電伴熱帶設(shè)計(jì)安裝指南

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1、電伴熱帶設(shè)計(jì)安裝指南 電伴熱帶設(shè)計(jì)安裝指南 2011年05月19日 　　電伴熱帶設(shè)計(jì)安裝指南 ● 1.電伴熱設(shè)計(jì)說明 1.1 電伴熱適用范圍：適用于工業(yè)與民用建筑等行業(yè)眾多場(chǎng)合,金屬管道及設(shè)備工藝裝置的保溫和防凍。 　　1.2 由于電伴熱工程目前暫無國(guó)家(或行業(yè))規(guī)范(程)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可遵循，所以安裝和調(diào)試應(yīng)在供貨方的指導(dǎo)下或嚴(yán)格遵循本手冊(cè)及有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、圖集和有關(guān)安全規(guī)范進(jìn)行。 　　1.3 電伴熱的設(shè)計(jì)和安裝要求： 　　由于電伴熱的電熱帶是安裝在絕熱層和管道(或設(shè)備)外壁之間，利用電熱來補(bǔ)充輸貯過程中所散失的熱量，以維持在一定的溫度范圍內(nèi)，達(dá)到保溫和防凍的目的。所以電伴

2、熱仍需有絕熱層、防潮層和保護(hù)層。絕熱層的材質(zhì)、厚度和結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)先按保溫和防結(jié)露要求的絕熱層厚度計(jì)算和選擇電熱帶功率，當(dāng)功率過大時(shí)，再增加絕熱層厚度。用于保溫為目的的絕熱設(shè)防潮層。只有在確保夏季管道、設(shè)備表面不結(jié)露的情況下才可不設(shè)防潮層。保護(hù)層的設(shè)置要求與非電伴熱保護(hù)層的設(shè)置要求相同。 　　1.4 電熱帶分自控溫和恒功率兩種。 　　（1）自控溫電熱帶是由導(dǎo)電聚合物和兩條平行金屬導(dǎo)線及絕緣層構(gòu)成。其特點(diǎn)是導(dǎo)電聚合物具有很高的電阻正溫度系數(shù)特性，且相互并聯(lián)；能隨被加熱體系的溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率，自動(dòng)限制加熱的溫度。可以任意截短或在一定范圍內(nèi)接長(zhǎng)使用，并允許多次交叉重疊而無高溫度點(diǎn)及燒壞

3、之慮。一般情況下，可不配溫度控制器，僅在溫度控制精度要求很高場(chǎng)合才配溫控器。溫控器的選擇和安裝要求與恒功率電熱帶相同。自控溫電熱帶分屏蔽型和加強(qiáng)型。腐蝕區(qū)應(yīng)采用加強(qiáng)型。在保溫層內(nèi)金屬管道上放熱量曲線見電伴熱編制說明(一)；電熱帶規(guī)格及技術(shù)特性見科華產(chǎn)品樣本；電器保護(hù)開關(guān)的選用見電伴熱編制說明（二）。 　　（2）恒功率電熱帶是以金屬電阻絲或?qū)Ｓ锰祭w維束串聯(lián)或并聯(lián)與導(dǎo)電線芯及絕緣材料結(jié)合而制成，由于其輸出功率恒定，溫度積累必須采取通斷電控溫，因此使用時(shí)必須配置溫控器，不允許交叉、重疊及任意接長(zhǎng)、剪斷使用，否則會(huì)出現(xiàn)過熱、過載、燃燒等惡性事故，因此恒功率電熱帶常用于非重要(非防爆)場(chǎng)合，功率需要

4、較大、溫度較高的加熱場(chǎng)合。 ● 2.電伴熱設(shè)計(jì) 2.1散熱量計(jì)算 　　散熱量計(jì)算有兩種方法：一是查表法；二是按公式直接計(jì)算法。 　?。?）查表法 　　首先根據(jù)需要伴熱的維持溫度(To)和環(huán)境最低氣溫（Ta）計(jì)算溫差： 　　△t=To-Ta………………………（8-1） 　　根據(jù)△t查金屬管道散熱量(QB)表5 或設(shè)備散熱量(QP)表1 　　根據(jù)查得的QB或QP按下式計(jì)算出實(shí)際的散熱量(QTB或QTP） 　　管道QTB=fQB……………………………（8-2） 　　平壁設(shè)備QTP=fQP………………………（8-3） 　　式中：To需要電伴熱維持溫度（℃）即金屬管道

