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【摘要】随着经济的快速发展，石油的需求量日益增加，对石油输油管线提出了新的要求。辽河油田生产的原油大都是高凝、高蜡、高粘的“三高”原油，给输油工作带来很多困难[1]。为了切实保证石油输油管线的规范化建设，确保石油输送的连续性、高效性和安全性，需要我们在石油输油管线中加强对新技术的应用，本文将从集肤效应的优点、构成条件和工作原理入手，着力分析集肤效应在石油输油管线中的应用，希望对辽河油田石油输油管线的铺设提供借鉴性意见。
【关键词】集肤效应 超稠油 输油管线 伴热温度
1 前言
辽河油田是全国最大超稠油生产基地，具有丰富超稠油资源。辽河油田超稠油的特点；密度大；黏度高；胶质、沥青质含量高；油气比低；黏温敏感性强[2]。超稠油油品性质决定了超稠油的脱水、储存、运输、输送都非常困难。我们必须采用一种更为科学的技术，加强石油输油管线的设计和施工，提高管线的输油能力。集肤效应作为一项新的技术，在石油输油管线的铺设中具有较好的节能效果，且设备安装和维护过程较为方便，运作起来有较强的安全性，且运行成本较低，能够切实保证石油输油管线的规范化建设，确保石油输送的连续性、高效性和安全性。
2 集肤效应
集肤效应伴热法（国外称为SECT法）是20世纪60年代发展起来的一种新型输液管伴热技术，由日本智索工程公司（CEC）原董事安藤政夫发明，后来推广到美国、加拿大、韩国等国家，广泛应用于高温、原油管道、海底、重油管道、路面加热、LNG基础的伴热等场合[3]。集肤效应电伴热技术是一种新型的金属管道加热技术，特别对于石油输油管道建设来说，集肤效应电伴热技术作为一项新工艺、新技术得到了广泛的应用。2.1 集肤效应的优点
与传统的电伴热、热水伴热、蒸汽伴热等方式相比，集肤效应具有自身的优点。首先，集肤效应清洁无污染，这是其他三个传统的伴热方式所无法比拟的，因为集肤效应伴热的方式属于等温加热法，这种伴热方法的一个突出优点就是伴热效率高，因此，极大的减少了资源的浪费，具有清洁无污染的特点。其次，耐热电缆是集肤效应伴热法过程中普遍采用的，因为耐热电缆具有十年的使用寿命，因此，集肤效应的另一个优点就是使用寿命长，不需要频繁的更换设备。第三，集肤效应具有良好的防爆性能，这是因为集肤效应自身能够形成一个相对封闭的绝缘环境，这样伴热管和石油输油管道表面就不会带电，切实保证了施工的安全性。第四，与电伴热、热水伴热、蒸汽伴热等方式相比，集肤效应具有加热均匀的特点，这是由于集肤效应伴热法首尾段的加热温度都是相对均匀的，不会出现局部过热的现象，因此，具有均匀的加热效果。最后，集肤效应的应用范围较为广泛，环境适应性较强，能够实现工厂化预制，有效的缩短了工程周期，减少了工程量。
2.2 集肤效应伴热的构成
对于集肤效应伴热的构成条件来说，主要包括以下四个部分，即保护外壳、保温层、伴热管和耐热电源、输油管道。保护外壳被安置在集肤效应伴热的最外层，一般采用坚实的壳体结构，从而起到很好的保护效果。伴热管主要起传热和固定的作用，每隔一段距离被安置在主管道上。在伴热管道和输油管道之间，我们一般放置传热效果和保温效果较好的传热水泥，以起到传热的效果。2.3 集肤效应伴热的原理
