电伴热室外管道防冻工程项目可行性研究报告.docx
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电伴热室外管道防冻工程项目可行性研究报告
电伴热室外管道防冻工程项目可行性研究报告
论文摘要：
北方冬季寒冷的气候，给建筑行业室外管道运行带来很多的困难，仅仅依靠普通的保温材料对管道进行保温远远达不到使用要求，一种新型的由电能直接转化成热能的技术应运而生——电伴热。
由于此项技术具有节能、环保、高效、无污染等优点，迅速的被建筑行业所采纳。
在施工过程中，发热电缆不同于普通电缆，如果不严格按照施工工艺去执行，将为运行时达不到电伴热使用效果埋下隐患。
本文以北京西西4#地项目屋顶冷却水管道电伴热防冻工程为例，总结一下电伴热安装、调试及试运行。
关键词：
电伴热带；过程检测；调试运行；
一、工程简介
本工程为北京西西工程4#地项目屋顶冷却塔管道电伴热防冻工程。
该管道位于4#组团屋顶，包括屋顶冷却水供、回水管道与冷却塔补水管道，管径包括ф820、ф325、ф273、ф219、ф133、ф108。
电伴热系统采用一个温控箱控制，共有5个电伴热回路，并可由控制箱内的温度控制器实现自动启动功能。
保温材料为50mm厚铝箔超细玻璃棉管壳包裹，外部采用0.5mm厚镀锌钢板做外保护。
二、电伴热防冻原理及产品结构形式
1、防冻原理：
根据设计确定的散热功率，选择适宜的自调控发热电缆，将发热电缆按每米所需电缆长度敷设在管道上，将环境温度控制器安装在管道区域的最低温度区域，应用带有高精度的环境温度器控制冷却水管道区域内电伴热系统得启动与切断，当探测点的温度低于设定值时，发热电缆启动，从而维持冷却水管道温度，并以较少的能量消耗获得最好的使用效果；当探测点的温度高于设定值时，发热电缆停止，从而节约能源。
2、产品结构形式
发热电缆的构成如下图：
技术参数：
母线16AWG镀镍铜线
发热元件辐射交联的聚烯仱
绝缘材料辐射交联的聚烯仱
金属编制层12AWG镀锡铜丝
可选的外护套硅脂橡胶
最小弯曲半径1.25〞（32毫米）
供电电压208-277Vac
回路保护30mA接地故障保护
该工程选用两种不同种类的线型,即自调控电伴热线及恒功率电伴热线.
第一步温度及电压的选择
由于该工程为防冻工程故采用低温型,中国供电电压一般为220V,故选择220V级别的热线。
第二步功率选择
自调控电伴热线,所用管道大小DN200-DN100之间散热功率在13.1W-7.8W之间,根据产品样本选用（10℃线16W/M）,16LEP型即可满足要求。
恒功率:
所用管道大小DN800-DN200之间散热功率在45.3W-13.1W之间,根据产品样本选用JFB型（30W/M）比较合适。
三、施工准备
1、技术准备
在施工前，认真核实设计图纸，确认发热电缆及配件齐全，并与设计及合同相一致。
2、施工条件
2.1管道在电伴热施工前，管道及阀门等附属配件已经全部安装完毕，并按《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）进行了管道试压及验收合格。
2.2管道试压合格后，管道表面涂刷两道防锈漆，防腐层涂刷均匀，无漏刷、流挂等现象。
油漆膜彻底干燥后方可施工。
2.3检查管道外表确认无毛刺、锐角，以免在安装时对电缆造成损坏。
2.4与其他专业协调，确保施工过程中与其他专业无冲突。
施工前，通知各专业单位对其施工材料及设备进行清理。
3、材料准备
按照施工图，把所需的发热电缆、保温棉、配电箱、胶带等施工材料全部进场，并进行施工前的质量验收，所使用的施工材料均为符合国家规定的合格材料。
4、人员准备
名称
人数
名称
人数
电气工程师
1人
专业电工
2人
施工员
1人
力工
2人
5、机具准备
名称
规格、型号
数量
备注
兆欧表
1000MΩ
1台
数字万用表
F-87Ⅲ
1台
电工专用刀具
4套
四、材料选型
1、根据现场实际情况,该工程选用两种不同种类的线型,即自调控电伴热线及恒功率电伴热线。
1）自调控电伴热线,所用管道大小DN200-DN100之间散热功率在13.1W-7.8W之间,根据产品样本选用（10℃线16W/M）,16LEP型即可满足要求。