5、或設(shè)備的表面溫度。 　　Ta極端平均最低環(huán)境氣溫（℃），查全國(guó)各地氣象參數(shù)表，室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)最低溫度計(jì)算。 　　QTB管道實(shí)際需要伴熱量（W/m） 　　QTP平壁設(shè)備實(shí)際需要伴熱量（W/m2） 　　f絕熱材料修正系數(shù)（查表3） 　　（2）直接計(jì)算法 　　 　　管道Q1＝1.3*2πλ（To-Ta）/In {D1/D2+2/aD2} 　　式中：To需要電伴熱維持溫度（℃）即金屬管道或設(shè)備的表面溫度。 　　Ta極端平均最低環(huán)

6、境氣溫（℃），查全國(guó)各地氣象參數(shù)表，室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)最低溫度計(jì)算。 　　QTB管道實(shí)際需要伴熱量（W/m） 　　QTP平壁設(shè)備實(shí)際需要伴熱量（W/m2） 　　f絕熱材料修正系數(shù)（查表3） 　　2.2 確定電熱帶的功率及長(zhǎng)度 　　根據(jù)散熱量及維持溫度選擇相應(yīng)系列的電熱帶，其最高維持溫度必須高于介質(zhì)維持溫度。單位長(zhǎng)度散熱量小于或等于電熱帶額定功率時(shí)，電熱帶長(zhǎng)度等于管道長(zhǎng)度乘以1.1～1.2的未預(yù)見系數(shù)。單位長(zhǎng)度熱損失大于電熱帶額定功率時(shí)（即比值大于1時(shí)），用以下方法修正： 　　a、采用兩條或更多條的平行電熱帶敷設(shè)，電熱帶長(zhǎng)度為管道長(zhǎng)度根數(shù)。 b、采用卷繞法敷設(shè)，根據(jù)散

7、熱量與電熱帶功率的比值，查管道電熱帶纏繞安裝圖得到卷繞的螺距，并按此敷設(shè)。電熱帶長(zhǎng)度為管道長(zhǎng)度比值。（安裝空間比較緊張的場(chǎng)合不宜采用此法）。 　　c、增加絕熱層材料的厚度或選用導(dǎo)熱系數(shù)較低的絕熱材料。 　　d、管道零配件所需的電熱帶長(zhǎng)度。 　　法蘭加上兩倍法蘭盤直徑的長(zhǎng)度；金屬管架加上管架與管道接觸長(zhǎng)度的2～3倍；預(yù)留電源接線長(zhǎng)約1米；中間接線盒和尾端各預(yù)留1米；每個(gè)閥門加上每米管道需要的電熱帶長(zhǎng)度閥門系數(shù)（閥門系數(shù)見表2）。 　　計(jì)算出有關(guān)管道零配件所需電熱帶長(zhǎng)度之和，再加上被伴熱管道的電熱帶長(zhǎng)度，其總和即為整個(gè)系統(tǒng)所需電熱帶的總長(zhǎng)度。 　　2.3電熱帶選型 　　在選

8、擇電熱帶產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素，如適用性、經(jīng)濟(jì)性、供電條件等，具體方法如下： 　　a、根據(jù)管道維持溫度及偶然性的最高操作溫度選定電熱帶的耐溫等級(jí)和發(fā)熱溫度等級(jí)。 　　b、根據(jù)管道單位長(zhǎng)度的散熱量或設(shè)備單位面積上的散熱量來確定所需電熱帶的單位功率和長(zhǎng)度。 　　c、根據(jù)不同使用環(huán)境來確定所需電熱帶產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)型式，一般場(chǎng)合下選用屏蔽型，有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)合選用加強(qiáng)型。 　　2.4相關(guān)的電氣設(shè)計(jì) 　　設(shè)計(jì)電熱帶配電系統(tǒng)時(shí)，電熱帶應(yīng)與過載、短路、漏電保護(hù)和溫度保護(hù)裝置配合，并應(yīng)符合我國(guó)有關(guān)電氣規(guī)范要求。 　?。?）單一電源電熱帶長(zhǎng)度定義如下圖： 　　單一電源自控溫電熱帶最大

