摘要：介绍了电伴热带的工作原理以及在石油化工企业中液体物料管线上的实际应用效果。对运行过程中出现的故障原因进行了分析，并介绍了故障点定位检测方法的研究及处理经验。

    液体化工产品的生产、储存、运输过程中，一般使用传统保温方式——蒸汽伴热。但蒸汽温度要远高于物料所需保持的温度范围，调温不当，便会造成局部物料过热。并且蒸汽伴热存在着使用成本高、维护困难等缺点。中国石化齐鲁分公司储运厂从2004年开始采用电伴热替代传统的蒸汽伴热，电伴热具有热效率高、节约能源、设计简单、施工安装方便、无污染、使用寿命长、能实现遥控和自动控制等优点，是取代蒸汽伴热的技术方向。
1 电伴热的工作原理
    电伴热是用电热来补偿被伴热体(容器、管道等)在\[艺生产过程中的热量损失，以维持最合适的介质T艺温度，其温度高低以介质流动阻力最小、生产效率最高、耗电最少和综合费用最低为目的。以最佳传热分布及低功耗为原则。它的发热形式是沿长度方向或大面积均匀放热、温度梯度小、温度稳定。电热带根据发热原理不同可分为恒功率电热带及自限温电热带。
1．1 恒功率并联电热带
    恒功率并联电热带的电源母线为平行绝缘铜线，在内绝缘层上缠绕电热丝，并将电热丝每隔一定距离即“发热符长”与母线连接，形成连续并联电阻．母线通电后，各并联电阻发热，因而形成一条连续的加热带。
1．2 恒功率串联电热带
    恒功率串联电热带由3根具有相同截面积、一定长度的平行绝缘铜绞线为电源母线和发热芯线，将其一端可靠短接，另一端接上电源，就形成了一个星形负载。根据焦耳一楞次定律电能转化为热能，星形负载不断放出热量，形成一条连续的、发热均匀的电伴热带。根据实际情况需要，电伴热带的三相可以各自分开(分体式)，也可以整合一体。
1．3 自限温电伴热带
    自限温电伴热带(自限式)以一种导电高分子材料做发热体和两根平行的导电芯线及绝缘护套组成。它通电发热，能自动调整功率，控制自身各点温度并保持恒温。与并联式单相、=i相电伴热带相比，自限温电伴热带能自动限制加热时的温度，且能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，因此它改变了使用传统恒功率加热器时需被加热体系去适应加热器的加热方法，自限温电伴热带允许多次交叉重叠使用，不会出现过热点及烧毁的现象。
2 电伴热带的应用
    齐鲁分公司储运厂液体化工罐区自2004年开始先后将离子膜液碱、隔膜液碱、纯苯、对苯、二甲苯等物料管线共计28条管线采用电伴热带伴热，电伴热带总长度约4×104m，总功率1500kW。
2．1 电伴热产品的选型
    在选择电伴热带产品时，应综合考虑各种因素，如适用性、经济性、供电条件等，选型原则如下。
    a)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。
    b)根据供电条件、电网负荷及管道长度，确定电伴热方案和电伴热产品的型号，如恒功率、自限式或串联型等。
    c)根据管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。
    d)根据不同的适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；防爆场合建议使用加强型；埋地或在有腐蚀性物质场所应选用加强型。
2．2 电伴热的温度控制
    一般情况下，电伴热温度控制由温度控制器来实现，根据物料凝点设定伴热带T作温度。在主管线上安装铂热电阻，铂热电阻检测到管线实际温度反馈给温度控制器，温度控制器根据反馈温度与设定温度相比较，控制伴热带工作。当管线实际温度低于设定温度时，温度控制器接通主回路，伴热带开始工作，当管线实际温度高于设定温度时，温度控制器断开主回路，伴热带停止工作。
    但是在春、秋季，昼夜温差变化较大，有时白天温度在16℃以上，夜间温度在0～10℃左右，如果电伴热温度控制在很接近物料临界温度设定控制参数，夜间可能会在设备异常状况下温度下降过快，短时间内造成管线物料凝同的生产事故。
    为了最大限度地节约电能，又避免管线物料凝固，每天要人工调整伴热带设定温度2次，稍有疏忽，会造成生产事故。为了既节约电能，又能达到自动动态管理，减少人为因素造成管线物料凝同，利用环境温度控制器实现了电伴热自动动态管理。在控制Iul路安装一台监测环境温度的温度控制器，当外界环境温度高于16％(设定外界环境温度最高16℃)时，温度控制器断开主回路，电伴热带停止工作，当外界环境温度低于16℃时，电伴热带执行正常设定温度进入正常下作状态，这样能够达到自动动态管理、降低能耗的目的。
