电伴热设计初探

电伴热设计初探

摘要：本文对电伴热在化学工艺中的初次设计、安装和运行进行了小结以供有关人员借鉴和参考。

1、前言

化学工艺中，有许多地方需要进行防冻。如：浓碱、浓磷酸盐溶液在常温条件下就会结晶；在冬季，室外的取样管道、加药管道和水管道在气温低于零度时也会发生冻结；衬胶管道和设备在低于零度时会发生衬胶层龟裂而破坏等。这一切都需要采用加热防冻工艺。

近期出现的“自限温电伴热带”产品是一种很好的用于防冻的加热产品。但是，从工艺上来看，此技术是介于化学和电气之间的。这里，仅将我们经历的设计、运行以及在现场使用中发现的问题介绍给大家，以供有关人员参考和改进，而起到抛砖引玉的作用。

2、“自限温电伴热带”的产品特点

自限温电伴热带的外表很象300Ω的电视机天线馈线，扁扁的。但是，两条金属导线之间的材料可不是一般的塑料，是很特殊的，其性能很象热敏电阻材料。当此电伴热带本身的温度低时（如10℃），则电阻小，电流大，发热量也大（常用的一种约15W/m，另一种约35W/m，也有其它品种的）。当温度上升到85℃时（这是防冻常用的一种），则其材料的电阻急剧上升，电流下降到十几毫安，达到几乎无电力消耗效果。这样一来，不需要另加自动控制，它自身就能根据温度的高低来自动调节发热量的功率大小，从而达到自限温的效果。

我们将它使用在防冻的设备或管道上时，当温度低到10℃及以下时，自限温电伴热带则有大电流通过，加热管道。当电伴热带温度因加热而上升时，则“自限温电伴热带”的电流就下降使加热功率也下降，从而达到一定的平衡值。这样一来就达到了既防冻又安全不过热的效果。

3、使用范围

●浓烧碱溶液（如40～50％）在温度低于15℃时防止溶液结晶。

●浓磷酸盐溶液（近饱和，约10％）的常温下防止结晶。

●水管道和/或设备（包括各种水管道、加药管道、取样管道以及其它的

化学低浓度溶液管道）的冬季防冻。

●衬胶设备和/或管道防冬季发生龟裂而永远损坏。

●储存离子交换树脂的设备防冻。

4、电伴热带防冻的设计

由于我们首次在设计中使用电伴热带加热技术，没有依据可查。这里只是将我们的施工中已经证明可行的处理办法介绍下面，供大家参考：4.1、明确设计范围

根据化学工艺的实际需要（见“3”所述），首先确定需要使用电伴热带的具体设备及管道。选定电伴热带的型号及生产厂商。

4.2、计算电伴热带的每条使用长度及保温层厚度

对于管道，首先根据环境资料计算出每米保温后的管道热损失值：

Qt＝{2π(T-Ta)/[1/λ×(In D0/Di+2/D0×1/α)]}×1.3 W/m T……管道表面计算温度℃

Ta……环境计算温度℃

λ……保温材料导热系数（用岩棉时λ＝0.043 W/m.℃）

Di……保温层内径 m

D0……保温层外经 D0= Di+2δ m ,

δ……保温层厚度（可以按经验自定）m

α……保温层外表面向大气的放热系数 W/m2.℃

α=1.163(6+3×W0.5)

W……风速 m/s

根据以上资料，计算出每一条电伴热带的启动合闸时最大电功率及最大电流值。

4.3、画图及提资

4.3.1、防冻电伴热带连接系统示意图

●首先画出、标出需要进行伴热防冻的管道、设备示意轮廓。

●再画出电气的动力盘示意轮廓，注明动力盘编号。

●化学与电气的设计界线为电伴热带的用电接线盒。图中首先应该分清

设计界线，然后画出从用电的接线盒起，至电伴热带终点止的每条电伴热所需要的一切连接件、伴热带和终端盒等示意图。

●列出名细表，注明所有设计材料的名称、数量和规格等。

●附加必要的设计说明。并注意应该留有电气专业的会签位置。

4.3.2、防冻电伴热带安装布置示意图

该图中应该标明设计界线内的每一条电伴热带的安装起点及终端的坐标位置，伴热带走向。

4.3.3、电伴热带缠绕详图及保温示意图

该图中应该标明每一条电伴热带在管道的弯头、三通、四通以及法兰、阀门、泵体、压力表等处的缠绕方法详图。电伴热带施工结束后的保温示意图。

4.3.4、电伴热带及其附件材料汇总表

将以上设计的各条电伴热带及其附件的材料进行汇总统计。

4.3.5、对电气提资

化学与电气的设计界线为电伴热带的用电接线盒。至用电接线盒的动力连接电线属于电气专业设计范围（这有些像电动机的接线盒一样）。化学专业提出的电伴热带的用电接线盒位置应该精确到100mm之内（包括平面及标高的三度位置）电气专业的动力电缆应该连接到此处，然后给电气专业提出每一条电伴热带的工作电压、启动功率、最大电流、控制方式以及其它要求等。

4.3.6、设计经验参考

●温度超过180℃的管道（如一些取样管道）不能使用自限温电伴热带

直接敷设在管道外壁上。否则会发生伴热带被高温烫坏的事故。

●汽包的加磷酸盐管道在靠近汽包约20米左右的距离内不能使用电伴热

带。否则汽包的高温会沿管道传递将电伴热带烧毁。

●给电气专业提资时，最好要求每一条电伴热带装一个电流表。起码一

个动力盘应该有一个电流表，以观察使用中的电流变化情况。这样一来，既可以间接判断每条电伴热带的状态好坏，又可以控制启动功率以免超载。

●电伴热带的外部保温层设计非常重要，绝不能忽视。保温层足够的厚

度可以减少电力消耗，达到事半功倍的效果。

5、电伴热带的安装注意事项

5.1、电伴热带在安装时，一定要注意绝缘防水。尤其是在伴热带的接头和端头位置，要特别注意作好绝缘防水处理。

5.2、电伴热带不能受力。所以必需在管道、设备安装结束后进行。

5.3、电伴热带保温层层厚不足，还外要包铝皮时，固定铝皮的钉子过长，常常容易刺穿电伴热带，造成电伴热带损坏。

6、电伴热带的运行注意事项

6.1、应该在环境温度没有完全降至防冻温度极限值前时就投入电伴热防冻系统。

6.2、自限温电伴热带是一种热敏电阻型。初投入时电流很大容易造成过载。所以系统投入时，应该一条一条地合闸投入运行，不要一下子全部投上，以免造成电源过载。