超稠油输油管线工程集肤效应管制作施工方法

结合特油2#站至石化分公司超稠油管线工程和特油杜84块管输工程施工情况,介绍了超稠油管线集肤效应管现场制作、除锈、防腐、组对、焊接、保温、检验等工序施工情况,其中着重介绍了集肤效应管结构;120°集肤效应管焊接变形原因,反变形卡具的设计;伴热管二连一组对、焊接要求,伴热管与主管线组对、焊接要求及注意问题;集肤效应管底漆、面漆喷漆时温度控制、时间间隔、厚度等要求。对各工序质量问题产生的原因进行分析,并提出相应对策。

集肤效应电加热技术在贝尔油田集油系统中的应用

集肤效应电加热技术具有高效节能特性,能够高效率地实现原油流动性提升和运行成本的大幅降低,广泛应用于油田集油系统中。以贝尔油田为例,内置式集肤效应电伴热方式比碳纤维电加热管和穿芯电加热管技术的耗电量分别降低了28.7%和44.6%。2022年10月,新投产的10口井全部采用集肤效应电伴热技术,在增加负荷63 kW的情况下,集油耗电较2022年仅增加8.7×10^(4)kWh。现场应用结果显示,该技术在提高原油采收率、降低能耗和延长设备使用寿命方面表现出色,为油田的高效、绿色、环保运营提供了有力支持。

集肤效应电伴热技术在高温熔盐管道系统中的应用研究

随着光热行业的发展,集肤效应电伴热技术(SECT)展现出其重要的应用潜力。该技术利用交流电流经铁磁性导体时的“集肤效应”以及“邻近效应”,使得电流主要流经伴热钢管内表面,外表面电势几乎为零,而且外表面接地,极大提高了安全性;此外,作为主要发热器件的伴热钢管管壁厚实,抗外力破坏能力强、安装运维方便。相较于金属护套矿物绝缘电缆(MI电缆),SECT具有功率密度大、单电源电伴热距离长、抗外力能破坏、安装运维方便等特点。本文详细介绍了该技术的原理,分析了其在高温大直径管道伴热中的技术优势和瓶颈,并通过调查研究,提出了一种新型的集肤电伴热用发热元件。

STS集肤效应伴热系统保护管安装质量控制

本文主要对国内某大型炼化装置输送液硫长距离管道采用的STS集肤效应伴热系统保护管施工质量控制方法全面介绍,为以后类似工程提供经验借鉴。

集肤和邻近效应对平面磁性元件绕组损耗影响的分析

提高磁性元件的工作频率,可以减少磁性元件的大小。但是随着工作频率的提高,集肤和邻近效应使绕组的损耗增加。文中基于磁性元件绕组的一维模型,对平面磁性元件绕组中的涡流效应进行分析。利用一维条件下,集肤和邻近效应的正交性,得出了集肤和邻近效应各自产生的损耗随绕组厚度和频率的变化趋势,指出简单地把厚绕组分割为薄绕组的并联不能减少绕组的损耗;同时分析利用原副边绕组交叉换位技术减少变压器绕组损耗的原理。通过有限元分析软件和实验证实分析结果的正确性和有效性。

±500kV电子式直流电流互感器集肤效应分析

介绍了用于高压直流电流测量的电子式直流电流互感器,针对其中关键部分——分流器,深入分析了集肤效应的影响。正常情况下在高压直流线路中,流过分流器的电流为直流,但过渡过程及不可避免的干扰会产生一定的谐波电流,由此引起的集肤效应可能会对测量和保护产生影响。本文在理论分析的基础上,结合自行研制的样机和贵州—广州±500kV线路采用的西门子公司的直流电流互感器及其实际挂网试验证明:采用鼠笼结构的分流器,3kHz以下的谐波电流,其集肤效应不会对测量和保护产生影响;对3kHz以上的谐波电流,分流器的集肤效应影响大,必须严格控制谐波电流以保证分流器的性能,同时可在二次电路中进行滤波处理以保证测量和保护的准确性。

