第三章埋地管道的陰極保護(hù)

1、2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,1,第三章 埋地管道的陰極保護(hù) 第一節(jié) 概 述 1940年英國應(yīng)用了犧牲陽極陰極保護(hù)，德國和日本分別是在1950年和1946年開始研究電化學(xué)保護(hù)理論的，并開始了煤氣管道的陰極保護(hù)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,2,陰極保護(hù)技術(shù)在我國石油管道上的應(yīng)用研究始于1958年。到了60年代初期，在新疆、大慶、四川等油氣管道上陸續(xù)推廣了陰極保護(hù)技術(shù)。70

2、年代，我國的長輸管道已廣泛采用了陰極保護(hù)。 目前，國外陰極保護(hù)技術(shù)已做到了法律化。標(biāo)準(zhǔn)化，比較重要的有《美國氣體管道聯(lián)邦最低安全標(biāo)準(zhǔn)》、德國的《長輸管道運(yùn)輸危險(xiǎn)液體的規(guī)定》、NACE的《埋地及水下金屬管道外腐蝕控制推薦作法》等。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,3,中國的第一部管道防腐蝕技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是SYJ 7-84 鋼質(zhì)管道和儲罐防腐蝕工程設(shè)計(jì)規(guī)范》。第一部法規(guī)是國務(wù)院1989年頒布的《石油、天然氣管道管

3、理?xiàng)l例》，條例首次將管道陰極保護(hù)的要求列入了管理的內(nèi)容。目前，國內(nèi)一萬七千余公里的長距離油氣管道已經(jīng)全部采用了陰極保護(hù)，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了保障。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,4,一、陰極保護(hù)原理 用圖3-l的極化圖解可以清楚地說明陰極保護(hù)的工作原理。以外加電流的陰極保護(hù)為例，暫不考慮腐蝕電池的回路電阻，則在未通電流保護(hù)以前，腐蝕原電池的自然腐蝕電位為E，相應(yīng)的最大腐蝕電流為IC。,2024/3

4、/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,5,通上外加電流后，由電解質(zhì)流入陰極的電流量增加，由于陰極的進(jìn)一步極化，其電位將降低。如流入陰極電流為ID，則其電位降至E′，此時(shí)由原來的陽極流出的腐蝕電流將由IC降至I′。ID與I′的差值就是由輔助陽極流出的外加電流量。為了使金屬構(gòu)筑物得到完全保護(hù)，即沒有腐蝕電流從其上流出，就需進(jìn)一步將陰極極化到使總電位降至等于陽極的初始電位EAO，此時(shí)外加的保護(hù)電流值為IP。從圖上可以看出，要達(dá)到完全保護(hù)，外加的保護(hù)

5、電流要比原來的腐蝕電流大得多。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,6,顯然，保護(hù)電流IP與最大腐蝕電流IC的差值決定于腐蝕電池的控制因素。受陰極極化控制時(shí)，二者的差值要比受陽極極化時(shí)小得多。因此，采用陰極保護(hù)的經(jīng)濟(jì)效果較好。 二、陰極保護(hù)的方法 實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)的方法通常有犧牲陽極法和強(qiáng)制電流法。由于雜散電流排除過程中，在管道上保留有一定的負(fù)電位，使管道得到了陰極保護(hù)，所以排流保護(hù)也是一種限定條件下的陰極保護(hù)方法

6、。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,7,1.犧牲陽極法 在腐蝕電池中，陽極腐蝕，陰極不腐蝕。利用這一原理，以犧牲陽極優(yōu)先溶解。使金屬構(gòu)筑物成為陰極而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方法稱為犧牲陽極法（圖3-2）。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,8,為了達(dá)到有效保護(hù)，犧牲陽極不僅在開路狀態(tài)（犧牲陽極與被保護(hù)金屬之間的電路未接通）有足夠負(fù)的開路電位（即自然腐蝕電位），而且在閉路狀態(tài)（電路接通后）有足夠的閉路電位（即工作電位）。

7、這樣，在工作時(shí)可保持足夠的驅(qū)動電壓。驅(qū)動電壓指犧牲陽極的閉路電位與金屬構(gòu)筑物陰極極化后的電位兩者之差，亦稱為有效電壓。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,9,作為犧牲陽極材料，必須具有下列條件：(1)要有足夠的負(fù)電位，且很穩(wěn)定；(2)工作中陽極極化要小，溶解均勻，產(chǎn)物易脫 落；(3)陽極必須有高的電流效率，即實(shí)際電容量和理論電容量之比的百分?jǐn)?shù)要大；(4)電化當(dāng)量高，即單位重量的電容量要大；(5)腐蝕產(chǎn)物無毒，不

8、污染環(huán)境；(6)材料來源廣，加攻容易，價(jià)格便宜。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,10,在土壤環(huán)境中常用的陽極材料有鎂和鎂合金、鋅和鋅合金；在海洋環(huán)境中還有鋁合金。這三類犧牲陽極已在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。 2.強(qiáng)制電流法 根據(jù)陰極保護(hù)的原理，用外部的直流電源作陰極保護(hù)的極化電源，將電源的負(fù)極接管道（被保護(hù)構(gòu)筑物），將電源的正極接至輔助陽極，在電流的作用下，使管道發(fā)生陰極極化，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)（圖3-2）。,202