9、使用長(zhǎng)度與過流保護(hù)開關(guān)的容量關(guān)系可查電伴熱編制說明（二）。當(dāng)實(shí)際過流保護(hù)開關(guān)容量介于兩檔之間時(shí)，應(yīng)選用容量大的一檔。 　　（2）電路設(shè)置安全保護(hù) 　　每條電熱帶線路應(yīng)采用30mA對(duì)地漏電開關(guān)做電氣保護(hù)。特別是在防爆區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)或腐蝕區(qū)，和管道需要經(jīng)常維修和電熱帶易受到機(jī)械損壞的區(qū)域。 　　（3）KHBRX配電箱是用于科華電熱帶工程的標(biāo)準(zhǔn)配電箱，采用掛式或箱體結(jié)構(gòu)，電源電纜進(jìn)口在箱底部，防護(hù)等級(jí)IP54，內(nèi)裝有主斷路器。分路漏電保護(hù)斷路器，也可根據(jù)特別需要，配報(bào)警裝置及溫控器。（詳情見相關(guān)的電氣配電箱樣本） 　　2.5產(chǎn)品選型注意事項(xiàng)： 　?。?）無論是否防爆場(chǎng)合，都應(yīng)嚴(yán)格選用

10、加強(qiáng)型產(chǎn)品或屏蔽型產(chǎn)品，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用條件的寬嚴(yán)要求，可以選擇雙層不阻燃（-P/J）、雙層阻燃（-Pz/Jz）、雙層不燃（-Pf/Jf）產(chǎn)品或無防腐要求選擇屏蔽型（-P、-Pz、-Pf）產(chǎn)品。 　?。?）根據(jù)（低、中、高溫）產(chǎn)品最高維持溫度下降15℃5℃后仍≥需要設(shè)計(jì)的維持溫度的電熱要求，以及被電熱介質(zhì)的允許最高維持溫度。確定產(chǎn)品溫度（高、中、低）等級(jí)的選型。 　?。?）根據(jù)使用條件及產(chǎn)品的起始電流值的大小，確定控制器件參數(shù)。 　　※起始電流的說明： 　　特別指出的是起始電流的高低不是判定性能穩(wěn)定的技術(shù)指標(biāo)，因?yàn)樗鼰o法獨(dú)立進(jìn)行比較。起始值受影響的因素較多，故業(yè)內(nèi)專家引進(jìn)了起始值

11、和穩(wěn)態(tài)值的“比值”才較為貼切的反映了產(chǎn)品的性能，但它是一項(xiàng)當(dāng)產(chǎn)品大量采用時(shí)對(duì)控制線路及開關(guān)容量的一項(xiàng)應(yīng)用參數(shù)，而起始電流值與該產(chǎn)品穩(wěn)態(tài)電流值的比值是一項(xiàng)影響輔助設(shè)施的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。電熱帶這項(xiàng)指標(biāo)尚無國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)值。國(guó)內(nèi)外各廠家確定產(chǎn)品起動(dòng)電流值為接通電源后某一時(shí)間值的電流值，時(shí)間越長(zhǎng)，起動(dòng)電流越小，同時(shí)起動(dòng)電流又與該產(chǎn)品的發(fā)熱溫度、標(biāo)稱功率（w/m10℃）,和使用環(huán)境溫度高低、工作電壓有關(guān)。電熱帶發(fā)熱溫度低，標(biāo)稱功率小，使用溫度高、工作電壓低，起動(dòng)電流小。電熱帶發(fā)熱溫度高，標(biāo)稱功率大，使用溫度低、工作電壓高，起動(dòng)電流大；以上定性規(guī)律，國(guó)際上根本無法以產(chǎn)品起動(dòng)電流的大小來作為判別產(chǎn)品優(yōu)劣這一說法，而

12、是視其起動(dòng)電流值與穩(wěn)態(tài)工作電流值的比值來合理選用控制器件的（開關(guān)容量及熔斷器的容量大?。┮豁?xiàng)重要依據(jù)。一般以2-5倍為好，下限比值優(yōu)于上限比值。 　?。ㄖ袦仄帘螌＠停┳钥販仉姛釒П容^合適 ，并從產(chǎn)品樣本查出10（4）根據(jù)產(chǎn)品的最低環(huán)境使用溫度，導(dǎo)電線芯截面大小、標(biāo)稱功率大小和最大使用長(zhǎng)度以及過載保護(hù)器的容量大小校核安全負(fù)載，確定產(chǎn)品的實(shí)際使用長(zhǎng)度，一般情況參閱編制說明（二）中表4，但該表4同一型號(hào)產(chǎn)品的導(dǎo)線截面可能是不一樣的，因此在該表允許最大使用長(zhǎng)度的情況下，同時(shí)也應(yīng)滿足產(chǎn)品合格證上標(biāo)明的最大使用長(zhǎng)度范圍內(nèi)方可，如果編制說明（二）表4中產(chǎn)品的使用長(zhǎng)度大于該產(chǎn)品合格證標(biāo)示的長(zhǎng)度應(yīng)與制造商

