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管道电伴热带设计说明——如何选择电伴热带

点击次数:10872次    时间:2014-03-28    分享:
电伴热带选型
     电伴热是利用电伴热产品所产生的热量补偿需伴热的管道、容器、罐体等工艺装置所散耗的热量,以维持其相应的介质温度来满足工艺要求。所以正确算出管道、容器、罐体等工艺装置的热耗散量,对伴热所需的介质温度是至关重要的。为此在计算热耗散量前,必须先找出有关的几个重要参数:如管道、容器、罐体等介质维持温度;当地 低环境温度;管道的外径;管道的内径;容器或罐体表面积;保温层厚度。另外还需知道保温材料的名称和敷设环境(室内或室外、地面或埋地)。当知道了这些参数,再借助于有关的计算方式和表就能进行具体计算,从而得到的散热量。
电伴热带设计说明
  1. 电伴热适用范围:适用于工业与民用建筑等行业众多场合,金属管道及设备工艺装置的保温盒防冻。
  2. 电伴热工程安装和调试应在供货方的指导下或严格遵循本手册及有关国家标准、图集和有关安全规范进行。
  3. 电伴热工程设计和安装要求:由于电伴热的电热带的电热带时安装在绝缘层和管道(或设备)外壁之间,利用电热来补充输贮过程中所散失的热量,以维持在一定的温度范围内,达到保温和防冻的目的。所以电伴热仍需有绝热层、防潮层和保护层。绝热层的材质、厚度和结构的选择应先按保温盒防结露要求的绝热层厚度计算和选择电热带功率,当功率过大时,再增加绝热层厚度。用于保温为目的的绝热设防潮层。只有在确保夏季管道、设备表面不结露的情况下才可不设防潮层。保护层的设置要求与非电伴热保护层的设置要求相同。
  4. 选用电伴热带应按照应要达到的预期效果来选用自限温电伴热带或者恒功率电伴热带。
1. 散热量的计算
散热量的计算有两种方法:一是查表法;二是按公式直接计算法。
一. 查表法
①:管道的耗散热量的计算
       首先根据需要伴热的维持温度(TA)和环境 低气温(TB)计算温差:△T=TA-TB 。根据△T 查附表一得知金属管道散热量(Q)。根据查得的Q按下式计算出实际的散热量(QT)。
       管道QT=f×Q式中:TA:需要电伴热维持温度(℃)即金属管道或设备的表面温度。TB:极端平均 低环境气温(℃),查全国各地气象参数表,室内有空调的按室内空调 低温度计算。Q:管道实际需要办热量(W/m)。f:绝缘材料修正系数。
②:容器罐体散热热量的计算
     首先应计算容器罐体的表面积,并根据保温材料厚度和介质所需维持的温度,查罐体容器热耗表,可知每平方米热耗散量,再通过计算,就能得到容器罐体所需的总耗热量QT。
其公式QT=1.8Q•S式中1.8为保险系数。Q:为每平方米热耗量(W/㎡)-查罐体容器热耗表(附表2)可知。S:为容器罐体的表面积(㎡)
计算公式如下:
    圆桶容器:二端平面形:S=πD(R+h);
    二端半球形:S=πD(2R+H)
 上二式中:D-容器直径(m);R-容器半径(m); h-圆柱容器高度(m);
     H-二端半球形容器中间圆柱部分的高度(m)。
    矩形容器:S=【(长×高)+(长×宽)+(宽×高)】×2
例1:某厂有一直径3米,高4米的圆柱工艺罐体,当地 低环境温度-10℃, 高风速15m/s,现采用厚度50mm的玻璃纤维作保温层,罐体的维持温度80℃,求该罐体热耗散量。
    步骤一:查罐体容器热耗表(附表二)可知在风速15mm/S,环境-10℃,维持温度80℃时,  QB=77.39W/㎡
    步骤二:QT=1.8QB•S=1.8QB•πD(R+h)=1.8×77.39w/㎡×3.14•3m×(1.5m+4m)=7217.235(W)
 答案:我们可知该罐体热耗散量为7217.235W。
 如果采用其它保温材料,则应参见保温材料修正表进行热耗散量修正。
二. 直接计算法
    我们查知的管道、容器罐体的热耗散量值,是按现场实际综合计算得知的,如数据表中没有您所需要的热耗散量,则可通过计算有关热损失公式来求知所需要的数据。可按下列经验公式进行计算。
以上式中:
•λ----保温材料导热系数(W/m•℃) ;  •L ----管材长度(m) ;
•d ----管道外径(mm) ;              •S ----表面积(㎡);
•δ----保温层厚度(mm);             •P ----电功率(W);
•TA----工作维持温度(℃);          •10----综合系数 ;
 •TB----当地 低温度(℃);
以上公式已考虑风速、保温材料老化和一定的保险系数。
例2:某厂有一管线,管径为1/2”,保温材料是硅酸钙,厚度10mm,管道中流体魏水,水温需保持10℃,冬季 低气温是-25℃,环境无腐蚀性,周围供电条件380V、220V均有,求管道每米热损失?
