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電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補償管道、容器、罐體等儲運系統(tǒng)所耗散的熱量，以維持系統(tǒng)操作介質(zhì)始終處在工藝要求的適宜溫區(qū)。所以，管道防凍電伴熱設計選型新方法，熱工設計首先要確定工藝裝置的熱損失即散熱量，然后根據(jù)散熱量確定所需伴熱電纜的功率和長度。
一：中海華光設計說明：
1.本電伴熱適用范圍:適用于室內(nèi)外管道、容器、罐體等儲運系統(tǒng)、設備保溫和防凍。
2.中海華光電伴熱工程建議應在供貨方的指導下進行安裝施工,并做好詳細的工程進展記錄表.
3.中海華光電伴熱防凍系統(tǒng)設計原理：利用電熱來補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、防潮層和保護層。
4.中海華光電伴熱防凍系統(tǒng)總體設計旨在經(jīng)濟的滿足管道流體（如：水）系統(tǒng)防凍（降粘及防堵），從功能性、可實現(xiàn)性、經(jīng)濟性的角度出發(fā)，達到防凍（降粘及防堵）的效果。
zui低氣象溫度標準和防凍標準：
北京地區(qū)氣象參數(shù)（平均zui低溫度TA=-17.1℃）；維持設備的水不結(jié)冰狀態(tài)，采用管道水系統(tǒng)維持在5℃的標準。計算管道zui大的散熱功率。
設計需要確定的工藝參數(shù)
1) 管道要求的維持溫度TM(℃)；
2) 當?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)設計：
2.1散熱量計算
散熱量計算有兩種方法：一查表法；二是按公式直接計算法。
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
或設備散熱量（QP）見附表二
根據(jù)查得的QB或QP按下式計算出實際的散熱量
管道QTB＝＝f×QB
平壁設備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低溫度計算
QTB--管道實際需要伴熱熱量（W/m)
QTP--平壁實際需要伴熱熱量（W/m)
f----保溫材料修正參數(shù)見附表三
2.1.2.直接計算方法：
管道QTB={[2π(TM-TA) ]/［( LnD2/D1）1/λ+2/( D2α)]}×1.3 ………(1)
設備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低溫度計算
λ--保溫材料的導熱系數(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--自然對數(shù)
α--保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)(W/㎡℃)與風速ω(m/s)有關
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)變動應乘以材質(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.計算所需伴熱電纜的總長度L
A：計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時的輸出功率（W/m）
Lg小于1時，每米管道采用的伴熱電纜小于1m無法敷設，所以Lg不能小于1。
Lg等于1時，則每米管道采用1 m該規(guī)格的伴熱電纜，單根直線敷設。
Lg等于n時(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。
Lg大于1且不等于n ，可采用螺旋卷繞敷設，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) 每平方米表面應敷設伴熱電纜長度為：
Lp=（Qp×f）/ QM m/㎡
2) Lp≥3，即每㎡面積須敷設不短于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）。當管徑大于600mm時可當作平面容器處理。
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，所需電纜應敷設在相應附件上。
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) 每個電源引入端預留1m；
2) 每個尾端留0.5m；
3) 每個直型或T型接線盒預留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：中海華光電熱帶選型：
在選擇中海華光電熱帶產(chǎn)品時，應綜合考慮各種因素，如適用性、經(jīng)濟性、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高操作溫度選定中海華光電熱帶的耐溫等級和發(fā)熱等級。
根據(jù)管道可能經(jīng)受的zui高溫度來選擇相應zui高暴露溫度的中海華光電熱帶，確定管道是否會出現(xiàn)偶發(fā)性溫升(如蒸汽、熱水、熱油清掃管道)及zui高溫度，所選中海華光電熱帶的zui高暴露溫度應不低于偶發(fā)性溫升。如偶發(fā)性溫升高于zui高暴露溫度，可在進行熱工估算后，調(diào)整安裝方法，即在中海華光電熱帶與管道之間加一層適當厚度的保溫層，以緩解偶發(fā)溫升對中海華光電熱帶的影響。