9、4/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,11,強(qiáng)制電流法的電源常用的有整流器，還有太陽能電池、熱電發(fā)生器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。輔助陽極的常用材料有高硅鑄鐵、石墨，磁性氧化鐵及廢鋼鐵等。強(qiáng)制電流法是目前長距離管道最主要的保護(hù)方法。 3.排流保護(hù) 當(dāng)有雜散電流存在時(shí)，通過排流可以實(shí)現(xiàn)對管道的陰極極化，這時(shí)雜散電流就成了陰極保護(hù)的電流源。但排流保護(hù)是受到雜散電流所限制的。通常的排流方式有直接排流、極性排流、強(qiáng)制排流三種形式。各種形式都

10、有一定的局限性。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,12,當(dāng)對被保護(hù)構(gòu)筑物選用陰極保護(hù)方式時(shí)主要考慮的因素有： （1）保護(hù)范圍的大小：大者強(qiáng)制電流優(yōu)越，小者犧牲陽極經(jīng)濟(jì)； （2）土壤電阻率的限制：電阻率太高不宜采用犧牲陽極； （3）周圍鄰近的金屬構(gòu)筑物：有時(shí)因干擾而限制了強(qiáng)制電流的應(yīng)用； （4）覆蓋層的質(zhì)量：對于覆蓋層太差或裸露的金屬表面，因其所需保護(hù)電流太大而使?fàn)奚枠O不適用； （5）

11、可利用的電源因素；,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,13,（6）經(jīng)濟(jì)性。表3-1是陰極保護(hù)與排流保護(hù)的比較。 三、陰極保護(hù)參數(shù) 在圖3-1中，可以看到與陰極保護(hù)相關(guān)的幾個(gè)參數(shù)：自然腐蝕電位、保護(hù)電位、保護(hù)電流（可以換算成電流密度）。正確選擇和控制這些參數(shù)是決定保護(hù)效果的關(guān)鍵。為了直觀。定量地比較陰極保護(hù)的效果，有時(shí)還要引用陰極保護(hù)保護(hù)度參數(shù)。而在實(shí)際保護(hù)中入們僅把保護(hù)電位作為控制參數(shù)，因?yàn)樗茏匀桓g電位

12、和保護(hù)電流所控制，而且在實(shí)踐中容易操作。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,14,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,15,1.自然腐蝕電位 無論采用犧牲陽極法還是采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，被保護(hù)構(gòu)筑物的自然腐蝕電位都是一個(gè)極為重要的參數(shù)。它體現(xiàn)了構(gòu)筑物本身的活性，決定了陰極保護(hù)所需電流的大小，同時(shí)又是陰極保護(hù)準(zhǔn)則中重要的參考點(diǎn)。 2.保護(hù)電位 按國標(biāo)GB/T 10123-88的定義，保護(hù)電位為“

13、進(jìn)入保護(hù)電位范圍所必須達(dá)到的腐蝕電位的臨界值”。保護(hù)電位是陰極保護(hù)的關(guān)鍵參數(shù)，它標(biāo)志了陰極極化的程度，是監(jiān)視和控制陰極保護(hù)效果的重要指標(biāo)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,16,為使腐蝕過程停止，金屬經(jīng)陰極極化后所必須達(dá)到的電位稱為最小保護(hù)電位，也就是腐蝕原電池陽極的起始電位。其數(shù)值與金屬的種類、腐蝕介質(zhì)的組成。濃度及溫度等有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測定，碳鋼在土壤及海水中的最小保護(hù)電位為-0.85V（CSE）左右。,2024/3/31

14、,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,17,管道通入陰極電流后，其負(fù)電位提高到一定程度時(shí)，由于H+在陰極上的還原，管道表面會析出氫氣，減弱甚至破壞防腐層的粘結(jié)力，不同防腐層的析氫電位不同。瀝青防腐層在外加電位低于-1.20V（CSE）時(shí)開始有氫氣析出，當(dāng)電位達(dá)到-1.5OV（CSE）時(shí)將有大量氫析出。因此，對于瀝青防腐層取最大保護(hù)電位為-1.20V（CH）。若采用其他防腐層，最大保護(hù)電位值也應(yīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定。聚乙烯防腐層的最大保護(hù)電位可取-1.50V

15、（CSE）。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,18,3.保護(hù)電流密度 在國標(biāo)GB/T 10123-88中，保護(hù)電流密度的定義是：“從恒定在保護(hù)電位范圍內(nèi)某一電位的電極表面上流入或流出的電流密度”。此定義適用于陰極保護(hù)和陽極保護(hù)，對于陰極保護(hù)來說只能是“流入”。保護(hù)電流密度與金屬性質(zhì)、介質(zhì)成分、濃度。溫度、表面狀態(tài)（如管道防腐層狀況）、介質(zhì)的流動、表面陰極沉積物等因素有關(guān)。對于土壤環(huán)境而言，有時(shí)還受季節(jié)因素的影響。,2

16、024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,19,因保護(hù)電流密度不是固定不變的數(shù)值，所以，一般不用它作為陰極保護(hù)的控制參數(shù)；只有無法測定電位時(shí)，才把保護(hù)電流密度作為控制參數(shù)。例如在油井套管的保護(hù)中，電流密度是一個(gè)重要參數(shù)，可以作為控制參數(shù)用。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,20,不同表面狀況的鋼管的最小保護(hù)電流密度見表3-2。從表中可以看出：裸管比有防腐層的管道需要的保護(hù)電流密度大得多；土壤電阻率愈小，需要的保護(hù)電流密度愈大

