电伴热设计 - 电伴热_伴热电缆_伴热带

沈阳瑞华特种电缆有限公司
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电伴热是利用电伴热产品所产生的热量来补偿需伴热的管道、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。所以正确计算出管道、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TA（管道、容器、罐体等介质维持温度）。TB（当地最低环境温度）、d（管道的外径）、do（管道内径）、S（容器或罐体表面积）δ（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，从而得到所需的散热量。
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和防冻。
由于电伴热工程目前暂无国家(或行业)规范(程)和产品标准可遵循，所以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。
电伴热的设计和安装要求：
由于电伴热的电热带是安装在绝热层和管道(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和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。
电热带分自控温和恒功率两种：
第一种自控温电热带是由导电聚合物和两条平行金属导线及绝缘层构成。其特点是导电聚合物具有很高的电阻正温度系数特性，且相互并联；能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度。可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温度点及烧坏之虑。一般情况下，可不配温度控制器，仅在温度控制精度要求很高场合才配温控器。温控器的选择和安装要求与恒功率电热带相同。自控温电热带分屏蔽型和加强型。腐蚀区应采用加强型。

第二种恒功率电热带是以金属电阻丝或专用碳纤维束串联或并联与导电线芯及绝缘材料结合而制成，由于其输出功率恒定，温度积累必须采取通断电控温，因此使用时必须配置温控器，不允许交叉、重叠及任意接长、剪断使用，否则会出现过热、过载、燃烧等恶性事故，因此恒功率电热带常用于非重要(非防爆)场合，功率需要较大、温度较高的加热场合。

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管道及附件耗散热量的计算
   确定管道的热耗散量首先应知道管道的口径、保温层材料及厚度和所需维持温度之差△T，查管道散热量表，（乘以适当的保温系数），就能得到单位长管道的散热量，如果管子在室内则再乘以0.9。如果伴热的是塑料管道，因为塑料的导热性远低于碳钢（0.12:25），故可用0.6-0.7的系数对正常散热量加以修正。
例1：某厂有一管线，管径为1/2"，保温材料是硅酸钙，厚度10mm，管道中流体为水，水温需保持10℃，冬季最低气温是-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，管径1/2"。10mm保温层。
           当△T =30℃热损失为11.0w/m，当△T =40℃热损失为14.9w/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
           Qr=1.4QB×f=1.4×12.95w/m×1.50=27.195w
   答案：管道每米损失热量27.195W
保温材料修正数表

   确定管道阀体的散热量闸阀散热量通常是相联口径管道每米热损失的1.22倍；如果是球阀，则可用0.7乘以闸阀热耗量，如果蝶型阀（节流阀），则乘以0.5；如果是浮式球阀，则乘以0.6。
确定所需的电伴热带长度
   从产品规格中可知电伴热带的工作电压，功率值。如算出单位长度热损失大于电伴热带单位长度的发热额定值，则可用以下方法来弥补：
   ● 采用两条或更多条的平等电伴热带。
   ● 采用卷绕法（如果用此法，则要先求出热损失对电伴热带发热功率的比值。如在2"管道上热损失是24w/m，而电伴热带功率20w/m，则比值=24/20是1.2倍，查电伴热带跨距表可知2"管道上间距为280mm的这种绕法能满足管道的热耗散。）
   除上面的两种方法外，还可采取增加保温层厚度或采取导热系数较低的保温材料等附加措施弥补。

电伴热带跨距表（单位：mm）

   电伴热带跨距表中保温材料是采用玻璃纤维为标准的，如用其字材料可参见保温材料修正表的系数进行修正，如前面例1所述。
   为完善整个加热系统，还须考虑法兰，弯头及管道金属托架散热损失所需的电伴热带长度及预留供电电源接线用的长度，同时还要考虑预留供中间接线盒接线长度。法兰一般加上2倍的管径长度，弯头加上1.5倍的管径长度；管道金属托架加上3-5倍的管径长度，预留电源接线长度一般为1米，中间接线盒预留约0.5米。当计算出有关管道各附件的长度后，再加伴热管所需的电伴热带长度，我们就能得到整个系统所需电伴热带的总长度。
容器罐体耗散热量的计算
   首先应计算容器罐体的表面积，并根据保温层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，京戏有得到容器罐体所需的总热耗散量QT。
   其公式：QT= 1.8QB·S
   式中：1.8为保险系数， QB：为每平方米热耗散量（W/m2）——查罐体容器耗表可知，
          S：为容器罐体的表面积（m2）——计算公式如下：[page]

例2：某厂有一直径3米，高4米的园柱形工艺罐体，当地最低环境温度-10℃，最高风速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：查罐体容器热耗表可知在风速15mm/S，环境-10℃，维持温度80℃时，QB=77.39W/m2步骤二：QT=1.8QB·S=1.8QB·πD（R+h）=1.8×77.39W/m2×3.14·3m×(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。
特殊情况下的设计
如前所述，我们查知的管道、容器罐体的热耗散量，是按现场实际情况综合计算得知的，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。

选型方法
   在选择电伴热产品型号时，要从适用性，经济性，供电条件，最高维持温度，周围有无腐蚀性环境等因素给予考虑，具体方法如下：
   ● 根据管道最高维持温度及偶然性的最高操作温度来选定电伴热产品的耐热等级，具体耐热等级可参见前述的产品型号规格与性能介绍；
   ● 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（220V、380V、660V或1140V）；
   ● 根据不同管径单位长度的耗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/m或W/m2；
   ● 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。
   例3：根据前述“例1”所述，并最后得知需耗散的热功耗为27.195W/m，来进行选型。
   根据选型方法我们可初选RDP2-30型的电伴热带为电伴热产品。若例（1）因管径增大，其它条件不变，需散耗的热量为40W/m时，则又可根据选型方法，初步选择RDP3-40或RDP2-40的电伴热带作为伴热产品，若为强腐蚀性环境，则可选加强型RDP2（Q）-40和RDP3（Q）-40电伴热带作为伴热产品。
   铝胶带：铝胶带的用量为电伴热带的1.3倍。
   压敏胶带：压敏胶带的用量为8dL即管道的周长×管道的长度再×8（综合系数）
   能上能下选择并不是唯一的方法，在选择电伴热产品时应以“最佳分布、低功耗”为原则，灵活应用。

罐体容器热耗表

管道散热量表