3.2根據(jù)功率—溫度曲線選擇中海華光電熱帶功率
選擇中海華光電熱帶的輸出功率，不是以標稱功率為依據(jù)，而是以系統(tǒng)維持溫度時中海華光電熱帶必須輸出的功率為依據(jù)。
選擇中海華光電熱帶的溫度等級及伴熱功率與系統(tǒng)所需的維持溫度有直接關系，應選用zui高表面溫度高于系統(tǒng)維持溫度（例如20℃）并能補償體系熱損失的中海華光電熱帶。
3.3單一電源zui大中海華光電熱帶的確定
從同一個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)此選擇過流保護開關的容量。根據(jù)管道分布及支線長短選用中海華光電熱帶，低功率中海華光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 中海華光電熱帶結(jié)構的選擇
根據(jù)安裝環(huán)境和條件進行結(jié)構選擇
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中海華光屏蔽型產(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)，應選用中海華光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品，則應采用中海華光防護型產(chǎn)品。
3.5 其他事項
1）電伴熱帶的電源接線截面要大于伴熱電纜導體截面。
2）熔斷器、空氣開關要選擇適中，要考慮大于全線起動電流。
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。
5 ) 管道周圍環(huán)境是否便于電纜安裝，確定電伴熱帶，采用直線敷設還是螺旋敷設。
四：中海華光電伴熱系統(tǒng)圖
4.1 中海華光電伴熱系統(tǒng)圖繪制原則
1）每個單一電源供電的電伴熱系統(tǒng)，應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 中海華光電伴熱系統(tǒng)圖圖示要求
1）中海華光電伴熱系統(tǒng)圖應列出管道編號、管徑、材質(zhì)，保溫材質(zhì)和保溫厚度；
2）應標出管道上的閥門、管件、支架、法蘭的位置及管道的長度，同時標出接線盒的位置；
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的發(fā)熱量以及電器設備的數(shù)量、規(guī)格、型號及其他附件。
五：中海華光電伴熱設施的安裝
5.1 安裝前的準備
1) 所有電伴熱帶均須進行電路連續(xù)性和絕緣性能的測試，不符合規(guī)定的不能使用。
2) 電氣設備和控制設備均須進行外觀檢查，有變形、有裂紋，器件不全又無法修復的，不能使用。
3) 安裝前，應先按照電伴熱系統(tǒng)圖，逐一核對管道編號、管道規(guī)格、工藝條件、電伴熱帶參數(shù)、規(guī)格型號、電氣設備和控制設備規(guī)格型號，確認無誤后，才能進行安裝。
4) 沒有產(chǎn)品標記，或標記模糊不清，無法辨認的產(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(或/和氣密試驗)檢查合格。
5.2 安裝注意事項
1) 中海華光電熱帶安裝時，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中海華光電熱帶上。
2) 中海華光電熱帶有良好的柔性，但不允許硬折，需要彎曲時，彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。
3) 中海華光電熱帶嚴禁用重物硬砸，如被砸 伴熱電纜應重新進行電氣測試，合格后才能使用。
4) 中海華光電熱帶應與被伴熱管道(或設備)貼緊并固定，以提高伴熱效率。固定電伴熱帶時應用尼龍扎帶，嚴禁用金屬絲綁扎。
5）非金屬管道應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) 中海華光電熱帶的安裝要充分考慮管道附件(或設備)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，采用纏繞方式，以利維修時拆卸。
8）法蘭處易產(chǎn)生泄漏，纏繞電伴熱帶時，應避開其正下方。
9) 中海華光電熱帶在管道上的安裝方法與固定，扎帶材料應根據(jù)管道的溫度選用。
10) 中海華光電熱帶安裝完畢后，必須逐個回路進行電氣測試合格后，再進行通電試驗，檢查中海華光電熱帶發(fā)熱情況。確認正常后，才允許保溫。
11) 保溫材料應干燥。潮濕的保溫材料不但影響伴熱效果，還會導至對中海華光電熱帶的腐蝕，縮短使用壽命，未包外保護層的保溫管道，被雨雪澆濕后，應風干后再施工外保護層。
12) 中海華光伴熱系統(tǒng)施工完畢，應在管道的外保護層，做出明顯的電伴熱標記，以提醒人們注意。
13) 中海華光電熱帶安裝時，當電纜一端接入電源前應將母線另一端用配套的封頭套封好，兩條母線不得短路。
14) 多回路中海華光電熱帶從同一接線盒接出時，各母線都要有絕緣套隔離，以防短路。
15) 接線盒應密封，防止雨水進入。
5.4中海華光電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場測試與檢查
1) 中海華光電熱帶的連續(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) 中海華光電熱帶安裝完畢，每個電伴熱回路的測試結(jié)果應有記錄和報告。
