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消防管道電伴熱保溫設(shè)計(jì)案例
更新時(shí)間:2016-10-10 點(diǎn)擊次數(shù):1922

北京中海華光專業(yè)生產(chǎn)防爆阻燃消防管道電伴熱保溫,全面提供例如石油,化工,電廠,消防等防凍,保溫,加熱方案設(shè)計(jì),安裝,全國各地均設(shè)辦事處。為您解決伴熱難題。

一:設(shè)計(jì)說明:
    1. 本電伴熱適用范圍:適用于室內(nèi)外管道、容器、罐體等儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、設(shè)備保溫和防凍。
    2. 電伴熱工程建議應(yīng)在供貨方的指導(dǎo)下進(jìn)行安裝施工,并做好詳細(xì)的工程進(jìn)展記錄表。
    3. 電伴熱防凍系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理:利用電熱來補(bǔ)充輸水或貯水過程中所散失的熱量,以維持水溫在一定的范圍內(nèi),達(dá)到保溫和防凍的目的,所以電伴熱仍需要有絕熱層、防潮層和保護(hù)層。
    4.電伴熱防凍系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)旨在經(jīng)濟(jì)的滿足管道流體(如:水)系統(tǒng)防凍(降粘及防堵),從功能性、可實(shí)現(xiàn)性、經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā),達(dá)到防凍(降粘及防堵)的效果。
zui低氣象溫度標(biāo)準(zhǔn)和防凍標(biāo)準(zhǔn):
    北京地區(qū)氣象參數(shù)(平均zui低溫度TA=-17.1℃);維持設(shè)備的水不結(jié)冰狀態(tài),采用管道水系統(tǒng)維持在5℃的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算管道zui大的散熱功率。
設(shè)計(jì)需要確定的工藝參數(shù)
    1) 管道要求的維持溫度TM(℃);
    2) 當(dāng)?shù)貁ui低環(huán)境溫度TA(℃);
    3) 管道的外徑D(mm);
    4) 容器的表面積S(m2);
    5) 管道的保溫材料品種及厚度(mm);
    6) 管道是在室內(nèi)或室外屬于什么工作區(qū)域。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì):
2.1散熱量計(jì)算
    散熱量計(jì)算有兩種方法:一查表法;二是按公式直接計(jì)算法。
2.1.1.查表法
    首先根據(jù)需要伴熱的維持溫度TM和zui低環(huán)境溫度TA
    計(jì)算溫差:ΔT
    ΔT=TM-TA
    根據(jù)ΔT查金屬管道散熱量(QB)見附表一
    或設(shè)備散熱量(QP)見附表二
    根據(jù)查得的QB或QP按下式計(jì)算出實(shí)際的散熱量
    管道QTB==f×QB
    平壁設(shè)備QTP=f×QP
    式中:TM--需要伴熱的維持溫度(℃)
    TA--平均zui低溫度(℃),室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)zui低溫度計(jì)算
    QTB--管道實(shí)際需要伴熱熱量(W/m)
    QTP--平壁實(shí)際需要伴熱熱量(W/m)
    f----保溫材料修正參數(shù)見附表三
2.1.2.直接計(jì)算方法:
    管道QTB={[2π(TM-TA) ]/[( LnD2/D1)1/λ+2/( D2α)]}×1.3 ………(1)
    設(shè)備QTP=[(TM-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 …………………………… (2)
式中:
    TM--需要伴熱的維持溫度(℃)
    TA--平均zui低溫度(℃),室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)zui低溫度計(jì)算
    λ--保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù),(W/m℃)