  步骤一:△T=TA-TB=10℃-(-25℃)=35℃
  步骤二:查管道散热量表(附表三),管径1/2〞。10mm保温层
        当△T=30℃热损失为11.0w/m,当△T=40℃时,热损失为14.9 w/m,△T=35℃时,每米损失可采用中间插入法求得(因表中无QB值)。
        QB=11.0w/m+(14.9w/m-11.0w/m)[(35-30)÷(40-30)]=12.95w/m
     步骤三:保温层采用硅酸钙,查保温材料修正数表乘以保温系数f及综合系数1.4,
                     QT=1.4QB×f=1.4×12.95w/m×1.50=27.195w。
     答案:管道每米损失热量27.195w。
2. 确定电伴热带的功率及长度
    根据散热量及维持温度选择相应系列的电伴热带,其 高位维持温度必须高于介质维持温度。单位长度散热量小于或等于电伴热带额定功率时,电热带长度等于管道长度乘以(1.1-1.2)的未预见系数。管道零配件所需的电伴热带长度:①法兰加上两倍法盘直径的长度;②金属管架与管道接触长度的2-3倍;③预留电源节线长约1米;④中间接线盒和尾端各预留1米;⑤每个阀门加上每米管道需要的电伴热带长度×阀门系数。
当单位长度热损失大于电伴热带额定功率时(即比值大于1时),用以下方法修正:
 A、采用两条或更多条的平行电伴热带敷设,电伴热带长度为管道长度×根数。
 B、采用卷绕法敷设,根据散热量与电伴热带功率的比值,查管道电伴热带缠绕安装图得到卷绕的螺距,并按此敷设。电伴热带长度为管道长度×比值。(安装空间比较紧张的场合不宜采用此法)。
 C、增加绝缘层材料的厚度或选用导热系列较低的绝热材料。
计算整个系列所需电伴热带的总长度:
 总长度=有关管道零配件所需电伴热带长度 + 被伴热带管道的电伴热带长度
3. 电伴热带的选型方法
     在选择电伴热带产品型号时,要从适用性、经济性、供电条件、 高维持温度、周围有无腐蚀性环境等因素给予考虑,具体方法如下:
 ①. 根据管道 高维持温度及偶然性的 高操作温度来选定电伴热带产品的耐热等级,
     具体耐热等级可参见前述的产品型号规格与性能介绍。
 ②. 根据供电条件、电网负荷情况及电伴热带的使用长度,选定电压等级(12V、24V、
     36V、110V、220V、380V、660V或1140V)。
 ③. 据不同管径单位长度的好散热量或不同容器单位面积上耗散热量来确定所需电伴
     热产品的长度或单位面积上的功率,即W/或W/㎡。
 ④. 根据不同的化学环境(如是否埋地或有腐蚀性气体等)来确定所需电伴热产品的
     结构。
 ⑤. 铝胶带:铝胶带的用量为电伴热带的1.3倍。
 ⑥. 压敏胶带:压敏胶带的以洪亮为8dL即管道的周长×管道的长度再×8(综合系数)。
     以上选择并不是 方法,再选择伴热产品时应以“ 佳分布、低功耗”为原则,灵活应用。
4. 电伴热带的施工安装
  (一)设计图
 施工前应有一份完整的设计图,图中应包括以下各项资料:①.线路编号,供电点用长方格表示。②.线路所需电热带型号及长度(单位:米)。③.每米管道长度所需电热带长度(单位:米)即缠绕系数。④.每个阀门所需用电伴热带长度(单位:米)。⑤.伴热系统配套材料附件清单。⑥.温控系统配件清单。⑦.施工时所需材料清单。⑧.设计考虑参数和所采用保温材料规格。
  (二)施工前准备工作
 (A)管道系统:
                    1.管道系统与配备都已施工完毕。
               2.防锈防腐涂层已干透。
               3.管道系统施工规范与设计图中所示一致。
               4.锉去所有毛刺和利角。
 (B)电伴热带和配件:
      1.电伴热带表面有否损破。
      2.电伴热带的绝缘性能良好(摇表在1000VDC测试时绝缘电阻≥20МΩ)。
      3.电伴热带与所有配件的型号与设计要求一致。
 (C)现场准备
      1.将一卷电伴热带与卷筒放置于一支架上,并放置在线路其中一端附近。
      2.沿管道布电伴热带,并避免:
       (1)将电伴热带放置于毛刺和利角上。
       (2)用力拉扯电伴热带。
     (3)脚踏或重物放置在电伴热带上。
(三)单根电伴热带施工法
1. 玻璃纤维压敏胶带或铝胶带每隔约50cm处将电伴热带固定于管道上。
2. 平敷时尽可能将电伴热带附在管道的下45度侧方。
3. 在线路的 供电点和尾端各预留1m长的电伴热带。
4. 按设计图所示[缠绕系数]布线(系数为整数应平敷以利减少接点)。
5. 所以散热体(如支架、阀门、法兰等)应按设计图要求预留所需电伴热带长度,将此段电伴热带缠绕于散热主体上并固定。
6. 下列各点应注意:
      (1)散热体应有设计所需电伴热带的长度
    (2)电伴热带可互相重叠或交叉
    (3)缠绕方法应尽可能使散热体必要时随时可拆除进行维修或更换而不损坏电伴热带或影响其它线路
    (4)在使用二通或三通配件处,电伴热带各端应预留40cm长度。
(四)螺旋缠绕
如螺旋系数为1.4(即5m管道需要布7m的电伴热带),施工时先将7m长的电伴热带两端固定于一段长度为5m的管道上,然后将松弛的电伴热带缠绕在管道上,并加以固定。
(五)多跟电伴热带施工法
  设计图指明缠绕系数为(n=1,2…)一般用于大口径管道上。
    方法如下:
    1.电伴热带由管道线路一端起布线至尾端再回头至起点,路线等于系数(但注意 大使用长度)。
    2.电伴热带由管道线路一端至尾端轮流依次布线次数等于系数。
    3.后备系统,关键管道作后备应急用。所以每一线路都应当做独立线路安装,并有独立的供电点。
(六)配件安装
  1.按设计图要求用配件。
  2.所采用密封圈需与电伴热带相配并和防水封胶结合。
  3.供电接线盒尽可能接近管道线路供电端。
  4.按配件安装说明书准备线口。
  5.每一线段应预留一小时电伴热带以便将来维修时用。
(七)保温材料安装前的检查和测试
  1.检查电伴热带表面是否损坏。
  2.检查所有配件是否安装安全。
  3.用摇表2500VDC摇试每一独立线路一端,绝缘电阻在20МΩ以上。注意摇试时间应在一分钟以上,即导电体对电伴热带金属屏蔽层摇试。
  4.将摇试结果记录在安装记录单上
(八)保温层安装
 电伴热带施工测试后立即进行保温层安装,并注意一下各点:
    1.所采用保温层的材料,厚度和规格与设计图要求符合
    2.施工时保温材料必须干燥
    3.保温层外应加防水外罩
    4.保温层施工时应避免损伤电伴热带
    5.保温层施工后应立即对电伴热带进行绝缘测试
    6.在保温层外加警示标签注明“内有电伴热带”更需注明所有配件的位置
(九)低温起动与安全保护
    电伴热工程一般按照设计图在正常情况下。分组起动,按常规控制设计,具有开关起动,过载保护和漏电保护,如果用于低温大功率加热,同时又低温状态起动,瞬间起动电流转化为大功率输出可采用双闸切换装置并在切换过程中对工作电流进行监控,在安全负荷情况下过渡到过载保护系统内。
(十)防爆
    防爆型电伴热带系列可用于工厂一区、二区的防爆场合,安装时应避开易燃易爆气体或液体积聚的暗角等可能超过上述规定的防爆区域。非防爆配电箱应安装于非防爆区,否则应配置相应的防爆配电箱。
(十一)特别注意事项
1.严禁蒸汽伴热和电伴热混用于一体。
2.加热带安装时不得将绝缘层破坏,应紧贴于被加热体以提高热效率,若被加热体为非金属体,应用铝粘胶带增大接触传热面积,用尼龙扎带固定,严禁用金属丝绑扎。