17、。由于在實(shí)際工作中很難測定腐蝕電池的陰、陽極的具體位置和面積大小，故表中所列數(shù)據(jù)都是按與電解質(zhì)接觸的整個(gè)被保護(hù)金屬表面積計(jì)算的。類似的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對于較小的金屬構(gòu)筑物，如油罐的罐底、平臺的樁等是適用的；對于沿途土壤電阻率和防腐層質(zhì)量變化較大的長距離管道，則往往偏差較大。故對于管道的陰極保護(hù)，常以最小保護(hù)電位和最大保護(hù)電位作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,21,四、陰極保護(hù)準(zhǔn)則 自從1928年美國J.柯恩通過

18、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)-0.85V（CSE）電位能控制電化學(xué)腐蝕之后，這一標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)，成為公認(rèn)的最小保護(hù)電位。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,22,從電化學(xué)理論上分析，鐵在腐蝕時(shí)，以二價(jià)離子形式出現(xiàn)，用能斯特方程式表達(dá)為,,式中 ——鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位； R——?dú)怏w常數(shù)； T——絕對溫度； F——法拉第常數(shù)； ——靠近電極的電解液層中鐵離

19、 子的活度。,,,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,23,當(dāng)pH＞5.5時(shí)， 和 作用生成難溶的 ，此時(shí)， 取決于 的溶度積 。25℃時(shí)，,,,,,,,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,24,按 ，在pH值為5.5～10的電解液中，計(jì)算

20、出保護(hù)電位在-0.38～-0.64V(SHE)之間變化。換算成相對飽和Cu/CuSO4電解的電位為-0.7～-0.96V。鋼在土壤中(pH=8.3～9.6)的保護(hù)電位為-0.541～-0.618V(SHE)，平均為-0.58V(SHE)，相對飽和Cu/CuSO4電極的電位為-0.90V。,,,,,,,,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,25,計(jì)算出鋼的保護(hù)電位與鋼在該電解液中的初始電位值之差，即可認(rèn)為是陰極極化值或負(fù)向偏移。例

21、如，鋼在干燥土壤中的自然電位Vx=-0.3V（SHE），其陰極極化值計(jì)算得：,根據(jù)電化學(xué)理論，陰極保護(hù)判據(jù)是多因素決定的，相當(dāng)復(fù)雜。但-0.85V（CSE）是既有理論基礎(chǔ)，又有實(shí)踐依據(jù)，已為世界各國所接受。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,26,對于鋼鐵的陰極保護(hù)準(zhǔn)則，各國標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)方式也不相同，采用下述之一或幾個(gè)作為判據(jù)： （1）施加陰極保護(hù)時(shí)陰極的負(fù)電位至少為850mV，這一電位是相對于接觸電解質(zhì)的飽和Cu/Cu

22、SO4參比電極測量的。測量中必須排除IR降影響。 （2）相對于飽和Cu/CuSO4參比電極的負(fù)極化電位至少為850mV。 （3）在構(gòu)筑物表面與接觸電解質(zhì)的參比電極之間的陰極極化值最小為100mV。這一數(shù)據(jù)的測定可以在極化的形成過程或是衰減過程中進(jìn)行。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,27,-850mV（CSE）適用于各種土壤環(huán)境中鋼鐵構(gòu)筑物的陰極保護(hù)，是世界公認(rèn)的通用準(zhǔn)則。對于有良好覆蓋層的管道，這一準(zhǔn)則很實(shí)

23、際。但是當(dāng)覆蓋層的質(zhì)量太劣或是裸管，采用-850mV的準(zhǔn)則就顯得過保護(hù)和浪費(fèi)，所以國外學(xué)者主張?jiān)谶@種條件下采用-100mV極化電位準(zhǔn)則。其理由是腐蝕體系ic=（Ec- Ea）/（Rc+Ra），式中ic為腐蝕電流，要使ic很小，必須使陰極電位Ec和陽極電位Ea很接近，即Ec=Ea或ΔE=Ec-E。很小。在裸管上就是ΔE，故100mV極化值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)ΔE，足以達(dá)到保護(hù)要求。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,28,采用-100m

24、V極化電位準(zhǔn)則，有個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的問題。雖然準(zhǔn)則在陰極極化建立或衰減過程中都可以采用，但在建立過程中由于有IR降的影響，使得100mV的精度受到了限制，故衰減過程中采用該準(zhǔn)則比較實(shí)際。表3-4是在一條109mm直徑的裸管道上測得的電位，表3-5是一條直徑為319mm的舊防腐層管道上測得的電位，前者的保護(hù)電流密度是13.67mA/m2，后者為1.51mA/m2。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,29,2024/3/31,西南石油學(xué)院

25、儲運(yùn)研究所,30,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,31,在考慮通氣程度時(shí)，英國BS 7361標(biāo)準(zhǔn)中，通氣環(huán)境為-0.85V，不通氣環(huán)境為-0.95V。德國的DIN 30676標(biāo)準(zhǔn)則給出溫度和砂土兩個(gè)條件：溫度高于60℃為-0.95V；在砂土中，p＞500Ω·m時(shí)，為-0.75V。以上電位測量均相對Cu/CuSO4電極。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,32,五、管道實(shí)施陰極保護(hù)的基本條件 管道實(shí)

