电伴热及组合保温系统介绍

电伴热及综合保温系统介绍

（二零一一年六月）

一．系统介绍

电伴热是利用伴热电缆输出的热量来补偿管道、容器、罐体等储运系统所耗散的热量，以维持系统操作介质始终处在工艺要求的适宜温区。适用于室内外管道、容器、罐体等储运系统、以及对外界环境温度有要求的精密仪器设备的保温和防冻。

防冻系统设计原理是利用电热来补充输送或贮存过程中所散失的热量，以维持温渡在一定的范围内，达到保温和防冻的目的。

我们系统设计的宗旨是经济的满足管道流体（如：水）系统防冻（降粘及防堵），从功能性、可实现性、经济性的角度出发，达到防冻（降粘及防堵）的效果。

二．系统工程设计

需要了解的最低气象温度标准和防冻标准：（以北京为例） 北京地区气象参数（极端平均最低温度TA=-17.1℃）；维持设备的水不结冰状态，采用管道水系统维持在5℃的标准计算系统的最大的散热功率。

设计需要确定的工艺参数

1) 要求的维持温度•TM(℃)； 2) 当地最低环境温度•TA(℃)； 3) 外径D(mm)； 4) 表面积S(m2)；

5) 保温材料品种及厚度(mm)；

6) 是在室内或室外属于什么工作区域。 7）是精密仪器还是普通设备。

8）是否需要在线监测，临界报警等控制功能。

三．相关计算（以保温对象为管道为例供参考具） 散热量计算

散热量计算有两种方法：一查表法；二是按公式直接计算法。 查表法

首先根据需要伴热的维持温度TM和最低环境温度TA 计算温差：ΔT ΔT＝TM-TA

根据ΔT查金属管道散热量（QB） 或设备散热量（QP）

根据查得的QB或QP按下式计算出实际的散热量 管道QTB＝＝f×QB 平壁设备QTP＝f×QP

式中：TM--需要伴热的维持温度（℃） TA--极端平均最低温度（℃），室内有空调的按室内空调最低温度计算 QTB--管道实际需要伴热热量（W/m) QTP--平壁实际需要伴热热量（W/m)

f----保温材料修正参数见附表三

直接计算方法：

管道QTB={[2π(TM-TA) ]/［( LnD2/D1）1/λ+2/( D2α)]}×1.3 ………(1) 设备QTP=[(TM-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 …………………………… (2)

式中：

TM--需要伴热的维持温度（℃） TA--极端平均最低温度（℃），室内有空调的按室内空调最低温度计算 λ--保温材料的导热系数，(W/m℃) D1--保温层内径(mm)，(管道外径) D0--保温层外径(mm) δ--保温层厚度(mm) Ln--自然对数

α--保温层外表面向大气的散热系数(W/㎡℃)与风速ω(m/s)有关 α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) …………………………(3)

管道材质修正系数

不同材质的导热系数不同，在同等TM的情况下所需功率不同，修正系数f,见附表四； QTB、QTP值的条件是钢材，如材质变动应乘以材质修正系数。

Q=Qt×f W/m ………………………………………(4)

式中：

Q--表示最后确定的总实际需要伴热热量（W/m) Qt--表示代表QTB、QTP伴热热量（W/m) f----保温材料修正参数见附表三

确定电伴热带的功率及长度：

计算所需伴热电缆的总长度L

A：计算管道所需伴热电缆的总长度L1

用Q值（QTB、QTP）来选择合适规格的伴热电缆，并确定每米管道Lg所用伴热电缆的长度和敷设方法。

Lg=Q/QM （m)……………………………………………(4) 式中：

Lg--表示每米管道所用伴热电缆的长度（m) Q--表示最后确定的总实际需要伴热热量（W/m)

