一种变功率加热管道系统的制作方法

本发明涉及石油传输工程，尤其涉及一种变功率加热管道系统。

背景技术：

1、当前，在寒冷地区或处理高粘度原油时，传统的非金属加热管道大多采用固定功率的加热方式，存在加热效率低、能耗大以及无法根据实际需求灵活调整的问题。随着能源利用效率和节能减排要求的不断提高，市场对能够实现精准温度控制和节能降耗的新型加热技术的需求日益迫切。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种变功率加热管道系统，能够智能分段控温、实时监测并根据需求调整加热功率、支持远程管理和故障预警的新型变功率加热管道系统。

2、本发明提出一种在非金属加热管道基础上实现了变功率，从而实现了能耗节约和控制，目前，非金属管道是成熟技术，在非金属管道里面内置加热电缆技术也实现了，但变功率非金属管线即本发明的关键点。本发明沿着输送液体流向，该非金属加热管道的加热电缆的疏密程度是不一样的，可以设置前100-200米（具体长度可依据现场实际情况在管道出厂前优化）的加热电缆密度大，为加热段，将输送原油（或液体）加热到一定温度；后面部分的加热电缆密度小，为保温段，起到保温作用，将输送原油（或液体）保持在一定温度上即可；本发明的温度控制一方面是由智能调控模块及控制系统调控各区段加热电缆的工作数量和输入功率来调整各段的控制温度，另一方面是由各段加热电缆的疏密程度来实现加热与保温以及能耗控制；本发明既可用于地面输送也可用于埋地集输工艺。

3、本发明提供了一种变功率加热管道系统，包括变功率加热管道、多个温度传感器、智能调控模块及控制系统；

4、所述温度传感器与所述变功率加热管道和所述智能调控模块及控制系统均连接；所述智能调控模块及控制系统与电源及所述变功率加热管道连接；

5、所述变功率加热管道为非金属管道；多个所述温度传感器沿所述变功率加热管道的输送方向上分布；

6、所述变功率加热管道内包括加热部件，所述变功率加热管道分段为多个独立可控加热区段和保温区段；

7、所述温度传感器测量的温度数据传递给所述智能调控模块及控制系统，所述智能调控模块及控制系统根据接收的温度数据调节所述变功率加热管道的加热功率。

8、优选地，所述智能调控模块及控制系统包括管道分段模块，所述管道分段模块根据输送原油的温降需求和管道物理特性，将变功率加热管道划分为多个独立可控加热区段和保温区段。

9、优选地，所述智能调控模块及控制系统根据接收的温度数据调节各加热区段和/或保温区段的加热部件的工作数量和/或加热功率。

10、优选地，所述加热区段的加热部件密度大于所述保温区段的加热部件密度。

11、优选地，智能调控模块及控制系统包括电源调节装置，与所述加热部件连接，通过接收智能调控模块及控制系统的指令，动态调节各加热区段和/或保温区段的所述加热部件的工作数量和加热功率。

12、优选地，所述变功率加热管道自外向内包括结构层、加强层和导热层，所述结构层采用耐腐蚀、耐低温的材料，所述加强层采用高强度抗压材料；所述加热部件嵌在所述导热层内。

13、优选地，加热部件为加热电缆。

14、优选地，所述导热层与所述结构层的导热系数之比至少为3:1。

15、优选地，所述导热层为导热性能优异的非金属材料，导热系数为0.4~0.5 w/(m·k)；所述结构层的导热系数为0.1~0.2 w/(m·k)。

16、优选地，还包括了远程监控平台，与温度传感器连接，能够实时查看和分析数据，确保管道运行状态符合预设参数要求。

17、与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

18、（1）本发明实现了智能分段控温：该系统通过集成温度传感器，并利用智能调控模块及控制系统实现对管道分段管理，可以根据实际需求将加热管道划分成多个独立可控的加热区段和保温区段，每个区段内的加热功率可单独调节，从而实现精确、灵活的局部温度控制，提高能源使用效率；有利于企业节约成本，提升经济效益。