13、聯(lián)系、咨詢，不得未經(jīng)核算即擅自確定最大使用長(zhǎng)度。 　?。?）對(duì)被伴熱管線介質(zhì)溫度短時(shí)間超過電熱帶最高承受溫度或間隙使用蒸汽清掃管線除垢的場(chǎng)合，應(yīng)嚴(yán)格遵循優(yōu)先選擇特種專利系列產(chǎn)品，權(quán)宜選擇Pf、Pb、Pf/Jf或Pb/Jf結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，并均皆應(yīng)按照特種情況設(shè)計(jì)規(guī)定隔熱隔離法安裝使用，否則為誤用。 　?。?）≤110V或≥380V產(chǎn)品的應(yīng)用，因本手冊(cè)無該類產(chǎn)品的工作曲線，因此設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)向制造商咨詢，在制造商指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用選型。 　?。?）根據(jù)管線長(zhǎng)度，盡量減少節(jié)點(diǎn)，確定平敷、纏繞以及提供電源點(diǎn)的地理位置條件和長(zhǎng)輸還是短輸，確定采用通用型、中長(zhǎng)型還是超長(zhǎng)型以及工作電壓的大小。 　

14、　2.6實(shí)例 　?。?）室內(nèi)熱水管道伴熱 　　熱水維持溫度To=50℃，偶然性操作溫度65℃。室內(nèi)空調(diào)最低溫度16℃，管道通過普通區(qū)。電壓220V。管徑DN100，管長(zhǎng)50m，管道上有3個(gè)閘閥，8對(duì)法蘭（包括閥門的6對(duì)）5個(gè)管架。保溫層材料為泡沫橡塑（λ=0.038W/m℃，0℃時(shí)），厚30mm，確定電熱帶的長(zhǎng)度、功率和選型。 　　第一步，計(jì)算溫差△t。根據(jù)（8-1）式 △t=To-Ta，To=50℃，Ta=16℃。 △t=50-16=34℃ 　　第二步，計(jì)算管道散熱量QB。查表5(P14頁)，當(dāng)△t=30℃，QB=21.8W/m，△t=40℃，QB=29.0W/m。采用內(nèi)差法

15、求得： 　　QB=21.8+［（29-21.8）（40-30）］（34-30）=24.68W/m。 　　第三步，計(jì)算實(shí)際散熱量QTB，根據(jù)（8-2）式： 　　QTB=fQB，查表3，f=1.23 　　QTB=1.2324.68=30.36W/m 　　第四步，計(jì)算電熱帶總長(zhǎng)度L： 　　查電伴熱編制說明（一）和產(chǎn)品樣本可知 ，選用45ZXb2W-P-220型（中溫屏蔽專利型）自控溫電熱帶比較適合，并叢產(chǎn)品樣本10℃時(shí)，每米輸出功率45W/m，50℃時(shí)輸出功率28.8W/m，小于散熱量QTB=30.36W/m，因此選擇45ZXb2W-P-220時(shí)，需要確定安裝系數(shù)30.36/

16、28.8=1.06 　　電熱帶總長(zhǎng)度計(jì)算如下： 　　管道部分L1=501.06=53m 　　法蘭部分:L2=8(20.215)=3.44m(0.215法蘭盤直徑) 　　閘閥部分:L3=31.061.3=3.9m（1.3系數(shù)，查表2） 　　管架部分:L4=530.15=2.25m（0.15為管道與支架接觸長(zhǎng)度） 　　其它部分:L5=21=2m（一個(gè)接線盒，一個(gè)尾端） 　　總長(zhǎng)度:L=L1+L2+L3+L4+L5 =53+3.44+4.13+2.25+2=64.82m 　　查電伴熱編制說明（二）:Ta=10℃，Lmax=65m，20A開關(guān)；Lmax=96m，30A開

17、關(guān)。 　　電熱帶實(shí)際總長(zhǎng)度L=64.82m，選用30A開關(guān)，電熱帶可以任意切割。 總功率N=LQTB=64.8228.8=1867W(1.867KW)。 　　（2）室內(nèi)管道防凍 　　北京地下室不采暖車庫消防管道防凍，管道冬季維持水溫TO=5℃，其它條件同前例。 　　第一步，計(jì)算溫差，查表全國(guó)各地氣象參數(shù)知北京Ta=-17.1℃ 　　△t =（To-Ta）=5-（-17.1）=22.1℃ 　　第二步，計(jì)算管道散熱量QB查表，△t=20℃， 　　QB=14.5W/m，△t=30℃，QB =21.8W/m。采用內(nèi)差法求得： 　　QB=14.5+[(21.8-14.5)