QM--表示某一规格伴热电缆在维持温度TV时的输出功率（W/m）

Lg小于1时，每米管道采用的伴热电缆小于1m无法敷设，所以Lg不能小于1。 Lg等于1时，则每米管道采用1 m该规格的伴热电缆，单根直线敷设。

Lg等于n时(n为整数)，则每米管道采用n根这种规格的伴热电缆，n根直线敷设。 Lg大于1且不等于n ，可采用螺旋卷绕敷设，节距为LS（m）

LS=π（D+d）/（Lg2-1）0.5 m ………………………(6) 式中：

D为管道外径（m） d为伴热电缆厚度（m）

管道部分用伴热电缆长度，为：

L1＝管道总长度×Lg （m）………………………………(7)

B：平面部分用伴热电缆长度L2

1) 每平方米表面应敷设伴热电缆长度为： Lp=（Qp×f）/ QM m/㎡

2) Lp≥3，即每㎡面积须敷设不短于3m长度的伴热电缆。 3) 平面部分用伴热电缆长度为：

L2=S×Lp m…………………………………………………(8) S为散热平面面积（m2）。当管径大于600mm时可当作平面容器处理。

管道附件用伴热电缆长度

管道附件的热损失可换算成一定长度相同管径管道的热损失，所需电缆应敷设在相应附件上。

管道附件所需伴热电缆长度 = 附件散热系数×每米管道所需同种电缆长度 1) 每个阀门所需电缆长度Lf,为：

Lf=kf×Lg………………………………………………………（9) 式中，kf为阀门散热系数 阀门散热系数

阀门品种 闸 阀 蝶 阀 球 阀 球心阀 散热系数 1.5 0.9 1.0 1.4 2) 每个管道其他附件所需电缆长度Lj为：

Lj=kj×Lg …………………………………………………（10) 式中，kj为其他附件散热系数 管道附件散热系数

附件项目 法兰 弯头 直型接头 T型接头 托架 吊架 散热系数 2 2 2 3 3 3

D：接头留用长度L3

1) 每个电源引入端预留1m； 2) 每个尾端留0.5m；

3) 每个直型或T型接线盒预留0.5m； 4) 备用（按工程需要）；

所需伴热电缆总长度L为（增加10%的安全系数）， L = （L1+L2+Lf+Lj+L3）×1.1

四．常见简单伴热系统

简单伴热系统一般应用管道，容器等设施，其特点是结构简单，控制方便。但不适合 要求较高的仪器仪表及一些流体传感器设备。 1.管道伴热（例1）

1.并行回路加热带 2插座终端 3.插座终端 4终端接线盒 5.温度传感器 6.安装支架 7.安装面板 8.紧固件 9．紧固件 10.保温材料 11.警示牌

管道伴热（例2）

1.加热带 2.连接系统 3.回路连接器 4.紧线器 5.面板 6.安装支架 7.支架平板 8.管道 9.加热带

2容器伴热

1.加热带 2.接插件 3.温度控制 4.并行回路

五．精密伴热控制系统

精密伴热系统主要是针对简单伴热系统的缺点开发设计的产品，其特点是采用多点布线. 集中控制. 连续采集. 实时监控. 临界告警的智能化伴热。该系统全面满足精密仪器仪表 各种高精度传感器以及其他精密设备对伴热的苛刻要求。 1. 系统设计说明

由于精密仪器仪表 各种高精度传感器形态各异，尺寸不同要开发紧密伴热系统就必须先开发出适合该类型的安装紧固，安全防护等辅助配件以便能使各部分完美结合发挥最佳伴热效果。以下是为该传感器开发的伴热样例

未安装传伴热的传感器实物：

安装伴热系统后的整体效果：

安装伴热系统后更加美观，更加符合工程安装需要。

轴向剖面结构：

安装整体伴热部件后完全满足传感器等对环境温度的要求，开发的伴热部件能综合考虑施工方便，进出线路等技术问题从而使得施工更加方便减少不必要的工期浪费

六．自动化控制

结合自动化控制系统实现伴热系统的智能化控制！