3) 檢查人員應按照工程規(guī)定對伴熱系統(tǒng)的安裝進行中間檢查和zui終核實、驗收。
六：相關電氣設計：
設計中海華光電伴熱配電系統(tǒng)時，電熱帶應與過載、短路、漏電保護和溫度保護裝置配合，并應符合我國有關電氣規(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開關的容量關系可查中海華光電伴熱編制說明，當實際過流保護開關容量介于兩檔之間，應選用容量大的一檔。
6.2電路對地漏電保護
每條電熱帶線路應采用30MA對地漏電開關做電氣保護。特別是防爆區(qū)、危險區(qū)或腐蝕區(qū)，和管道需要經(jīng)常維修和電熱帶易受到機械損壞的區(qū)域。
注附表1~5正在編輯中
舉例說明
1.1室內(nèi)熱水管道伴熱
我公司針對北京某公寓室內(nèi)衛(wèi)生間熱水管道伴熱熱水維持溫度TM＝50℃，偶然性操作溫度65℃。室內(nèi)空調(diào)溫度zui低溫度TA＝16℃，管道通過普通區(qū)。電壓220V。管徑為DN100。
管長50M，管道上有3個閘閥，8對法蘭（包括閥門的6對）5個管架。保溫層材料為泡沫橡塑（λ＝0.038W/m℃），厚30mm確定中海華光電伴熱帶的長度、功率和選型。
*步：計算溫差：ΔT
ΔT＝TM-TA TM＝50℃ TA＝16℃
ΔT＝50-16＝34 ℃
第二步：計算管道散熱量QB。查附表一，當ΔT＝30℃，QB＝21.8W/m，ΔT＝40℃ QB＝29.0W/m。采用內(nèi)差法求得：
QB＝21.8+｛（29-21.8）/（40-30）｝×（34-30）
?。?4.68W/m
第三步：計算實際散熱量QTB，根據(jù)QTB＝＝f×QB 查表：附表三 f=1.23
QTB＝1.23×24.68＝30.36W/m
第四步：計算電熱帶總長度L：
a.自控溫電熱帶（變功率電熱帶），查中海華光電熱帶的編制說明：附表五可知，選用ZXW（ZKW）-P-220V/45W型（中溫屏蔽型）中海華光提供的自控溫電伴熱帶比較合適，從中海華光電熱帶的編制說明查出10℃時，每米輸出功率45W/m，50℃時輸出的功率QM＝28.8W/m，小于散熱量QTB＝30.36W/m，因此，選用ZXW（ZKW）-P-220V/45W型，需要確定安裝系數(shù)：Lg=Q/QM＝30.36/28.8＝1.06
中海華光提供的電熱帶總長度計算如下：
管道部份：L1＝50×1.06＝53m
法蘭部份：L2＝8×（2×.215）=3.44m（0.215法蘭盤直徑）
閘閥部份：L3＝3×1.3＝3.9m（1.3系數(shù)，查伴熱設計）
管架部份：L4＝5×3×2×.15＝4.5m（0.15為管道與支架接觸長度）
其它部份：L5＝2×1＝2.0m（1個電源接線盒，1個尾端接線盒）
總長度：L＝L1+L2+L3+L4+L5=53+3.44+3.9+4.5+2=66.84m
查中海華光安裝與操作中相關電氣設計說明：
TA＝10℃，Lmax＝65m，20A開關；Lmax＝96m，30A開關容量。
電熱帶實際總長度L＝66.84m，選用30A開關。配用中海華光自控溫電伴熱帶可以任意剪切。
總功率：N＝L×QTB＝66.84×30.4＝1924W（1.924KW）
b.恒功率電熱帶
已知：QTB＝30.36W/m，查恒功率電伴熱帶編制，選用兩根或一根RDP2-J-17W/220V 、RDP2-J-35W/220V
1.2應用消防管道防凍：
我公司就應用北京某樓宇地下室不采暖車庫消防管線防凍。根據(jù)管道冬季維持水溫TM＝5℃，其它條件同前例。
*步：計算溫差：ΔT 查全國各地氣象參數(shù)zui低環(huán)境溫度TA＝-17.1℃
ΔT＝TM-TA TM＝5℃ TA＝-17.1℃
ΔT＝5-（-17.1）＝22.1℃
第二步：計算管道散熱量QB。查附表一，當ΔT＝20℃，QB＝14.5W/m，ΔT＝30℃ QB＝21.8W/m。采用內(nèi)差法求得：
QB＝14.5+｛（21.8-14.5）/（30-20）｝×（22.1-20）
＝16.1W/m
第三步：計算實際散熱量QTB，根據(jù)QTB＝＝f×QB 查表：附表三 f=1.23
QTB＝1.23×16.1＝30.36W/m
第四步：計算電熱帶總長度L：
a.自控溫電熱帶（變功率電熱帶），查中海華光電熱帶的編制說明：附表五可知，選用DXW（DKW）-P-220V/15W型（中溫屏蔽型）中海華光提供的自控溫電伴熱帶比較合適，從中海華光電熱帶的編制說明查出10℃時，每米輸出功率15W/m，5℃時輸出的功率QM＝16.6W/m，小于散熱量QTB＝19.8W/m，因此，選用DXW（DKW）-P-220V/15W型，需要確定安裝系數(shù)：Lg=Q/QM＝19.8/16.6＝1.19
中海華光提供的電熱帶總長度計算如下：
管道部份：L1＝50×1.19＝59.5m
法蘭部份：L2＝8×（2×.215）=3.44m（0.215法蘭盤直徑）
閘閥部份：L3＝3×1.3＝3.9m（1.3系數(shù)，查伴熱設計）
管架部份：L4＝5×3×2×.15＝4.5m（0.15為管道與支架接觸長度）
其它部份：L5＝2×1＝2.0m（1個電源接線盒，1個尾端接線盒）
總長度：L＝L1+L2+L3+L4+L5=59.5+3.44+3.9+4.5+2=73.34m
查中海華光安裝與操作中相關電氣設計說明：
TA＝0℃，Lmax＝96m，1開關容量。
電熱帶實際總長度L＝66.84m，選用1開關。配用中海華光自控溫電伴熱帶可以任意剪切。
總功率：N＝L×QTB＝73.34×30.4＝1217W（1.3KW）
b.恒功率電熱帶
已知：QTB＝30.36W/m，查恒功率電伴熱帶編制，選用一根RDP2-J-20W/220V