    D1--保溫層內(nèi)徑(mm),(管道外徑)
    D0--保溫層外徑(mm)
    δ--保溫層厚度(mm)
    Ln--自然對(duì)數(shù)
    α--保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)(W/㎡℃)與風(fēng)速ω(m/s)有關(guān)
    α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) …………………………(3)
1.3--安全系數(shù)
2.1.3.管道材質(zhì)修正系數(shù)
    不同材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)不同,在同等TM的情況下所需功率不同,修正系數(shù)f,見附表四;
    QTB、QTP值的條件是鋼材,如材質(zhì)變動(dòng)應(yīng)乘以材質(zhì)修正系數(shù)。
    Q=Qt×f W/m ………………………………………(4)
    式中:
    Q--表示zui后確定的總實(shí)際需要伴熱熱量(W/m)
    Qt--表示代表QTB、QTP伴熱熱量(W/m)
    f----保溫材料修正參數(shù)見附表三
2.2確定電伴熱帶的功率及長度:

2.2.1.計(jì)算所需伴熱電纜的總長度L
A:計(jì)算管道所需伴熱電纜的總長度L1
    用Q值(QTB、QTP)來選擇合適規(guī)格的伴熱電纜,并確定每米管道Lg所用伴熱電纜的長度和敷設(shè)方法。
    Lg=Q/QM (m)……………………………………………(4)
    式中:
    Lg--表示每米管道所用伴熱電纜的長度(m)
    Q--表示zui后確定的總實(shí)際需要伴熱熱量(W/m)
    QM--表示某一規(guī)格伴熱電纜在維持溫度TV時(shí)的輸出功率(W/m)
    Lg小于1時(shí),每米管道采用的伴熱電纜小于1m無法敷設(shè),所以Lg不能小于1。
    Lg等于1時(shí),則每米管道采用1 m該規(guī)格的伴熱電纜,單根直線敷設(shè)。
    Lg等于n時(shí)(n為整數(shù)),則每米管道采用n根這種規(guī)格的伴熱電纜,n根直線敷設(shè)。
    Lg大于1且不等于n ,可采用螺旋卷繞敷設(shè),節(jié)距為LS(m)
    LS=π(D+d)/(Lg2-1)0.5 m ………………………(6)
    式中:
    D為管道外徑(m)
    d為伴熱電纜厚度(m)
    管道部分用伴熱電纜長度,為:
    L1=管道總長度×Lg (m)………………………………(7)
B:平面部分用伴熱電纜長度L2
    1) 每平方米表面應(yīng)敷設(shè)伴熱電纜長度為:
    Lp=(Qp×f)/ QM m/㎡
    2) Lp≥3,即每㎡面積須敷設(shè)不短于3m長度的伴熱電纜。
    3) 平面部分用伴熱電纜長度為:
    L2=S×Lp m…………………………………………………(8)
    S為散熱平面面積(m2)。當(dāng)管徑大于600mm時(shí)可當(dāng)作平面容器處理。
C:管道附件用伴熱電纜長度
    管道附件的熱損失可換算成一定長度相同管徑管道的熱損失,所需電纜應(yīng)敷設(shè)在相應(yīng)附件上。
    管道附件所需伴熱電纜長度 = 附件散熱系數(shù)×每米管道所需同種電纜長度
1) 每個(gè)閥門所需電纜長度Lf,為:
    Lf=kf×Lg………………………………………………………(9)
    式中,kf為閥門散熱系數(shù)
    閥門散熱系數(shù)
    閥門品種 閘 閥 蝶 閥 球 閥 球心閥
    散熱系數(shù) 1.5 0.9 1.0 1.4
2) 每個(gè)管道其他附件所需電纜長度Lj為:
    Lj=kj×Lg …………………………………………………(10)
    式中,kj為其他附件散熱系數(shù)
    管道附件散熱系數(shù)
    附件項(xiàng)目 法蘭 彎頭 直型接頭 T型接頭 托架 吊架
    散熱系數(shù) 2 2 2 3 3 3
    D:接頭留用長度L3
    1) 每個(gè)電源引入端預(yù)留1m;
    2) 每個(gè)尾端留0.5m;
    3) 每個(gè)直型或T型接線盒預(yù)留0.5m;
    4) 備用(按工程需要);
    所需伴熱電纜總長度L為(增加10%的安全系數(shù)), L = (L1+L2+Lf+Lj+L3)×1.1