3.法兰等接口处容易导致介质泄漏,缠绕电伴热带时应避开其正下方。
4.电伴热带一端接入电源,另一端线芯严禁短接或与导电物质接触并剪切为“V”型使用配套的尾端套封,防爆环境下使用防爆尾端封套。 
5.防火防爆场合应配套防爆接线盒和终端子。接线后应用硅橡胶密封:(使用屏蔽层电伴热带终端处必须将屏蔽层剥落10公分,以防造成短路)。
6.安装一个伴热点,测量一次绝缘,屏蔽层必须接地,绝缘阻值不能低于20兆欧。
7.按电伴热各路的电压、电流等参数设定通、短路和漏电保护装置。
(十二)验收
本手册未将安装工程施工及验收规定及“防爆、防火规程”中有关条文包括在内,施工时仍应遵循上述技术常用规范要求,在此不做重述。
5. 安装注意事项
1.电伴热带安装时,不要在地面上拖拉,以免被锋利物损坏;海英注意不要与高温物体接触,防止电焊熔渣溅落到带上
2.电伴热带有良好的柔软性,但不允许硬折。需要弯曲时,其弯率半径不得小于电热带外径(或自限温电伴热带厚度)的6倍。
3.电伴热带切忌用重物硬砸,遇上这种情况,电伴热带应重新进项电气测试,合格后才能使用。
4.电伴热带安装时碰到锐利的边棱时必须把锐角打磨光或用铝胶带衬垫,以防绝缘层划破。
5.安装时应尽量采用铝胶带粘贴,一则增大散热面,有利于热传导,二则方便安装。安装时,先用汽油把电伴热带途径处的油污等清洗掉,然后边敷电伴热带,边覆盖 铝胶带,并用布抹压。使电伴热带平整地粘贴在管道表面。敷设后,电伴热带每隔三十厘米,用压敏胶带径向固定。
6.电伴热带与附件相接处,为便于检修,应留有一定的余量,恒功率电伴热带系列由于在整个长度上是一段段发热节组合而成,其首尾端可能有几十厘米的冷端,这时可检查冷端的起点(电伴热带表面有发热节符号)。将开始发热部分控制在需伴热部分,利用冷端作为下次维修的备用线。
7.电伴热带不允许叠线,交叉及夹在保温材料中间,避免造成电伴热带过热,设计电伴热带配电系统时,电伴热带应与过载、短路、漏电保护和温度器控制装置配合,以使工程万无一失。
8.电伴热带的安装应充分考虑管道附近(或设备)的拆卸可能性,且电伴热带自身又不需要被切断。
9.安装固定保温层时,接缝处的铆钉要避开电伴热带敷设的位置,用金属材料包装时,在阀门及三通管线处可用金属垫片衬在电伴热带上,以免损坏电伴热带。
6. 系统调试及维修保养
电伴热安装完工后必须逐个回路进行电气测试:
1.先用500V或1000V的兆欧表检查系统的绝缘电阻。电伴热带线芯与屏蔽层或不带电的中性线之间绝缘电阻值不小于10MΩ,正常后逐一检查下一项。
2.检查系统的直流电阻是否正常,或所测系统的功率是否与设计功率相符合。
3.把温控调至所需温度。
4.试送电,通以额定电压后逐段检查发热情况和各电器参数是否正常。试送电时间应不少于2小时。
5.如有意外情况(如重物砸坏电伴热带等),则该系统应重新进行电气测试,合格后方可再进行通电试验,一切正常,安装保温材料。
6.电伴热系统每年需检查1-2次,看其各附件及电伴热带是否正常完好,用兆欧表测试其绝缘电阻,任应符合上述要求。
7.电伴热系统设备检修时,必须先切断电源,以确保安全。
7. 质量承诺
1.本质量承诺规定,伴热系统供应商提供的设备为全新的、先进的、成熟的、完善的、安全可靠的,且设备的技术经济性能符合GB/T19835-2005的要求。本公司电伴热带各项技术性能指标,均达到国内 水平。
2.伴热系统成套供应商提供详细的供货清单,以及安装和检修所需的专用工具和消耗材料。并在箱内提供《电伴热安装手册》。
3.伴热系统工程由我方负责安装指导,提供一年质保。在质保期内,非人为因素造成的损坏,免费提供备品备件、维修工具和材料。
4.超过质保期时效,我公司在设计使用年限以内,提供有偿的备品备件、维修工具、材料和技术指导等服务。