18、(30-20)](22.1-20)=16.03 W/m。 　　第三步，計(jì)算實(shí)際散熱量，查表f=1.23， 　　QTB=fQB=1.2316.03=19.72 W/m。 　　第四步，計(jì)算電熱帶總長(zhǎng)度： 　　查電熱帶編制說明（一）和產(chǎn)品樣本可知，選用15DXb1W-P-220型（低溫屏蔽專利型）自控溫電熱帶比較合適，電壓220V，并從電熱帶產(chǎn)品樣本查出10℃時(shí)，每米輸出功率15W/m，5℃時(shí)輸出功率16.4W/m，小于散熱量QTB=19.72W/m，因此選擇15DXb1W-P-220時(shí)，需要確定安裝系數(shù)19.72/16.4=1.2。 　　電熱帶總長(zhǎng)度計(jì)算如下： 　　管道部分

19、:L1=501.2=60m 　　法蘭部分:L2=8(20.215)=3.44m(0.215法蘭盤直徑) 　　閘閥部分:L3=31.21.3=4.68m（1.3系數(shù)，查表2） 　　管架部分:L4=530.15=2.25m（0.15為管道與支架接觸長(zhǎng)度） 　　其它部分:L5=21=2m（一個(gè)接線盒，一個(gè)尾端） 　　總長(zhǎng)度:L=L1+L2+L3+L4+L5 =72.37m 　　查電熱帶編制說明（二）： 　　Ta=0℃，Lmax=96m，15A開關(guān)。 　　電熱帶實(shí)際總長(zhǎng)度L=72.37m（＜96m），選用15A開關(guān)滿足要求。 　　總功率N=LQTB=72.3716.

20、6=1201W(1.201KW)。 　?。?）水箱防凍 　　水箱的維持水溫To=5℃，偶然操作溫度60℃，當(dāng)?shù)刈畹铜h(huán)境溫度Ta=-17.1℃，水箱位于層頂不采暖房間，供電電壓為220V，水箱尺寸：長(zhǎng)為1.6米，寬為1米，高為1.2米，水箱外部全用40mm的玻璃棉保溫，確定電熱帶的型號(hào)及用量。 　　第一步，計(jì)算水箱總散熱量QT（也可查表） 　　查表知玻璃棉導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.038 W/m℃ 　　放熱系數(shù)α=11.63 W/m2℃ 　　將以上數(shù)據(jù)代入上式得： 　　水箱總表面積 　　ST=（1.61.0+1.61.2+1.01.2）2=9.44m2 　　QT=（QP

21、ST）=25.239.44=238.17W 　　第二步，電熱帶選型： 　　根據(jù)To=5℃，偶然性操作溫度60℃，選用15DXb1W-P-220型（低溫屏蔽專利型）自控溫電熱帶。 　　第三步，電熱帶總長(zhǎng)度： 　　a、水箱部分： 　　L1=QT每米電熱帶5℃時(shí)的發(fā)熱量=238.1716.4≌15（m） 　　b、其它部分： 　　L2=21=2（m）（一個(gè)接線盒、一個(gè)尾端） 　　總長(zhǎng)度：L=L1+L2=15+2=17（m） 　　2.7 專用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)選型 　　由于很多應(yīng)用場(chǎng)合具有較強(qiáng)的專業(yè)特性要求以及應(yīng)用量較大，無法進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)工作量較大，為了滿足專用特殊要求和簡(jiǎn)化熱工設(shè)計(jì)，故可根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)直接參閱產(chǎn)品目錄選擇專用產(chǎn)品，但安全規(guī)范及施工驗(yàn)收規(guī)范并不能簡(jiǎn)化。 　　● 推薦應(yīng)用場(chǎng)合 　　石油石化、化工、油田、電力、鋼鐵、冶煉、水泥、制藥、食品飲料、紙漿紙品、保健、建筑涂料等等行業(yè)。 　　技術(shù)及商務(wù)支持：安徽安邦電氣集團(tuán)有限公司 蔣經(jīng)理 咨詢熱線：15240000026 、0550-2406916 E-mail：15240000026@ QQ：1428575445 h