集肤效应的应用主要借助的是钢制输油管的磁性，产生显著的集肤效应。集肤效应所产生的热量主要来源于以下几个部分，首先是加热管内磁滞消耗所产生的部分热量，其次是加热管内部电缆所产生的热量和在通电情况下，加热管上所产生的热量。对于这三部分热量来源来说，最为重要的来源是在通电情况下，加热管上所产生的热量。在集肤效应伴热装置中，穿过具有强磁性的钢管并与钢管尾端相连接，钢管的首端与绝缘导线分别接电源的零线和相线，施以工频或中频交流电压，电流通过导线和钢管形成回路产生焦耳热。
3 集肤效应在石油输油管道中的应用
3.1 计算输油管线的敷热功率
要加强集肤效应在石油输油管道中的应用，我们首先要计算输油管线的敷热功率，这是一个基础性的工作。通过以上的分析知道，输油管线的热量是与石油输油管线管径的大小、石油输油管线的埋设深度、石油输油管线附近土壤的导热系数、石油输油管线周围的环境因素和伴热温度存在一定的关系。
3.2 计算集肤效应的伴热电流
要加强集肤效应在石油输油管道中的应用，我们还要计算集肤效应的伴热电流。伴热电流（我们用I表示）与电源的频率（我们用f表示）、相对导磁率（我们用μ表示）、钢制石油输油管的电阻率（我们用ρ表示）、石油输油管的交流电阻（我们用fj表示）集肤效应伴热装置的伴热功率（我们用Qj 表示）、拌热功率系数（我们用fj表示）存在一定的关系。具体的计算公式为：
4 集肤效应在石油输油管线中的应用实例
随着我国经济社会的不断发展和石油事业的不断推进，集肤效应得到了广泛的应用。辽河油田特油2#站至石化分公司超稠油管线工程，是国内乃至国际第一条超稠油长距离输送管线，管线全25.46公里，采用了集肤效应电伴热技术。解决了暖管、解凝、解堵和维温伴热等问题。从2005年至今，解堵、解凝等效果明显。同时集肤效应电伴热技术，节约大量的热水资源和热污水排放问题，有利于环境保护。
5 小结
集肤效应作为一项新技术在石油输油管道上的应用日益广泛，并且，随着我国经济技术的快速发展和科学技术水平的不断提高，集肤效应电伴热技术将有更为广阔的发展空间。我们必须辽河油田的实际情况入手，特别是超稠油输油管道的建设的实际情况入手，加强集肤效应的研究，不断提升集肤效应在石油输油管道中的应用水平，促进辽河油田输油管道建设的科学化、规范化、现代化，促进我国石油工业和国民经济的可持续性发展。
【关键词】集肤效应 超稠油 输油管线 伴热温度
1 前言
辽河油田是全国最大超稠油生产基地，具有丰富超稠油资源。辽河油田超稠油的特点；密度大；黏度高；胶质、沥青质含量高；油气比低；黏温敏感性强[2]。超稠油油品性质决定了超稠油的脱水、储存、运输、输送都非常困难。我们必须采用一种更为科学的技术，加强石油输油管线的设计和施工，提高管线的输油能力。集肤效应作为一项新的技术，在石油输油管线的铺设中具有较好的节能效果，且设备安装和维护过程较为方便，运作起来有较强的安全性，且运行成本较低，能够切实保证石油输油管线的规范化建设，确保石油输送的连续性、高效性和安全性。
2 集肤效应
集肤效应伴热法（国外称为SECT法）是20世纪60年代发展起来的一种新型输液管伴热技术，由日本智索工程公司（CEC）原董事安藤政夫发明，后来推广到美国、加拿大、韩国等国家，广泛应用于高温、原油管道、海底、重油管道、路面加热、LNG基础的伴热等场合[3]。集肤效应电伴热技术是一种新型的金属管道加热技术，特别对于石油输油管道建设来说，集肤效应电伴热技术作为一项新工艺、新技术得到了广泛的应用。2.1 集肤效应的优点
