海上平臺電伴熱日常維護及檢修

高健 趙立朝

摘 要：電伴熱帶可隨著環境溫度變化實現自動調節，因此其在石油化工、海上石油平臺、鉆井船等場所使用越來越廣泛，且逐步取代傳統的蒸汽伴熱和熱水套管伴熱。然而在實際應用中電伴熱帶選型與工藝流程溫度不符、不同型號電伴熱帶混搭、敷設不規范、日常檢查維護不到位等導致電伴熱帶使用效果不佳、壽命縮短，甚至成為安全事故的主要誘導因素。

關鍵詞：電伴熱帶;自動調節;檢查檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.045

1 電伴熱系統介紹

電伴熱系統是為防止平臺上工藝生產設施和生活設施的各種工藝管線以及容器中的液體凝結而設置的電加熱系統。電伴熱系統可以使上述管線和容器內的液體在-15.4℃時維持在所需溫度，從而保證液體不凍結，防止管線凍堵。

目前海上平臺所使用的電伴熱帶多數為自限式電伴熱帶，這種電伴熱帶可以使管線上的每一點溫度隨著溫度變化而改變發熱量，溫度升高時電伴熱帶可以自動降低發熱量，溫度降低時電伴熱帶可以自動提高發熱量，這種自控性可以隨時補償溫度變化，避免電伴熱帶過熱或發熱不足，本文以Raychem為例進行說明。

1.1 電伴熱系統的組成

電伴熱系統由下列幾部分組成：（1）電伴熱變壓器;（2）電伴熱控制盤;（3）電伴熱帶及附件;（4）保溫材料。

1.2 電伴熱帶及附件

（1）電伴熱帶類型。電伴熱帶的型號有BTV和QTV之分。

BTV系列的電伴熱帶可以應用在介質操作溫度不超過65℃，最高偶然性溫度不超過85℃的環境中，它適用于散熱量較小管道的防凍伴熱。

QTV系列電伴熱帶可用于介質操作溫度不超過110℃，偶然性溫度不超過135℃的環境中，它是用于散熱量較大的管線伴熱。

電伴熱帶的內部結構和發熱材料是半導體化學材料，其具有自動限溫的性能，通電后，電伴熱帶上的任何一點所產生的熱量或輸出功率隨著被加熱介質的溫度變化而變化。介質溫度高時，電伴熱帶的電阻增大，電流減少，電伴熱帶所發出的熱量降低;介質溫度低時，電伴熱帶的電阻減少，電流增大，電伴熱帶發出的熱量增大。因此這種自動限溫的特性可以隨時補償由于環境溫度變化而使管線產生的熱損失，從而使介質溫度保持在一定范圍內。

（2）電伴熱附件。1）電源接線盒。電源接線盒是用來把從電伴熱盤回路開關引出的220V交流電源引到伴熱的管線上，而使電伴熱帶通電的一種裝置。2）二通接線盒。二通接線盒是用來把從2個方向來的2條電伴熱帶連接在一起，從而使電伴熱帶加長的一種裝置。3）三通接線盒。三通接線盒是一種把來自3個方向3條管線的電伴熱帶連接在一起，從而構成1個并聯回路的連接裝置。4）終端盒。終端盒是用來密封電伴熱帶的尾端，從而使電伴熱帶不至于受潮發生短路或接地的一種裝置。

2 電伴熱系統常見故障及排除方法

電伴熱系統在正確的安裝和操作時，其運行是可靠的，使用壽命也較長。但由于安裝運行維護不當或運行過程中的工藝設備、管線運行狀態或溫度等條件的變化引起不必要的故障，使用壽命下降，這就要求操作人員及時發現故障并查明原因，迅速解決，保證電伴熱系統安全可靠運行。

常見維護故障原因如下：

2.1 開關跳閘

（1）可能的原因：1）開關規格小、回路電流大、啟動溫度低;2）回路開關損壞;3）電源箱、兩通、三通/尾端處對地絕緣不好或有短接現象;4）電伴熱帶受損、受潮，引起短路。

（2）排除方法：1）重新計算，更換開關;2）更換開關;3）用兆歐表測量絕緣電阻，查找和修復不正確的接線;4）查找受損、受潮處，用兆歐表測量絕緣電阻，并對電伴熱帶進行修復或更換干燥的電伴熱帶。

2.2 回路發熱量為零或低于額定值

（1）可能的原因：1）電壓低或沒有電壓;2）兩通、三通接頭脫落或電伴熱帶中面被切斷;3）接頭松動，引起高電阻。

（2）排除方法：1）修復電源電纜和電力設備;2）檢查回路和電伴熱帶長度，計算發熱量，把二通、三通接頭接好，查找和更換受傷的電伴熱帶;3）檢查并接好接頭。

2.3 回路發熱量正常，但管線達不到應有的維持溫度

（1）可能的原因：1）保溫層受潮;2）在閥門/支架和其他散熱體上纏繞的電伴熱帶長度不夠。

（2）排除方法：1）更換干燥的保溫材料，正確安裝防水鋁皮護套;2）增加纏繞的長度，但不要超過最大回路長度。

3 故障檢修方式

目前平臺電伴熱帶接地故障率占比總故障率達95%以上，主要檢修方式為：

（1）利用兆歐表測量電伴熱帶對地絕緣，判斷故障回路。

（2）電伴熱帶埋設于保溫材料內部，無法直接對電伴熱帶進行故障排查，同時由于部分平臺自投產初期至今經過多次流程改造，致使現階段電伴熱接線比較復雜，且許多電熱帶所標名稱與回路實際位置不一致，對故障檢修存在較大難處。針對該類故障，一般檢修方式為通過查找兩通、三通及尾端方式確認電伴熱回路。

（3）多數兩通、三通埋設于保溫材料下，對于此問題需憑借經驗來根據管線走向判斷此處是否有兩通或三通，然后將保溫材料進行拆除，拆卸找到的三通或兩通，通過兆歐表分別測量伴熱帶對地絕緣，進而排除一部分伴熱接地故障，而鎖定下一支路伴熱走向，同步采用上述方式逐步尋找兩通、三通、尾端并拆除保溫方式來尋找故障，直至最終故障鎖定并解除。

（4）拆除保溫后未找到兩通、三通，則最后需在電伴熱帶處剪斷來分方向排查故障，進而導致增加兩通，此后的故障率也相應增加。

（5）待所有故障排除后還需由專業保溫人員進行保溫修復。

（6）上述問題是在排查順利的情況下使問題得以解決，但部分老油田電伴熱敷設較為復雜，對于故障點的排查可能短時間內無法鎖定，需逐系統、逐路進行排查。

遼東灣包處于渤海灣北部，冬季對于電伴熱及冬防保溫要求很高，因此為保證冬季電伴熱系統穩定運行，則要求選擇電伴熱時，應對電伴熱質量進行嚴格把關，經對比，目前國產電伴熱質量達不到國外進口電伴熱產品質量水平，因此從電伴熱的選型到安裝都要嚴格按照規范，做好安裝前的檢查工作和安裝后的檢查工作，投入運行后要定期檢測并記錄，使電伴熱在使用過程中達到理想的使用狀態。

參考文獻：

[1]施振寶，吳永紅.恒功率電伴熱系統在船上的應用探討[J].福建交通科技，2015.

[2]陳偉建.淺析電伴熱在船用踏步模塊的融雪應用[J].機電信息，2019.

[3]Raychem使用說明書[S].

[4]設備維修保養手冊[M].