19、（2）本发明实时监测与动态调节：温度传感器实时监测管道沿线的温度变化，并将数据实时传输至智能调控模块及控制系统。根据这些数据自动分段进行加热功率调整，对变功率加热管道中加热组件的分布密度进行调整，确保输送原油或其他流体过程中满足所需的温降需求和防止过冷或过热。

20、（3）本发明高效节能设计：变功率加热管道采用非金属的固态材料制造，其内部导热层与结构层的设计考虑了材料的耐腐蚀性、耐低温性以及良好的导热性能。加热部件嵌入导热层内，结合电源调节装置，能快速响应智能调控模块的指令，动态改变加热功率，达到节能目的。

21、（4）本发明实现了远程监控与故障预警：通过集成远程监控平台，管理人员可以远程实时查看和分析整个管道系统的运行数据，当系统检测到任何偏离预设参数的情况时，会及时发出预警信号，便于提前采取措施，避免因温度失控导致的安全隐患或效率损失。

22、（5）本发明实现了综合效能提升：本发明的整体设计显著提高了加热管道系统的整体效能，既满足了复杂工况下的温控需求，又实现了节能与资源的有效利用，同时强化了系统的智能化水平和可靠性，降低了运营成本和维护难度。

技术特征：

1.一种变功率加热管道系统，其特征在于，包括变功率加热管道、多个温度传感器、智能调控模块及控制系统；

2.根据权利要求1所述的变功率加热管道系统，其特征在于，所述智能调控模块及控制系统根据接收的温度数据调节各加热区段和/或保温区段的加热部件的工作数量和/或加热功率。

3.根据权利要求2所述的变功率加热管道系统，其特征在于，所述加热区段的加热部件密度大于所述保温区段的加热部件密度。

4.根据权利要求2所述的变功率加热管道系统，其特征在于，智能调控模块及控制系统包括电源调节装置，与所述加热部件连接，通过接收智能调控模块及控制系统的指令，动态调节各加热区段和/或保温区段的所述加热部件的工作数量和加热功率。

5.根据权利要求1所述的变功率加热管道系统，其特征在于，所述变功率加热管道自外向内包括结构层、加强层和导热层，所述结构层采用耐腐蚀、耐低温的材料，所述加强层采用高强度抗压材料；所述加热部件嵌在所述导热层内。

6.根据权利要求5所述的变功率加热管道系统，其特征在于，加热部件为加热电缆。

7.根据权利要求5所述的变功率加热管道系统，其特征在于，所述导热层与所述结构层的导热系数之比至少为3:1。

8.根据权利要求7所述的变功率加热管道系统，其特征在于，所述导热层为导热性能优异的非金属材料，导热系数为0.4~0.5 w/(m·k)；所述结构层的导热系数为0.1~0.2 w/(m·k)。

9.根据权利要求1所述的变功率加热管道系统，其特征在于，还包括了远程监控平台，与温度传感器连接，能够实时查看和分析数据，确保管道运行状态符合预设参数要求。

技术总结本发明提供了一种变功率加热管道系统，属于石油传输工程技术领域。本发明包括变功率加热管、多个温度传感器、智能调控模块及控制系统；变功率加热管道为非金属管道；多个温度传感器沿加热管道的输送方向上分布；变功率加热管道内包括加热部件；温度传感器测量的温度数据传递给智能调控模块及控制系统，智能调控模块及控制系统可控制加热部件工作的数量和加热输入功率，实现将管道分段为多个独立可控加热区段和保温区段；本发明能够根据需求对原油输送过程的温度进行精确控制，显著提高了加热效率，降低了能源消耗，有利于企业节约成本，提升经济效益。技术研发人员：叶俊华,李晶,赵磊,雷卫明,刘俊,林伟,单国平,唐新波,夏平,崔洪磊,易敏,俞天录受保护的技术使用者：新疆石油管理局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23