26、施陰極保護(hù)的基本條件為：有可靠的直流電源，以保證提供充足的保護(hù)電流；管道必須處于有電解質(zhì)的環(huán)境中（如士壤、河流、海水等）；保持管道縱向電連續(xù)性；為確保管道系統(tǒng)陰極保護(hù)的有效性和提高保護(hù)效率，必須做好管道的電絕緣，如選用高質(zhì)量的管道覆蓋層以及合理布局絕緣連接體。以下主要討論管道絕緣連接及管道縱向電連續(xù)性的問題。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,33,1.管道的電絕緣 1）絕緣接頭 管道的絕緣接頭有法蘭型、整體

27、型（埋地）、活接頭等各種型式。近幾年開發(fā)的整體埋地型絕緣接頭具有整體結(jié)構(gòu)。直接埋地和高的絕緣性能，克服了絕緣法蘭密封性能不好、裝配影響絕緣質(zhì)量、不能埋地、外緣盤易集塵等不良影響，是管道理想的絕緣連接裝置。圖3-2是整體型絕緣接頭的結(jié)構(gòu)圖。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,34,需要設(shè)置絕緣連接的場所有：管道與井、站、庫的連接處；管道與設(shè)備所有權(quán)的分界處；支線管道與干線管道的連接處；不同材質(zhì)、新舊管道及有防腐層與無防腐層管道間

28、連接處；大型穿、跨越段的兩端；雜散電流干擾段；使用不同陰極保護(hù)方法的交界處。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,35,2）絕緣支墩（墊） 當(dāng)管道采用套管形式穿墻或穿越公路、鐵路時(shí)，管道與套管必須電絕緣。通常采用絕緣支墩或絕緣墊。 管道及支撐架、管橋、穿管隧道、樁、混凝土中的鋼筋等必須電絕緣。若管段兩端已裝有絕緣接頭，使架空管段與埋地管道相絕緣，則此時(shí)管道可以直接架設(shè)在支撐架上而無需電絕緣。,2024/3/31,

29、西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,36,3）其他電絕緣 當(dāng)管道穿越河流，采用加重塊、固定錨、混凝土、加重覆蓋層時(shí)，管道必須與混凝土鋼筋電絕緣，安裝時(shí)不得損壞管道原有防腐層。 管道與所有相遇的金屬構(gòu)筑物（如電纜、管道）必須保持電絕緣。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,37,2．管道縱向電的連續(xù)性 對于非焊接的管道連接頭，應(yīng)焊接跨接導(dǎo)線來保證管道縱向電的連續(xù)性，確保電流的流動。 對于預(yù)應(yīng)力混凝土管道，施加陰

30、極保護(hù)時(shí)，每節(jié)管道的縱向鋼筋必須首尾跨接，以保證陰極保護(hù)電流的縱向?qū)āＳ袝r(shí)還可平行敷設(shè)一條電纜，每節(jié)預(yù)應(yīng)力管道與之相連來實(shí)現(xiàn)電的連續(xù)性。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,38,3.陰極保護(hù)管道的附件 1）檢查片 檢查片材質(zhì)應(yīng)與被保護(hù)的管道相同，用于定量分析陰極保護(hù)的效果及土壤的腐蝕性。也有用于其他目的的檢查片，如在犧牲陽極保護(hù)段，用于代表管道，測量自然電位用。 檢查片的推薦尺寸為100mm×

31、;50mm×5mm，采用鋸、氣割方法制取。為不改變檢查片的冶金狀態(tài)，氣割邊緣應(yīng)去掉20～30mm。檢查片應(yīng)有安裝孔和編號，編號可用鋼字模打印。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,39,一般檢查片應(yīng)埋設(shè)在有代表意義的腐蝕性地段（環(huán)境中），如污染區(qū)、高鹽堿地帶。雜散電流嚴(yán)重地區(qū)以及管道陰極保護(hù)范圍末端。 2）測試樁 為了測量陰極保護(hù)管道的電參數(shù)，必須在管道沿線設(shè)計(jì)不同功能的測試樁。在國外的文獻(xiàn)中稱之為防腐

32、測試站（Test Station）。 測試樁設(shè)置原則為：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,40,——電位測試樁，一般每公里處設(shè)一支，需要 時(shí)可以加密或減少；——電流測試樁，每 5～8 km處設(shè)一支；——套管測試樁，套管穿越處一端或兩端設(shè)置；——絕緣接頭測試樁，每一絕緣接頭處設(shè)一支；——跨接測試樁，與其他管道、電纜等構(gòu)筑物 相交處設(shè)一支；——站內(nèi)測試樁，視需要而設(shè)；——犧牲陽極測試樁，一

33、般設(shè)在兩組陽極的中 間部位。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,41,以上設(shè)置的測試樁，可以測取管道的保護(hù)電位、管道保護(hù)電流的大小和流向、電絕緣性能及干擾方面的參數(shù)。 測試樁的功能主要區(qū)別在接線上。最簡單的是電位測試樁，只需引接兩根導(dǎo)線；測管道電流要接四根導(dǎo)線；測兩者間的干擾或絕緣要在相鄰構(gòu)筑物上各引出兩根導(dǎo)線。一般來說，測試樁的功能可以結(jié)合在一起使用，有時(shí)測試樁還可和里程樁相結(jié)合。,2024/3/31,西南石

