected to the outputs of the switching device 3, and the other end to each other. The inputs of the switching device 3 are connected to an AC power source 4, thus enabling or disabling the electrical heating system.

Управление коммутирующим устройством 3 осуществляется системой управления, включающей в себя, по крайней мере, один датчик температуры 5, блок управления 6 (фиг. 2). Датчик температуры 5 устанавливается на поверхность трубопровода 7, для определения ее температуры (фиг. 3). Датчик температуры 5 соединен с блоком управления 6, например кабелем или по радиосигналу. Таким образом, система управления включает в себя устройства, которые измеряют показания (датчик температуры 5), устройство которое анализирует (блок управления 6) и выдает сигнал на замыкание или размыкание коммутирующего устройства 3. Для уменьшения трения при протягивании проводника 2 через нагревательные трубки 1 при большом их количестве или сложной геометрии обогреваемого объекта, могут быть применены протяжные коробки 8 и соединительные муфты 9 (фиг. 3), обеспечивая разбиение проводника 2 на участки меньшей длины, тем самым облегчая монтаж системы электрического подогрева.The control of the switching device 3 is carried out by a control system including at least one temperature sensor 5, a control unit 6 (Fig. 2). The temperature sensor 5 is installed on the surface of the pipeline 7, to determine its temperature (Fig. 3). The temperature sensor 5 is connected to the control unit 6, for example by cable or by radio signal. Thus, the control system includes devices that measure readings (temperature sensor 5), a device that analyzes (control unit 6) and gives a signal to close or open the switching device 3. To reduce friction when pulling the conductor 2 through the heating tubes 1 at a large number of them or the complex geometry of the heated object, broaching boxes 8 and couplings 9 (Fig. 3) can be applied, ensuring the splitting of the conductor 2 into sections of shorter length, thereby facilitating installation of electric heating system.

Устройство для электрического подогрева трубопроводов работает следующим образом.A device for electric heating of pipelines works as follows.

При уменьшении температуры окружающего воздуха происходит потеря тепла от трубопровода 7 через теплоизоляцию. Вследствие чего температура трубопровода 7 уменьшается. Датчик температуры 5, установленный на поверхности трубопровода 7 (рис. 3), передает данные в блок управления 6, который их анализирует и выдает сигнал на замыкание или размыкание коммутирующего устройства 3. При замыкании коммутирующего устройства 3 образуется замкнутый контур из нагревательной трубки 1 и проводника 2, который соединен с источником питания 4 (фиг. 1, 3). Электрические ток Ip, протекающий по нагревательной трубке 1 и проводнику 2, нагревает их и выделенное тепло передается трубопроводу 7 (фиг. 1). Так как нагревательная трубка 1 выполнена из ферромагнитного материала, например сталь марки ст3, электрический ток протекает преимущественно на ее внутренней поверхности, при условии что толщина нагревательной трубки 1 больше чем толщина скин-слоя. На наружной поверхности электрический потенциал равен нулю и нагревательную трубку 1 можно заземлить.With a decrease in ambient temperature, heat is lost from the pipeline 7 through thermal insulation. As a result, the temperature of the pipeline 7 is reduced. The temperature sensor 5, mounted on the surface of the pipeline 7 (Fig. 3), transmits data to the control unit 6, which analyzes them and gives a signal to close or open the switching device 3. When the switching device 3 is closed, a closed loop is formed from the heating tube 1 and the conductor 2, which is connected to a power source 4 (Fig. 1, 3). The electric current Ip flowing through the heating tube 1 and conductor 2 heats them and the generated heat is transferred to the pipeline 7 (Fig. 1). Since the heating tube 1 is made of a ferromagnetic material, for example, steel grade 3, electric current flows mainly on its inner surface, provided that the thickness of the heating tube 1 is greater than the thickness of the skin layer. On the outer surface, the electric potential is zero and the heating tube 1 can be grounded.

Толщина слоя, по которому распределены вихревые токи, определяется по формуле:The thickness of the layer over which eddy currents are distributed is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где δ - толщина слоя, мм; μ - магнитная проницаемость вещества, Гн/м; μ0 - магнитная постоянная, Гн/м; σ - удельная электрическая проводимость, См/м;

Figure 00000002
- частота сети, Гц.where δ is the layer thickness, mm; μ is the magnetic permeability of the substance, GN / m; μ 0 - magnetic constant, GN / m; σ is the electrical conductivity, S / m;
Figure 00000002
- network frequency, Hz.

При достижении температуры трубопровода 7 заданного значения, блок управления 6 выдает сигнал на размыкание коммутирующего устройства 3. Таким образом, происходит контроль температуры обогреваемого объекта, для предотвращения его перегрева.When the temperature of the pipeline 7 reaches the set value, the control unit 6 gives a signal to open the switching device 3. Thus, the temperature of the heated object is monitored to prevent overheating.