三:電熱帶選型:
在選擇電熱帶產(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:
3.1 根據(jù)管道維持溫度及偶然性的zui高操作溫度選定電熱帶的耐溫等級(jí)和發(fā)熱等級(jí)。
    根據(jù)管道可能經(jīng)受的zui高溫度來選擇相應(yīng)zui高暴露溫度的電熱帶,確定管道是否會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)性升溫(如蒸汽、熱水、熱油清掃管道)及zui高溫度,所選電熱帶的zui高暴露溫度應(yīng)不低于偶發(fā)性溫升。如偶發(fā)性溫升高于zui高暴露溫度,可在進(jìn)行熱工估算后,調(diào)整安裝方法,即在電熱帶與管道之間加一層適當(dāng)厚度的保溫層,以緩解偶發(fā)溫升對(duì)電熱帶的影響。
3.2根據(jù)功率—溫度曲線選擇電熱帶功率
    選擇電熱帶的輸出功率,不是以標(biāo)稱功率為依據(jù),而是以系統(tǒng)維持溫度時(shí)電熱帶必須輸出的功率為依據(jù)。
選擇電熱帶的溫度等級(jí)及伴熱功率與系統(tǒng)所需的維持溫度有直接關(guān)系,應(yīng)選用zui高表面溫度高于系統(tǒng)維持溫度(例如20℃)并能補(bǔ)償體系熱損失的電熱帶。
3.3單一電源zui大電熱帶的確定
    從同一個(gè)電源接線盒引出的所有各段伴熱電纜的長度之和,稱為單一電源zui大伴熱電纜長度。據(jù)此選擇過流保護(hù)開關(guān)的容量。根據(jù)管道分布及支線長短選用電熱帶,低功率電熱帶單根使用長度較大,適合較長的支線使用,若一根的功率不夠可用多根。
3.4 電熱帶結(jié)構(gòu)的選擇
    根據(jù)安裝環(huán)境和條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇
    1)在塑料或表面涂有油漆,而不能可靠接地的容器和管道上選用屏蔽型產(chǎn)品。
    2)在易燃易爆地區(qū),或管內(nèi)介質(zhì)是易燃易爆介質(zhì),應(yīng)選用屏蔽型防爆電伴熱產(chǎn)品。
    3)管道內(nèi)介質(zhì)如有腐蝕性,或電纜有可能接觸腐蝕屏蔽層的化學(xué)品,則應(yīng)采用防護(hù)型產(chǎn)品。
3.5 其他事項(xiàng)
    1)電伴熱帶的電源接線截面要大于伴熱電纜導(dǎo)體截面。
    2)熔斷器、空氣開關(guān)要選擇適中,要考慮大于全線起動(dòng)電流。
    3)易燃易爆地區(qū)必須采用的電源接線盒,中間接線盒和終端等附件。
    4 ) 根據(jù)電源容量、電壓、電網(wǎng)平衡狀態(tài),確定采用單相供電或三相供電及電壓等級(jí)。
    5 ) 管道周圍環(huán)境是否便于電纜安裝,確定電伴熱帶,采用直線敷設(shè)還是螺旋敷設(shè)。
四:電伴熱系統(tǒng)圖
4.1 電伴熱系統(tǒng)圖繪制原則
    1)每個(gè)單一電源供電的電伴熱系統(tǒng),應(yīng)繪制各自的電伴熱系統(tǒng)圖。
    2)電伴熱系統(tǒng)圖以該被伴熱管道配管圖為依據(jù),用軸側(cè)投影圖表示。
    3)電伴熱系統(tǒng)圖是示意圖,可以不按比例繪制。
4.2 電伴熱系統(tǒng)圖圖示要求
    1)電伴熱系統(tǒng)圖應(yīng)列出管道編號(hào)、管徑、材質(zhì),保溫材質(zhì)和保溫厚度;
    2)應(yīng)標(biāo)出管道上的閥門、管件、支架、法蘭的位置及管道的長度,同時(shí)標(biāo)出接線盒的位置;
    3)列出管內(nèi)介質(zhì)的名稱、操作溫度,維持溫度,可能zui高溫度,zui低環(huán)境溫度、溫差、散熱損
失、危險(xiǎn)區(qū)域分類;
    4) 列出電伴熱帶的規(guī)格,數(shù)量及其在維持溫度時(shí)的發(fā)熱量以及電器設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、型號(hào)及其他附件。
五:電伴熱設(shè)施的安裝
5.1 安裝前的準(zhǔn)備
    1) 所有電伴熱帶均須進(jìn)行電路連續(xù)性和絕緣性能的測(cè)試,不符合規(guī)定的不能使用。
    2) 電氣設(shè)備和控制設(shè)備均須進(jìn)行外觀檢查,有變形、有裂紋,器件不全又無法修復(fù)的,不能使用。