34、油學(xué)院儲運(yùn)研究所,42,第二節(jié) 強(qiáng)制電流法陰極保護(hù) 一、強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的工藝計(jì)算 管道陰極保護(hù)范圍的制約因素是管道防腐層電阻和管徑，它以最大保護(hù)電位和最小保護(hù)電位的臨界點(diǎn)來劃分。因此保護(hù)一條管道常常需要設(shè)一個(gè)或幾個(gè)陰極保護(hù)站。為了求得保護(hù)長度，必須知道當(dāng)管道上通入陰極極化電流后所產(chǎn)生的極化電位的沿線分布，求取最大保護(hù)電位經(jīng)過多少公里降低到最小保護(hù)電位。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,43,

35、1.管道沿線外加電位與電流的分布規(guī)律 如圖3-3所示，外加電流的電源正極接輔助陽極，負(fù)極接在被保護(hù)管段的中央，這一點(diǎn)稱為匯流點(diǎn)或通電點(diǎn)。電流自電源正極流出，經(jīng)陽極和大地流至匯流點(diǎn)兩側(cè)管道，在兩側(cè)金屬管壁中流動的電流是流向匯流點(diǎn)的。因此，沿線電流密度和電位的分布是不均勻的。理論上在匯流點(diǎn)處的管道沿線電位分布的基本公式是根據(jù)下列假設(shè)條件推出的：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,44,(1)管道防腐層均勻一致，并具有良好的

36、電絕緣性能，與土壤接觸且土質(zhì)均勻一致，因此管道沿線各點(diǎn)的單位面積過渡電阻相等。過渡電阻指電流從土壤沿徑向流入管道時(shí)的電阻，其數(shù)值主要決定于防腐層電阻。 (2)因土壤截面積很大，土壤電阻可以忽略不計(jì)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,45,如圖3-3所示，在離匯流點(diǎn)。公里處取一微元段dX，由于通入外電流以后的陰極極化作用，dX小段處的管地電位往負(fù)的方向上偏移，設(shè)其偏移值為E，E等于通電后的保護(hù)電位與自然電位之差。,20

37、24/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,46,設(shè)單位長度金屬管道的電阻力rT，單位面積的防腐層過渡電阻為Rp，單位長度上電流從土壤流入金屬管道的過渡電阻為 RT，如管外徑為D，則RT=RP/(πD)。 在dX小段上電流的增量打就是在該小段上從土壤流入管道的保護(hù)電流，由于忽略土壤電壓降，故,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,47,負(fù)號表示電流的流動方向與x的增量方向相反。 當(dāng)電流I軸向流過管道時(shí)，由于管道金屬本身

38、的電阻所產(chǎn)生的壓降為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,48,式(3-6)和式(3-7)為二階常系數(shù)齊次線性微分方程，其通解為,式中系數(shù) A1、A2、B1、B2可根據(jù)邊界條件求出。邊界條件通常有三種情況： (1)無限長管段的計(jì)算：即全線只有一個(gè)陰極保護(hù)站，線路上沒有用絕緣法蘭。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,49,(2)有限長管段的計(jì)算：即全線有多個(gè)陰極保護(hù)站，兩個(gè)相鄰站之間的管道由兩個(gè)站共同保護(hù)。

39、(3)保護(hù)段終點(diǎn)有絕緣法蘭的計(jì)算：一般設(shè)有陰極保護(hù)的管道在進(jìn)入輸油站或油庫以前須裝設(shè)絕緣法蘭，以免保護(hù)電流向站內(nèi)或庫內(nèi)流失。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,50,2.保護(hù)范圍的計(jì)算 1)無限長管道的計(jì)算 在匯流點(diǎn)處x=0，I=I0，E=E0。I0為管道一側(cè)的電流，距匯流點(diǎn)無限遠(yuǎn)處x→∞，I=0，E=0。將此邊界條件代入通解式(3-8)和式(3-9)得A0=0，B1=I0；A2=0，B2= E0。故無限長管道的外

40、加電位及電流的分布方程式為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,51,由式（3-10）。式（3-11）可解出沿線各處電位與電流的相互關(guān)系為,在匯流點(diǎn)處，x=0，故匯流點(diǎn)一側(cè)的電流為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,52,匯流點(diǎn)處的總電流就是該保護(hù)裝置的輸出電流，它等于管道一側(cè)流至匯流點(diǎn)電流的兩倍，即I=2I0。 方程式（3-10）和（3-11）說明當(dāng)全線只有一個(gè)陰極保護(hù)站時(shí)，管道沿線的電位及電流值按對數(shù)曲線規(guī)律

41、下降。在匯流點(diǎn)附近的電位和電流值變化激烈，離匯流點(diǎn)愈遠(yuǎn)變化愈平緩。曲線的陡度決定于衰減因數(shù)，主要是防腐層過渡電阻RT的影響。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,53,如前所述，由于最大保護(hù)電位是有限度的，故匯流點(diǎn)處的電位應(yīng)小于或等于最大保護(hù)電位Emax當(dāng)沿線的管/地電位降至最小保護(hù)電位Emin處，就是保護(hù)段的末端。故一個(gè)陰極保護(hù)站所可能保護(hù)的一側(cè)的最長距離，可由式（3-11）算出。取EO=Emax，E=Emin，x=Lmax代

42、入，可得,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,54,由式（3-12）和式（3-13）可見，陰極保護(hù)管道所需保護(hù)電流I0的大小和可保護(hù)段落長度受防腐層電阻的影響很大。防腐層質(zhì)量好，則電能消耗少，保護(hù)距離也長。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)瀝青防腐層的施工質(zhì)量較好時(shí)，管道單位面積防腐層過渡電阻能達(dá)到10000Ω·m2以上，有的達(dá)20000～30000Ω·m2。故目前按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)計(jì)算中常取防腐層的RP=10000Ω&#