与传统的电伴热、热水伴热、蒸汽伴热等方式相比，集肤效应具有自身的优点。首先，集肤效应清洁无污染，这是其他三个传统的伴热方式所无法比拟的，因为集肤效应伴热的方式属于等温加热法，这种伴热方法的一个突出优点就是伴热效率高，因此，极大的减少了资源的浪费，具有清洁无污染的特点。其次，耐热电缆是集肤效应伴热法过程中普遍采用的，因为耐热电缆具有十年的使用寿命，因此，集肤效应的另一个优点就是使用寿命长，不需要频繁的更换设备。第三，集肤效应具有良好的防爆性能，这是因为集肤效应自身能够形成一个相对封闭的绝缘环境，这样伴热管和石油输油管道表面就不会带电，切实保证了施工的安全性。第四，与电伴热、热水伴热、蒸汽伴热等方式相比，集肤效应具有加热均匀的特点，这是由于集肤效应伴热法首尾段的加热温度都是相对均匀的，不会出现局部过热的现象，因此，具有均匀的加热效果。最后，集肤效应的应用范围较为广泛，环境适应性较强，能够实现工厂化预制，有效的缩短了工程周期，减少了工程量。
2.2 集肤效应伴热的构成
对于集肤效应伴热的构成条件来说，主要包括以下四个部分，即保护外壳、保温层、伴热管和耐热电源、输油管道。保护外壳被安置在集肤效应伴热的最外层，一般采用坚实的壳体结构，从而起到很好的保护效果。伴热管主要起传热和固定的作用，每隔一段距离被安置在主管道上。在伴热管道和输油管道之间，我们一般放置传热效果和保温效果较好的传热水泥，以起到传热的效果。2.3 集肤效应伴热的原理
集肤效应的应用主要借助的是钢制输油管的磁性，产生显著的集肤效应。集肤效应所产生的热量主要来源于以下几个部分，首先是加热管内磁滞消耗所产生的部分热量，其次是加热管内部电缆所产生的热量和在通电情况下，加热管上所产生的热量。对于这三部分热量来源来说，最为重要的来源是在通电情况下，加热管上所产生的热量。在集肤效应伴热装置中，穿过具有强磁性的钢管并与钢管尾端相连接，钢管的首端与绝缘导线分别接电源的零线和相线，施以工频或中频交流电压，电流通过导线和钢管形成回路产生焦耳热。
3 集肤效应在石油输油管道中的应用
3.1 计算输油管线的敷热功率
要加强集肤效应在石油输油管道中的应用，我们首先要计算输油管线的敷热功率，这是一个基础性的工作。通过以上的分析知道，输油管线的热量是与石油输油管线管径的大小、石油输油管线的埋设深度、石油输油管线附近土壤的导热系数、石油输油管线周围的环境因素和伴热温度存在一定的关系。
3.2 计算集肤效应的伴热电流
要加强集肤效应在石油输油管道中的应用，我们还要计算集肤效应的伴热电流。伴热电流（我们用I表示）与电源的频率（我们用f表示）、相对导磁率（我们用μ表示）、钢制石油输油管的电阻率（我们用ρ表示）、石油输油管的交流电阻（我们用fj表示）集肤效应伴热装置的伴热功率（我们用Qj 表示）、拌热功率系数（我们用fj表示）存在一定的关系。具体的计算公式为：
4 集肤效应在石油输油管线中的应用实例
随着我国经济社会的不断发展和石油事业的不断推进，集肤效应得到了广泛的应用。辽河油田特油2#站至石化分公司超稠油管线工程，是国内乃至国际第一条超稠油长距离输送管线，管线全25.46公里，采用了集肤效应电伴热技术。解决了暖管、解凝、解堵和维温伴热等问题。从2005年至今，解堵、解凝等效果明显。同时集肤效应电伴热技术，节约大量的热水资源和热污水排放问题，有利于环境保护。
5 小结
集肤效应作为一项新技术在石油输油管道上的应用日益广泛，并且，随着我国经济技术的快速发展和科学技术水平的不断提高，集肤效应电伴热技术将有更为广阔的发展空间。我们必须辽河油田的实际情况入手，特别是超稠油输油管道的建设的实际情况入手，加强集肤效应的研究，不断提升集肤效应在石油输油管道中的应用水平，促进辽河油田输油管道建设的科学化、规范化、现代化，促进我国石油工业和国民经济的可持续性发展。