2）恒功率:
所用管道大小DN800-DN250之间散热功率在45.3W-15.7W之间,根据产品样本选用JFB型（30W/M）比较合适。
2、所需热线长度
a管道部分
根据伴热原理及管道散热量与热线功率的比较计算缠绕系数N,伴热线长度等于管道长度乘以N
1、自调控电伴热线；
管道管径
（mm）
200
125
100
管道所需
散热功率
（W/M）
13.1
9.8
7.8
16LEP型自调控线最大运行功率（PM）
16
16
16
缠绕系数
（N）
1
1
1
2、恒功率电伴热线
管道管径
（mm）
800
300
250
管道所需
散热功率
（W/M）
45.3
18.2
15.7
JFB型恒功率线
运行功率
（PM）
30
30
30
缠绕系数
（N）
1.6
1
1
b.阀门部分
每个阀门需要的热线长度等于阀门系数乘以每米管道需要的热线长度。
蝶阀散热系数为1.7，闸阀散热系数为1.3。
c.其它
每一附件的每一接线端需加长30-50㎝的热线作接头用，总的热线长度为前面的所述之和。
管道、阀门及附件缠绕方式见附图。
五、安装程序
1、安装前发热电缆的绝缘测试
1.1.对进场的发热材料的型号、规格、外观质量进行核实。
1.2.进场的发热电缆应及时进行绝缘性能测试。
用1000兆欧的兆欧表输出端与发热电缆、金属屏蔽连接，确认连接点接触良好。
以120转/min的速度匀速摇动兆欧表的手柄，观察兆欧表的变化，指针应指向∞方向（绝缘电阻须大于20ＭΩ）。
当兆欧表的指针指向0时，说明发热电缆不合格，应全部退场。
发热电缆重新进场，然后再进行测试，直至合格为止。
1.3.安装前的测试数据应进行记录，登记在《材料质检单》上。
2、安装发热电缆形式
2.1由电源处开始安装，电缆端头应甩在电源处（先不接通电源），管道与电源之间的电缆应加软质套管。
2.2沿管道铺设电缆，此工程铺设方式主要分两种：
第一种：
直线缠绕
根据发热电缆的发热系数，管径不大于Ф325的管道采用直线缠绕。
将一根或多根电缆沿管道一边直线放置，用铝箔胶带将发热电缆固定在管道的下半端，固定间距不大于50cm。
第二种：
波浪缠绕
根据发热电缆的发热系数，管径Ф800的管道采用波浪缠绕。
将电缆以波浪方式与管道附合在一起。
按设计每米所需负荷确定每米管道所需电缆长度，然后再确定波浪曲率半径R，铺设时应尽量使波幅均匀，以保证电缆系统的均匀散热，用专用胶带沿波浪曲线粘贴发热电缆。
设计图纸要求管道电伴热防冻需维持管内介质温度在5℃以上，管道的管径不同，所需要的散热功率也不同。
所有的附件及电缆末端接口处均需预留50mm长的伴热电缆，以便维修、更换附件等工作。
3、发热电缆检测
发热电缆按照施工图进行部署，以不同的缠绕方式进行施工。
待布线全部完毕后，由质检员陪同监理对布线质量进行全面、系统的验收合格后，检查发热电缆外观完好无损，方可进行绝缘检测试验。
3.1发热电缆绝缘测试
用1000MΩ的兆欧表对发热电缆进行绝缘测试。
用兆欧表的一个输出端与一根发热电缆铜导线连接，另一个输出端与发热电缆的金属屏蔽连接，确认连接点接触良好。
以120转/min的速度匀速摇动兆欧表的手柄，观察兆欧表的变化，当兆欧表的指针指向∞时，说明发热电缆铜导线与金属屏蔽是完全绝缘的。
当兆欧表的指针指向0时，说明发热电缆不合格，需对伴热回路进行检查并进行缺陷处理或重新施工该回路，然后再进行测试，直至合格为止。
3.2发热电缆与管道之间绝缘测试
用1000MΩ的兆欧表对发热电缆与管道进行绝缘测试。
用兆欧表的一个输出端与一根发热电缆连接，另一个输出端与管道连接，确认连接点接触良好。
以120转/min的匀速摇动兆欧表的手柄，观察兆欧表的变化，当兆欧表的指针指向∞时，说明发热电缆与管道是完全绝缘的（绝缘电阻须大于20MΩ为合格）。
当兆欧表的指针指向0时，说明发热电缆与管道是相通的，绝缘为0，则说明安装不合格，需对伴热回路进行检查并进行缺陷处理或重新施工该回路，然后再进行测试，直至合格为止。
将以上绝缘测试结果绘制成《绝缘测试记录表》，将每个回路的测试及校缺情况如实填写测试记录。