43、183;m2，對于合成樹脂類防腐層均會高出此值。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,55,計(jì)算中需要注意的是，式（3-13）中的Emax和Emin均為陰極極化值，相對自然電位的偏移值，而前面所述最大和最小保護(hù)電位系相對于硫酸銅電極測得的極化電位。在大多數(shù)土壤中，用硫酸銅電極測得的鋼管的自然電位約在-0.50～-0.60V之間。若實(shí)測平均值為-0.55V，則當(dāng)取最大保護(hù)電位為-1.20V，最小保護(hù)電位為-0.85V時(shí)，其陰極極化

44、值為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,56,對于長度超出一個(gè)站保護(hù)范圍的長距離管道，常需在沿線設(shè)若干個(gè)陰極保護(hù)站，其保護(hù)段長度應(yīng)按有限長管道計(jì)算。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,57,2)有限長管道的計(jì)算 有限長管道的保護(hù)段即指兩個(gè)相鄰的陰極保護(hù)站之間的管段，或兩端設(shè)有絕緣接頭的管段近似按有限長考慮。其極化電位和電流的變化受兩個(gè)站的共同作用。由于兩個(gè)站的相互影響，將使極化電位變化曲線抬高，如圖3—4所示。

45、因此，有限長管道比無限長管道的保護(hù)距離長，如圖l1＞l2。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,58,設(shè)兩個(gè)站間距離為2l，在中點(diǎn)處（x=l）正好達(dá)到保護(hù)所需要的最小保護(hù)電位，El=Emin。電位變化曲線在中點(diǎn)處發(fā)生轉(zhuǎn)折，即 。由于保護(hù)電流來自兩個(gè)站，其電流流動方向相反， 故在中點(diǎn)處電流為零，邊界條件為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,59,代入通解式（3-8）和式（3-9），可得,式

46、中ch（m）和sh（m）分別為雙曲函數(shù)的余弦和正弦。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,60,由方程式（3-5）、式（3-14）得,在匯流點(diǎn)處x=0，I=I0，代入上式得匯流點(diǎn)一側(cè)電流為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,61,由公式（3-14）可求出,得有限長管道一側(cè)的保護(hù)長度,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,62,考慮到雙曲余弦函數(shù)這項(xiàng)很小，可近似忽略，將上式簡化為,將有限長管道與無限長管道的公式進(jìn)

47、行比較可見： （1）無限長管道的電位是按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律變化，而有限長管道是按雙曲函數(shù)的規(guī)律變化，故有限長管道電位和電流分布的變化較緩慢，其保護(hù)距離比無限長管道長。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,63,（2）有限長管道消耗的電能比無限長管道少。 管道末端有絕緣法蘭的計(jì)算與有限長管道的計(jì)算結(jié)果相近，故實(shí)際工作中都按有限長計(jì)算。 根據(jù)上述公式，可以估算被保護(hù)管道全線所需的陰極保護(hù)站的數(shù)量及其位置（通常盡可能設(shè)在泵站或

48、壓縮機(jī)站上）。但必須強(qiáng)調(diào)指出的是：在上述推導(dǎo)過程中忽略了土壤中的IR降，并認(rèn)為沿線防腐層過渡電阻均勻一致；實(shí)際上在幾十公里長的管道沿線，不僅土壤電阻率變化較大，防腐層質(zhì)量也難能一致，故在設(shè)計(jì)中要留有一定的余地。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,64,3)圖解法估算 埋地管道陰極保護(hù)的范圍主要與平均電流密度有關(guān)，與管道縱向電阻所允許的電壓降的大小有關(guān)。設(shè)管道的保護(hù)電流密度為Js，管道L的電壓降為,,2024/3/31,西

49、南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,65,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,66,rT——單位長度管道縱向電阻，Ω/m；pT——鋼管電阻率，Ω·mm2/m；δ——管壁厚度，mm。在圖3-5中繪出了保護(hù)范圍2L和保護(hù)電流密度Js的關(guān)系曲線。對應(yīng)方程（3-19），I0的計(jì)算如下：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,67,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,68,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,69

50、,的選擇及其埋置場所的處理，對節(jié)省電能消耗至關(guān)重要。值得注意的是，在選擇電源設(shè)備和運(yùn)行期間，應(yīng)考慮陰極保護(hù)系統(tǒng)輔助陽極的接地電阻值與電源額定負(fù)載（R額）相匹配。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,70,式中 V額——額定輸出電壓，V； I額——額定輸出電流，A。 陽極地床的接地電阻必須比額定負(fù)載小，才能保證所設(shè)計(jì)的保護(hù)電流的輸出。同時(shí)，也要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度分析，使該保護(hù)系統(tǒng)陽極地床的設(shè)計(jì)與電源設(shè)備的選擇是經(jīng)濟(jì)合

51、理的。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,71,4.陽極接地裝置的計(jì)算 1)接地電阻的計(jì)算 輔助陽極的接地電阻，因地床結(jié)構(gòu)不同而有所區(qū)別。各種結(jié)構(gòu)的接地電阻的計(jì)算公式可參見有關(guān)手冊。這里給出三種常用埋設(shè)方式的陽極接地電阻計(jì)算公式。 (1)單支立式陽極接地電阻的計(jì)算：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,72,(2)深埋式陽極接地電阻的計(jì)算：,(3)單水平武陽極接地電阻的計(jì)算：,上三式中 RV1——單支立式