2．3 电伴热的应用效果
2．3．1 经济效益
    储运厂经过近几年的实际应用，采用电伴热的运行成本仅为蒸汽伴热的40％左右，节能效果显著。
2．3．2 社会效益
    电伴热带的应用从根本卜杜绝了蒸汽伴热中的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等现象，无任何污染。
3 电伴热带的安全运行
3．1 运行中常见故障
    电伴热带的常见故障主要是在施工、保温过程中经常会造成伴热带损伤。在保温过程中经常会出现铁皮割破伴热带，在绝缘破坏较轻的状况下，问题短时没有暴露，工作一段时间后，损伤处绝缘下降甚至直接造成对管线接地，形成伴热故障。储运厂使用的伴热带大部分是串联带，长度比较长，伴热带包在保温的内侧，故障点很难查找。
3．2 传统故障处置方法
    电伴热带故障点的精确查找一直是电伴热应用10几年来国内同行业难以解决的技术问题，目前国内在这方面没有非常有效的检测技术，多少年来一直沿用传统的分段断开排查法、电阻计算法、电桥法等对伴热带故障点进行检测，检测手段落后，误差较大，榆修成本高、周期长。其中最普遍使用的方法是分段断开排查法，一个l000m伴热带故障点的处理要人为地断开若干断点，造成安伞隐患，极大地影响和缩短了伴热带的使用效率和使用寿命，严重影响冬季安全生产。
3．3 电缆故障测距技术处置故障
3．3．1 电缆故障测距技术原理
    电伴热带结构与电缆结构相差不大，电缆故障的测距技术就是利用低压脉冲在导体传播过程中遇到阻抗不匹配点(如短路点、故障点、中间接头等)，脉冲产生反射，回送到测量端被仪器记录下来。发射脉冲与反射脉冲的时间差，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点(故障点)往返一次的时间，根据已知脉冲在电缆中的波速度，计算出阻抗不匹配点(故障点)的距离。
3．3．2 电缆故障测距技术的应用
    电缆故障测距技术在电缆故障枪测中的应用已经很成熟，如果能成功地应用到电伴热带的故障榆测、定位，将会使电伴热带的故障检测定位技术带来新的突破。经过探讨和多次实验，电缆故障定位检测与定位技术成功地应用到电伴热带故障精确定位，解决了自电伴热技术应用以来生产厂家和使用单位一直在寻求解决的技术难题。
    使储运厂电伴热故障精确定位技术日渐成熟，这一技术的成功应用也受到了生产厂家和兄弟单位的认可。具体应用在以下几个方面。
    a)利用电缆测距技术对故障伴热带进行波速度校正，由于不同批号和不同厂家的伴热带使用的绝缘材料特性差异，会造成伴热带波速度参数不同，一般在190～2100m／¨S范围内。在具体检测中，先根据资料或实际检测长度，检测m同组完好伴热带的波速度，再对故障带断路、短路、低阻(200Q以内)接地点进行精确测量定位。
    b)利用音频信号发生器发出的音频信号，根据音频信号走捷径的特点，对伴热带的多点短路故障点进行查找定位。
    c)利用高电压直流脉冲技术和电缆故障测距技术对高阻接地、短路故障进行测距，利用声测技术对故障点进行精确定位。上述技术的应用，能够对电伴热带各种低阻、高阻接地、短路以及断路故障进行精确的定位，每l000m定位范围为5m左右。
3．3．3 电缆故障测距技术应用效果
    自2008年10月以来，利用电缆检测技术对电伴热带接地、短路故障进行查找取得了显著的效果，共查找接地、短路点25处，在不影响生产的条件下，检修效率比传统检修效率提高3～5倍，与分断排查法相比没有人为断点，保证了电伴热带的设计使用寿命，节约检修费用lO万余元。
3。3．4 电缆故障测距技术存在问题
    由于目前国内电伴热带的绝缘材料特性不是很稳定，每一批次的电伴热带波速度不是一个稳定值，在实际检测中要根据资料记载或取一段基准长度，找出伴热带的波速度。另外，这一技术的应用只限于电伴热带串联带，对于并联带故障的精确定位，目前尚无理想的方法。
4 结语
    电伴热带应用于石油化工企业的液体物料管线，因其节能显著、能耗低、可靠性高、易于实现自动化控制等优点已完全可以替代传统的蒸汽伴热，伴随着电伴热带的广泛应用，故障的检测技术也将不断创新，从而保障应用过程中的安全运行。