Claims (1)

Устройство для электрического подогрева трубопроводов, содержащее источник питания переменного тока, по меньшей мере, одну нагревательную трубку из ферромагнитного материала, внутри которой протянут проводник и коммутирующее устройство, управление коммутирующим устройством осуществляется системой управления, содержащей, по меньшей мере, один датчик температуры и блок управления, в зависимости от количества нагревательных трубок проводник разбит на участки и скреплен соединительными муфтами, которые расположены в протяжных коробках, отличающееся тем, что нагревательная трубка и проводник одним концом соединены с выходами коммутирующего устройства, а другим концом - между собой, входы коммутирующего устройства соединены с источником питания переменного тока.A device for electric heating of pipelines containing an AC power source, at least one heating tube of ferromagnetic material, inside which a conductor and a switching device are stretched, the switching device is controlled by a control system comprising at least one temperature sensor and a control unit , depending on the number of heating tubes, the conductor is divided into sections and fastened by couplings, which are located in the broaching box x, characterized in that the heating tube and the conductor at one end are connected to the outputs of the switching device, and at the other end - to each other, the inputs of the switching device are connected to an AC power source.
RU2015157353U 2015-12-30 2015-12-30 Device for electric heating of pipelines RU168225U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157353U RU168225U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Device for electric heating of pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157353U RU168225U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Device for electric heating of pipelines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168225U1 true RU168225U1 (en) 2017-01-24

Family

ID=58451281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157353U RU168225U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Device for electric heating of pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168225U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186997U1 (en) * 2017-06-01 2019-02-12 Лунгулло Денис Андреевич HEATING DEVICE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1024566A1 (en) * 1981-11-03 1983-06-23 Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Красноярский Промстройниипроект" Arrangement for protecting pipelines against freezing
US20120217000A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Jarle Jansen Bremnes Low-voltage direct electrical heating lvdeh flexible pipes risers
RU154343U1 (en) * 2015-01-26 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) DEVICE FOR ELECTRIC HEATING OF TECHNOLOGICAL OBJECTS BY EDGE CURRENTS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1024566A1 (en) * 1981-11-03 1983-06-23 Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Красноярский Промстройниипроект" Arrangement for protecting pipelines against freezing
US20120217000A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Jarle Jansen Bremnes Low-voltage direct electrical heating lvdeh flexible pipes risers
RU154343U1 (en) * 2015-01-26 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) DEVICE FOR ELECTRIC HEATING OF TECHNOLOGICAL OBJECTS BY EDGE CURRENTS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186997U1 (en) * 2017-06-01 2019-02-12 Лунгулло Денис Андреевич HEATING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU154343U1 (en) DEVICE FOR ELECTRIC HEATING OF TECHNOLOGICAL OBJECTS BY EDGE CURRENTS
CA1054665A (en) Means for sectionally increasing the heat output in a heat-generating pipe
KR20210138775A (en) Graphene Heated Insulation Cover for Oilfield Oil Collection Pipeline
EA200801156A1 (en) A HEATED LIMITED WITH A TEMPERATURE WITH A PIPELINE, IN ESSENCE ELECTRICALLY ISOLATED FROM THE LAYER
GB1256489A (en)
RU168225U1 (en) Device for electric heating of pipelines
RU93130U1 (en) HEATED PIPELINE
CN201992259U (en) Skin effect heat tracing system of condensing medium transfer pipeline
RU2662635C2 (en) Induction-resistive electric heating system
CN209909407U (en) Graphene heating insulation sleeve for oil field petroleum gathering and transportation pipeline
CN109442128A (en) A kind of heated pipeline
CN203745246U (en) Integrated electrical heating heat-insulating stack gas sampling pipe
CN205443008U (en) Intermediate frequency electromagnetic induction heating device to oiliness heating thermal desorption useless admittedly
RU2663366C1 (en) Method for heating metallic wall shell
CN202818658U (en) Electromagnetic heating apparatus for pipeline heating
RU2009129107A (en) INSTALLATION OF INDUCTION HEATING OF LIQUIDS
RU146380U1 (en) ELECTRIC HEATER
CN209638630U (en) A kind of liquid conducting pipes induction heating cable crossover assembly
CN206072771U (en) A kind of petroleum heating device with energy-saving effect
RU182642U1 (en) DEVICE FOR HEATING INDUSTRIAL OBJECTS
Chen et al. Prediction of heating power in magnetic pipe conducting large ac current with high frequencies up to 200hz
CN201229052Y (en) Multi-core skin-effect heat tracing device
CN205826760U (en) A kind of reactor thermal characteristics experimental provision
CN203523069U (en) Coated-type temperature self-controlled heat tracing cable
RU142154U1 (en) SELF-ADJUSTABLE CABLE FOR FIXED PIPELINES

Legal Events

Date Code Title Description
PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20171031