52、陽極接地電阻，Ω； RV2——深埋式陽極接地電阻， Ω；,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,73,RH——單支水平式陽極接地電阻，Ω； L——陽極長度（含填料），m； d——陽極直徑（含填料），m； t——埋深，m； p——土壤電阻率，Ω·m。(4)組合陽極接地電阻的計(jì)算：式中 Rg——陽極組接地電阻，Ω； n——陽極支數(shù)； F——修正系數(shù)（查圖3-7

53、）； Rv——單支陽極接地電阻，Ω。,,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,74,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,75,2)輔助陽極壽命的計(jì)算 輔助陽極的工作壽命是指陽極工作到因陽極消耗的時(shí)間致陽極電阻上升使電源設(shè)備輸出不匹配，而不能正常工作。當(dāng)然，這里的壽命計(jì)算不包括地床設(shè)計(jì)不合理造成的“氣阻”，施工質(zhì)量不可靠造成的陽極電纜斷線等因素引起的陽極報(bào)廢。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,76,

54、通常陽極的工作壽命由式（3-26）計(jì)算：,式中 T——陽極工作壽命，a； K——陽極利用系數(shù)，常取0.7～ 0.85； G——陽極重量，kg； g——陽極消耗率，kg/(A·a)， 查表3-6。 I——陽極工作電流，A。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,77,3)所需輔助陽極支數(shù)的計(jì)算 所需輔助陽極的支數(shù)由陽極的設(shè)計(jì)壽命及消耗率所決定?？?/p>

55、按式（3-26）換算得到陽極的總重量G=TgI/K，再從接地電阻和規(guī)格型號選取陽極的支數(shù)。一般陽極的設(shè)計(jì)壽命為15a或20a。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,78,例如，當(dāng)計(jì)算陽極的總重量為200kg時(shí)，可選擇40kg/支的5支，或 20kg/支的10支。前者接地電阻大，所耗電費(fèi)比后者要多而不經(jīng)濟(jì)；但前者的壽命要比后者長，當(dāng)耗電量大時(shí)，這一經(jīng)濟(jì)因素更為重要。例如：70年代在華北地區(qū)某輸水管道，管徑1200mm，防腐層質(zhì)量極

56、差，所以單站耗電量達(dá)70～100A。假定回路總電阻為1Ω，陽極接地電阻為0.8Ω，則儀器輸出電壓為,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,79,有效功率為: 102V×l00A=10200 W取整流效率為0.7，則實(shí)耗功率為: 10200W÷0.7=14600 W每年耗電為: 14600×8760=127900 kw·h按當(dāng)時(shí)電價(jià)0.0

57、8元/( kw·h)計(jì)，每年電費(fèi)為: 0.08×l27900=10232元/a陽極壽命按20年計(jì)，則20年電費(fèi)總計(jì)為: 10232×20=204640元,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,80,如果從設(shè)計(jì)考慮，將陽極接地電阻從0.8Ω降至0.5Ω，則這筆費(fèi)用就變成了 7218元/a，20年電費(fèi)為144365元，節(jié)約了60275元。而降低接地電阻所需的一次投資僅為20

58、00元左右（當(dāng)時(shí)價(jià)格），遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于節(jié)約下來的運(yùn)行費(fèi)用。對于陽極數(shù)量的最經(jīng)濟(jì)選擇，可由式（3-27）計(jì)算：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,81,將式（3-27）微分求解得,式中 y——陽極系統(tǒng)總年均費(fèi)用； n——陽極支數(shù)； c——不依賴刀的一個(gè)常數(shù)； a——單支陽極資金年回收混合利息系數(shù)； b——單支陽極年運(yùn)行電費(fèi)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究

59、所,82,例：對于在50Ω·m土壤中用焦炭回填的立式陽極地床φ300mm×2000mm，排流量為10A，求其最佳陽極數(shù)量n。 已知：(1)單支陽極接地電阻力11.26Ω；(2)單支陽極費(fèi)用250元；(3)整流器效率為0.7；(4)電費(fèi)0.10元/(kw·h)；(5)折舊系數(shù)10%；(6)利用系數(shù)取l.3；(7)陽極設(shè)計(jì)壽命20a；(8) CRF(20a壽命10%折舊下綜合投資回收的計(jì)算及年均費(fèi)用的系數(shù)

60、)取0.11。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,83,解：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,84,二、強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)程序 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合陰極保護(hù)準(zhǔn)則的要求，實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)，避免對鄰近構(gòu)筑物的干擾，并給系統(tǒng)提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計(jì)壽命。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,85,必須收集和勘測的設(shè)計(jì)資料和參數(shù)通常有：（1）要收集的資料，包括管道平面線路圖，管

61、道參數(shù)（管徑、壁厚、管材），連接方式（焊接、螺紋或機(jī)械），覆蓋層的類型及性能，套管的位置及結(jié)構(gòu)，電絕緣的位置及結(jié)構(gòu)，架空管及水下穿越的位置及結(jié)構(gòu)；（2）通過勘測得到的資料，包括現(xiàn)存和規(guī)劃中的陰極保護(hù)系統(tǒng)，可能的地上、地下干擾源，特殊的環(huán)境條件，鄰近的金屬構(gòu)筑物，可供利用的電源，沿線土壤電阻率。對于已建管道作饋電試驗(yàn)，測取所需電流。另外還要收集必要的氣象資料。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,86,對于已建的管道，往往需做一些