4、通电测试
发热电缆安装完毕，且绝缘测试合格后，利用临时电源进行通电测试，检测发热电缆是否发热。
通电后，用温度计测量发热电缆表面温度，查看温度计是否变化。
如若温度计无变化，表明发热电缆有断路现象，需进行检查或重新更换发热电缆，重新检测，直至合格为止。
通电测试结果记录在《通电测试记录表》中。
5、安装保温层
发热电缆敷设完毕，且进行绝缘测试合格后，方可进行保温层的施工。
在保温之前，先将管道表面再进行一次清理，确保管道表面清洁。
本工程保温材料采用厚度为50mm的铝箔超细玻璃棉，保温层外采用0.5mm镀锌铁皮做保护层。
5.1进场的铝箔超细玻璃棉、镀锌铁皮必须具有产品合格证、质量检测报告等质量证明文件，其性能符合国家标准及行业标准的规定；
5.2铝箔超细玻璃棉厚度应均匀，且无杂质，有良好的蓬松度；
5.3由于是露天施工，所以管道保温需边做保温边用镀锌铁皮做保护层，保证将做完的保温层及时保护起来，防止由于自然环境给予破坏。
（如刮风、雨雪等自然现象的出现）
根据管道规格及管件的实际尺寸进行1：
1放样，利用样板对超细玻璃棉进行准确下料，铝箔超细玻璃棉接口处采用铝箔胶带进行粘接，且粘接牢固、无缝隙。
铝箔超细玻璃棉安装完毕，铝箔层应完好无损。
对局部破损处，用铝箔胶带进行粘贴修补。
镀锌钢板保护层接口采用自攻螺丝钉连接。
6、保温后的检验及调试
管道的保温层施工完毕后，应对电伴热系统的各回路进行绝缘检验。
1.将伴热电缆的铜导线对外金属屏蔽进行测试，绝缘电阻须大于20MΩ为合格（要求用1000兆欧表测试），查出有损坏的部位应及时进行修复处理，然后再进行测试，直至合格为止。
2.将每个回路保温后的测试及修复情况如实记录在《安装质量检验报告》上。
3.在所有的电伴热回路安装及分步检验合格后，方可进行系统得总体试验。
总体试验时，采用临时电源。
4.关闭所有电伴热回路的空气开关，分别对各电伴热回路进行一次摇测，再次确认各伴热回路的绝缘电阻大于20MΩ后，方可进行系统的总体试验。
5.分别开启每个电伴热回路的空气开关，测量每个回路的启动电流、供电电压、环境温度、管道温度，并将其结果记录在《伴热系统总体试验报告》上。
6.使电伴热系统通电运行4个小时，各伴热回路的管道将达到一个相对平衡的状态，此时应对各伴热回路的运行电流、环境温度、管道温度进行测量，并将结果记录在《伴热系统总体试验报告》上。
7.伴热系统经过4小时无故障运行，且运行电流小于启动电流，管道的温度有所变化，则该系统的安装总体试验为合格。
伴热系统总体试验合格后，须将系统得温控器温度调至设计的参数，将伴热系统交付运行单位进入正式运行。
六、电伴热安装要点：
1.发热电缆的安装必须符合国家有关的电气安装规范。
2.发热电缆的弯曲半径必须不小于缆线自身直径的六倍。
3.发热电缆承受的张力不能超过25kg。
4.发热电缆绝不能放置在管道较锋利的边缘。
施工过程中，严禁踩踏发热电缆，在任何时候都应小心保护发热电缆。
5.安装发热电缆前，更重要的一项是检查管道是否损坏或滴漏。
6.发热电缆在管道上的连接固定必须以不破坏缆线为前提。
7.使用专用胶带将发热电缆固定在管道上，这样可保证发热电缆安装在管道上的安全。
8.发热电缆通过间距为不大于50cm的专用胶带，被快速地安装在管道上，以确保管道表面和发热电缆保持紧密接触。
9.发热电缆和冷末端之间的接线盒安装卡子紧固。
10.所有的管道应以明确的方式标志，表明发热电缆和安装于此。
11.发热电缆安装完成后，必须核查发热电缆绝缘电阻，并接通临时电源确定发热电缆发热后才能安装保温层。
七、结束
电伴热防冻保温施工最关键的就是发热电缆的选型与安装过程测试，通过实践证明，在安装之前选择与设计相匹配的发热电缆，确保发热电缆所发出的热量达到管道所需要的热量。
在安装过程中，绝缘测试是发热电缆正常运行的有力的技术保障，很好的实现管道电伴热使用功能。
通过几年的实践，电伴热技术在建筑行业中应用将越来越广泛，越来越完善。
附图：
伴热带在管道阀门上的安装方法及附件的详细安装方式：
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