基于集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计

现有变压器设计方法没有对谐波下绕组结构进行精确设计,为此提出了一种考虑集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计方法。利用Helmholtz方程对交流谐波下铜箔、矩形及圆形导体绕组的损耗进行了分析及优化,并考虑了磁芯窗口参数的影响,对比了各种优化方法的优缺点及应用场合。样机实验结果表明,该方法可以准确给出谐波损耗最小时的优化结构,适用于大功率定制变压器的设计。

集肤效应对微细电火花加工的影响

针对微细电火花加工中常用的高频脉冲电源,引入集肤效应的概念,并用电磁场理论对其在微细电火花加工中的存在性加以证明.对集肤效应影响下的微细电火花加工过程进行了理论分析,总结了电场强度与电流密度的非均匀分布导致电火花放电点位置的变化规律,分析并实验研究了考虑集肤效应作用的工具电极的损耗形式,认为集肤效应导致的放电能量分布差异是微细电火花加工中微细电极损耗严重的又一重要原因.

有限公式法二维涡流场计算技术及其在电机集肤效应计算中的应用

有限公式法是基于全局量的电磁场数值计算方法,用代数方程取代微分和积分方程描述电磁场物理规律,具有物理意义明确,计算过程简单等优点。该文扼要介绍了有限公式的理论体系和应用现状,阐明了全局物理变量与原空间和映射空间元素的关系;采用基于正弦时变电磁场的复数模型,详细推导了有限公式法二维涡流电磁场的计算公式;并研究推导出了有限公式理论中二类齐次边界条件和非齐次条件的处理方法。结合电机工程中的具体实例,计算了鼠笼电机转子导条的集肤效应,通过与有限元计算结果的对比,验证了方法的正确性。该文的工作,丰富和完善了有限公式理论在涡流场方面的计算技术为在其他工程问题上的进一步应用打下了基础。

考虑谐波及集肤效应的电工钢片旋转异常损耗计算与测量

为了准确计算电工钢片的旋转异常损耗,根据谐波分析原理对建立的电工钢叠片有限元模型进行时步有限元仿真;基于旋转铁心损耗计算模型,通过考虑涡流集肤效应对旋转损耗系数的影响结合钢片在中低频率下的损耗测试获得叠片损耗计算的关键系数,间接求得电工钢片中旋转异常损耗的计算式。利用构建的新型三维磁特性测试系统对典型电工钢叠片样品进行椭圆形旋转与交变励磁方式下的宽频铁耗实验测量,并定量地进行了对比与分析。结果表明:2种励磁方式下叠片损耗的变化规律相类似,但其椭圆形旋转各损耗都要比交变时的对应损耗大,必须认真考虑谐波、集肤效应和旋转励磁等对材料特性的影响;所计算出的旋转异常损耗也是相对较小,在1 k Hz时也未占到旋转总铁耗的5%。从而验证了所推导出的计算式和测量手段的正确性与可行性。

基于集肤效应的空心抽油杆电热系统的数值计算

基于集肤效应原理及电磁场有关耦合理论,利用有限元方法,推导了描述交流电加热井下原油的数学物理模型。在数值计算中,假设在同一级空心抽油杆和杆内电缆在每个截面上的电磁场完全相同,并忽略空气中的漏磁。根据建立的模型,对加热系统中空心抽油杆及杆内电缆的电磁场进行了模拟和分析,得出了在不同的操作频率下,空心抽油杆及杆内电缆的电流密度分布情况以及频率与集肤深度的关系。计算结果表明,电流频率越高,集肤深度越小。对空心抽油杆而言,电流主要分布在杆体的内表面上,因而该装置使用安全。

异步电机双笼转子导条集肤效应的计算

为解决因异步电机转子内、外笼采用不同电阻率的导条而用传统的解析方法无法计算集肤效应的问题,提出了一种准确性与有限元法相当而计算要简单得多的数值计算方法。该方法先把双笼转子导条分为4个半圆块,再在每块中分成若干层,以计算各层自身及相互间的参数为基础,列写出用矩阵形式表示的支路电压方程。通过矩阵运算,推导了各层电流间的相互关系,计算了考虑集肤效应时的导条损耗与槽漏磁场能量,最后由等值交流电与直流电情况下的损耗之比得出电阻增大系数、漏磁场能量之比得出漏感减小系数。给出了算例的计算结果并说明了该方法的有效性。