62、實(shí)際參數(shù)的測量，如土壤電阻率、干擾的測試。饋電試驗(yàn)、覆蓋層電阻的測試、縱向?qū)щ娺B續(xù)性的測試及電絕緣性能的測試，根據(jù)測得的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而新建管道，有些參數(shù)是實(shí)測不了的，只能根據(jù)假設(shè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在SYJ 36-89《埋地鋼質(zhì)管道強(qiáng)制電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的常規(guī)參數(shù)有：,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,87,自然電位：-0.55V（相對CU/CuSO4，下同） 保護(hù)電位：-0.85V 匯流點(diǎn)電位：-1.25V

63、 覆蓋層電阻：10000Ω·m2 鋼管電阻率：低碳鋼，0.135Ω·mm2/m；16Mn鋼，0.224Ω·mm2/m；高強(qiáng)度鋼，0.166Ω·mm2/m 電源效率：70％ 電流密度：30～50μA/m2。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,88,有了這些參數(shù)，就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，選定陰極保護(hù)站，繪制必要的設(shè)計(jì)圖紙，提出所選設(shè)備、材料的技術(shù)說明。 通常陰極保護(hù)

64、的設(shè)計(jì)圖紙有：全線陰極保護(hù)系統(tǒng)平面布置圖；電源安裝圖；地床結(jié)構(gòu)及安裝圖；電纜連接及敷設(shè)圖；陰極保護(hù)站平面圖；配電系統(tǒng)圖；測試系統(tǒng)的組成及分布圖；若有干擾，需要有排流保護(hù)設(shè)計(jì)圖；防強(qiáng)電沖擊的保護(hù)設(shè)計(jì)圖。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,89,2.電源設(shè)備 對有交流市電并能滿足長期可靠穩(wěn)定供電的地方及長輸管道各中間站有可靠交流電源的地方，優(yōu)先考慮使用交流電通過整流來提供極化電源。對于單獨(dú)建站，無市電地區(qū)可選用其他第二電源。

65、不管采用什么型式的電源，其基本要求是：可靠性高；維護(hù)保養(yǎng)簡便；壽命長；對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；輸出電流。電壓可調(diào)；應(yīng)具有過載、防雷、故障保護(hù)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,90,一般交流供電情況下應(yīng)選用整流器或恒電位儀。在管地電位或回路電阻有經(jīng)常性較大變化時(shí)，必須使用恒電位儀。 1）整流器 陰極保護(hù)用整流器宜采用橋式全波整流電路。其紋波系數(shù)應(yīng)滿足單相不大于 50％，三相不大于5％的要求，最大溫升不得超過85℃。在交

66、流輸入端和直流輸出端應(yīng)裝有過流。防沖擊等保護(hù)環(huán)節(jié)。戶外型整流器應(yīng)能適應(yīng)當(dāng)?shù)厮幍臍夂颦h(huán)境，可裝在房頂、墻上或電桿上。通常采用油冷式整流器。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,91,2）恒電位儀 恒電位儀通常應(yīng)在室內(nèi)工作。其技術(shù)要求有：給定電位連續(xù)可調(diào)：-0.500～-2.000V 電位控制精度：＜±20mV 輸入阻抗：≥1MΩ 抗交流干擾能力：≥12V（AC） 耐電壓：≥750V（AC） 負(fù)

67、載波紋系數(shù)：單相，≤5％；三相，≤8％ 恒電位儀印刷電路板一般采取防潮。防鹽霧、防細(xì)菌的三防措施。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,92,3）太陽能陰極保護(hù)裝置 太陽能電池是利用半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體器件。普通的太陽能電池是由兩種不同導(dǎo)電類型，即電子型（N）和空穴型（P）的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的。由于光照產(chǎn)生一個(gè)與PN結(jié)廠內(nèi)電場相反的光生電場，有了光生電動勢，接入外電路便可產(chǎn)生電流。,

68、2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,93,太陽能電池開始是作為人造衛(wèi)星的特殊電源發(fā)展起來的。由于它不要燃料、無污染、自動供電、無入管理、安全可靠、壽命長等特點(diǎn)，隨著它的價(jià)格下降而迅速進(jìn)入地面應(yīng)用。 目前世界已建成的太陽能陰極保護(hù)站有上千座，是油氣管道的一種廉價(jià)的電源。國內(nèi)已建設(shè)了六座太陽能陰極保護(hù)站。就太陽能資源而言，除了四川、西南地區(qū)之外，全國都有豐富的太陽能可供利用。尤其是新疆西北地區(qū)，年日照平均在3000h左右，是世界

69、上少有的一類太陽能資源地區(qū)。,2024/3/31,西南石油學(xué)院儲運(yùn)研究所,94,4）CCVT電源系統(tǒng) CCVT是英文 Closed Cycle Vapor Turbogenerator的縮寫，直譯為密閉循環(huán)蒸汽透平發(fā)電機(jī)。CCVT是一種工質(zhì)進(jìn)行朗肯循環(huán)，具有一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動部件的密封式小型渦輪發(fā)電裝置，輸出功率范圍在200～5000W之間。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)闊o電邊遠(yuǎn)地區(qū)的電信和陰極保護(hù)電源。它將以往用于飛機(jī)設(shè)計(jì)的熱力學(xué)理論和航空發(fā)動機(jī)