    3) 安裝前,應(yīng)先按照電伴熱系統(tǒng)圖,逐一核對(duì)管道編號(hào)、管道規(guī)格、工藝條件、電伴熱帶參數(shù)、規(guī)格型號(hào)、電氣設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)格型號(hào),確認(rèn)無誤后,才能進(jìn)行安裝。
    4) 沒有產(chǎn)品標(biāo)記,或標(biāo)記模糊不清,無法辨認(rèn)的產(chǎn)品,不能安裝。
    5) 電伴熱系統(tǒng)安裝前,被伴熱管道必須全部施工完畢,并經(jīng)水壓試驗(yàn)(或/和氣密試驗(yàn))檢查合格。
5.2 安裝注意事項(xiàng)
    1) 電熱帶安裝時(shí),不要在地面上拖拉,以免被鋒銳物損壞。不要與高溫物體接觸,防止電焊熔渣濺落到電熱帶上。
    2) 電熱帶有良好的柔性,但不允許硬折,需要彎曲時(shí),彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。
    3) 電熱帶嚴(yán)禁用重物硬砸,如被砸 伴熱電纜應(yīng)重新進(jìn)行電氣測(cè)試,合格后才能使用。
    4) 電熱帶應(yīng)與被伴熱管道(或設(shè)備)貼緊并固定,以提高伴熱效率。固定電伴熱帶時(shí)應(yīng)用尼龍?jiān)鷰?,?yán)禁用金屬絲綁扎。
    5)非金屬管道應(yīng)在管外壁與伴熱電纜之間貼一層鋁膠帶,用來增大接觸傳熱面積。
    6) 電熱帶的安裝要充分考慮管道附件(或設(shè)備)的拆卸可能性,且電伴熱帶又不需要被切斷。電熱帶被剪斷或接頭時(shí)要注意接頭的密封。
    7) 每米管道熱損失大于每米伴熱電纜輸出功率時(shí),采用纏繞方式,以利維修時(shí)拆卸。
    8)法蘭處易產(chǎn)生泄漏,纏繞電伴熱帶時(shí),應(yīng)避開其正下方。
    9) 電熱帶在管道上的安裝方法與固定,扎帶材料應(yīng)根據(jù)管道的溫度選用。
    10) 電熱帶安裝完畢后,必須逐個(gè)回路進(jìn)行電氣測(cè)試合格后,再進(jìn)行通電試驗(yàn),檢查電熱帶發(fā)熱情況。確認(rèn)正常后,才允許保溫。
    11) 保溫材料應(yīng)干燥。潮濕的保溫材料不但影響伴熱效果,還會(huì)導(dǎo)至對(duì)電熱帶的腐蝕,縮短使用壽命,未包外保護(hù)層的保溫管道,被雨雪澆濕后,應(yīng)風(fēng)干后再施工外保護(hù)層。
    12) 伴熱系統(tǒng)施工完畢,應(yīng)在管道的外保護(hù)層,做出明顯的電伴熱標(biāo)記,以提醒人們注意。
    13) 電熱帶安裝時(shí),當(dāng)電纜一端接入電源前應(yīng)將母線另一端用配套的封頭套封好,兩條母線不得短路。
    14) 多回路電熱帶從同一接線盒接出時(shí),各母線都要有絕緣套隔離,以防短路。
    15) 接線盒應(yīng)密封,防止雨水進(jìn)入。
5.4電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與檢查
    1) 電熱帶的連續(xù)性和絕緣電阻,用1000V搖表檢查,系統(tǒng)絕緣電阻大于50MΩ為合格。
    2) 電熱帶安裝完畢,每個(gè)電伴熱回路的測(cè)試結(jié)果應(yīng)有記錄和報(bào)告。
    3) 檢查人員應(yīng)按照工程規(guī)定對(duì)伴熱系統(tǒng)的安裝進(jìn)行中間檢查和zui終核實(shí)、驗(yàn)收。
六:相關(guān)電氣設(shè)計(jì):
    設(shè)計(jì)電伴熱配電系統(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)符合我國有關(guān)電氣規(guī)范要求。
6.1單一電源電熱帶長度的定義如下圖:
    變功率單一電源電熱帶zui大使用長度與過流保護(hù)開關(guān)的容量關(guān)系可查電伴熱編制說明,當(dāng)實(shí)際過流保護(hù)開關(guān)容量介于兩檔之間,應(yīng)選用容量大的一檔。
6.2電路對(duì)地漏電保護(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。

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