集肤效应对高密度永磁电机温升的影响

针对高密度永磁电机铜耗和温升难以精确计算的问题,依据电磁场的基本理论,导出电阻增加系数的表达式,分析电阻增加系数与电导率、频率和导线尺寸之间的关系。用Ansoft有限元软件,仿真分析电机槽内电流密度分布不均匀现象和三种绕组选用方案对交流电阻值的影响。基于流固耦合方法,用AnsysFluent有限元软件,仿真分析考虑集肤效应影响的三种绕组设计方案的电机温升值。仿真结果表明,合理的选取绕组线径和并绕根数可以有效抑制交流绕组的集肤效应,降低电机温升。样机试验结果和仿真计算数据比较吻合,验证了仿真分析方法的正确性和可行性。

异步电机转子复杂槽型集肤效应计算方法研究

在电机转子参数辨识中,由集肤效应引起的转子导条电阻增大系数与转子槽漏感减小系数是必须要考虑的因素,介绍了一种异步电机转子复杂槽型的分层处理方法,并根据电磁基本定律,推导了笼型转子导条集肤效应的数值计算公式,并给出了电阻增大系数与转子槽漏感减小系数的计算结果实例。通过与传统计算方法的对比说明了该方法的有效性。

考虑磁路饱和及集肤效应的异步风力发电机组暂态性能分析

为准确分析异步发电机不同详细模型对大型风电机组暂态性能的影响,该文结合2个质量块的风力机传动链等效模型,分别建立了笼型异步发电机考虑主磁路、定转子漏磁路饱和以及集肤效应影响的风电机组数学模型。针对大型风电机组在机械大扰动和电网电压骤降情况下,利用Matlab/Simulink平台对机组在不同数学模型描述时的暂态过程进行了仿真比较。结果表明,尤其在电网电压骤降时,电机磁路饱和对机组暂态运行性能的影响较为显著。

考虑集肤效应与邻近效应的变压器谐波损耗模型

现有变压器模型无法精确计算变压器谐波损耗,因此提出了考虑集肤效应与邻近效应的变压器谐波损耗模型。对变压器中绕组的电磁场进行了分析,利用坡印亭矢量法得出各层绕组的损耗计算公式,由此分析了集肤效应与邻近效应对绕组的影响,建立了变压器谐波损耗模型。仿真结果表明,和Simulink自带模型相比,利用所提模型计算谐波损耗时精度更高。

输油管线集肤效应电伴热的优化

在对比输油管线伴热输送方法的基础上,介绍了输油管线集肤效应电伴热(SECT)的基本构成。并通过对电伴热系统的优化设计,提出了输油管线沿线的分段等温集肤效应电伴热输送。为进一步优化设计集肤效应电伴热输油管线的伴热性能,搭建了20 m长的分段等温集肤效应电伴热输油管线实验台架,对分段等温集肤效应电伴热输油管线进行了系统测试。测试结果表明:应用分段等温集肤效应电伴热技术时集肤效应明显,可极大地提高伴热效率;在优选不同形状和尺寸的SECT加热管时,宜采用1.905 cm的圆形SECT加热管,此时阻抗值较大且穿线安装方便。分段等温SECT的不仅可以提高发热效率,减小施工难度,而且漏电压处于安全水平,能够达到节能、环保、高效、安全等目的,易于在中长距离黏油输油管线中推广应用。

并联型集肤效应变频加热逆变电源

设计了一种集肤效应加热电源。系统采用PIC18F系列单片机作为控制器,功率转换电路采用四组IGBT全桥逆变电路单元并联的方式,温度反馈采用多传感器融合技术。工作时,单片机根据设定的温度信号和反馈的温度信号作出响应,控制ECCP模块以PWM半桥输出方式集中控制逆变电路,经Simulink仿真分析,系统能灵活输出占空比和频率连续可调的交流方波,控制性能好。

石化管线集肤效应电伴热研究

石油化工企业中的管道,常用伴热的方法以维持生产操作及停输期间管内介质的温度。管道集肤效应电伴热(加热)技术是近年来出现的一种新的金属管道加热方法,是大型石油化工等企业热输管道加热保温的新技术、新工艺。通过阐述集肤效应机理及实验方式,论证了此种加热技术在石化管线伴热的可行性及在其应用中具有效率高,使用广泛等优点。