电伴热设计导则.docx

1、电伴热设计导则中国石化集团兰州设计院标准SLDI333C06-2001电伴热设计导则0新制定全部顾英张彦天郑明峰修改标记简要说明修改 页码编制校核审核审定日期2001-01-08 发布 2001-01-15 实施 中国石化集团兰州设计院第一章总则第二章电伴热型式简介第一节电热带第二节挠性电热板第三章电伴热设计和选型第一节电伴热的应用范围第二节电伴热的选用原则第三节热损失计算第四节电伴热产品选型及长度确定第四章电伴热的安装第一节电伴热带的安装第二节挠性电热板的安装第五章电热带的施工第一节电热带施工的一般要求第二节电热带施工前的准备第三节电热带的施工第四节保温工程第五节施工注意事项第六章挠性电热板

2、的施工第一节挠性电热板施工的一般要求第二节挠性电热板施工前的准备 第三节挠性电热板的施工第七章设计文件第一章总则 本导则适用于石油化工装置中对伴热有特殊要求的场合。 电伴热仅适用于二区防爆场所和非防爆区域。本导则与国标、部标有矛盾时，按国标、部标的规定执行。 第二章电伴热型式简介第一节电热带 串联式电热带 串联式电热带如一般的两条发热的电阻丝一样，在每条电阻线上包有两层聚四氟乙 烯树脂（铁弗龙树脂 TEFLON RESIN）绝缘材料，也可在其外围加不锈钢补强网。 此种电热带绝缘性佳，且富有耐药品性及耐腐蚀性，本身重量轻，易于施工，可用 于二区防爆危险场所。但此种电热带是依其长度的长短而改变其输

3、电功率的。现场施工配管的实际长度往 往与配管设计长度不同，因此在电热带敷设前，必须确实地对此电热带的输电功率 与现场配管的实际长度认真核实。这是选择此种电热带不便之处。串联式电热带见图 2.1.1图 2.1.1 串联式电热带构造图 并联式电热带 并联式电热带又称恒功率型电热带。此种电热带可避免串联式电热带在选用设计上 的不便之处。并联式电热带又分为单相供电和三相供电方式。单相并联式电热带是在两条平行的电源导线上，包覆一层电气绝缘性能佳且具有耐 热性及柔软性的树脂，在其周围缠绕可发热的镍铬丝，再在其上加一层绝缘材料而 成。电热丝与电源导线构成许多并联相等的单元发热节，从而形成一个连续的发热 体。

4、当接通电源后，电热带单位长度上功率相等，电热带长度愈长，输出电功率愈 大。所以它消除了串联式电热带需预制长度的缺点，又能任意切割。单相并联式电热带构造图三相并联式电热带是在单相并联电热带基础上的发展。它是采用 A BC三根铜线作电源导线，外包电绝缘层，发热电阻丝均匀缠绕于三根电源导线绝缘层外。每隔 一定间距将电阻丝与电源导线连接，形成发热电阻回路。发热电阻连接在整个电热 带的长度上，分别依次为 AB发热电阻， BC发热电阻， CA发热电阻，反复循环，形 成一个连续的发热体。此种结构保持了电热带能任意切割，而每米发热量恒定。123： A相 B相 C相电源线 4：电源线绝缘层 5：发热电阻丝 67

5、 8：电源线和电阻丝连接头 9：外护套绝缘层 10：铜丝编织外护套BC发热电阻 AB 发热电阻 CA发热电阻三相并联式电热带构造图温度自控式电热带 温度自控式电热带又称自限式电热带，此种电热带系随温度的上升，电流量递减， 输电动率也随之减小而能自身控制温度的电热带。这种电热带的构造是在两条平行的电源导线间包复一发热体，该发热体是随温度变 化而电阻值显着变化的一种柔性的特殊半导体材料。当被伴热物料温度升高时，发 热体电阻值上升，电流下降，放热量减小，输电功率下降。当被伴热物料温度降低时，发热体电阻值下降，电流上升，放热量增加，输电动率增加。借此原理，可稳 定地控制物料的输送温度。由于电热带上的每

6、一点都具有上述温度控制功能，所以 不会有整体或局部过热的危险性。温度自控式电热带结构图 管道温度 自控式电热带温度输电功率图 上述串联式、并联式及温度自控式电热带皆适用于二区防爆场所，且可与温控器配 套使用。第二节挠性电热板对小型贮槽、容器类设备最适合采用电加热板伴热。电热板是电阻发热体与接地格 子以涂有耐热橡胶的玻璃纤维布包复，经高温高压成型。它具有柔软、质轻、耐腐 蚀及耐水性能。厚度为 2.3mm3.2mm。在-28 的低温时也不失其柔软性而易于施 工。电热板适用在 120以下的贮槽及容器类的保温伴热，且可与温控器配套使用。电热板施工简单，将电热板上涂以可传热的粘着剂，压在槽壁上，然后以铝

7、胶带固 定即可（铝箔上涂有粘结剂称铝胶带） 。一块电热板只需 20 分钟即可安装完毕。 电热板适用于二区爆炸危险场所。电热板外形图 电热板结构示意图 第三章电伴热设计和选型 第一节电伴热的应用范围 随着石油化学工业的不断发展，对化工物料伴热温度的严格控制，采用电伴热的方 式日益为人们所重视。以下几种情况可选用电伴热方式：一、管道直径较小，且配管复杂；二、物料的输送温度控制要求严格；三、不能就近得到蒸汽；四、非金属管道或防腐非金属衬里管道；五、蒸汽伴热施工困难之处。 电伴热带可使用在管道、贮槽、容器等各种表面上，且可适用于下述环境： 工区爆炸危险场所和非爆炸危险场所；含有腐蚀性介质的环境；在石油

8、化学工业中，电伴热常用于下述几种范围：一、燃料油、化学药品或热水等保温伴热；二、一般管道防冻；三、严格控制作业温度的液体管道伴热；四、贮罐保温伴热；五、塑料管伴热；六、贮罐分水包防冻；七、仪表管道伴热。第二节电伴热的选用原则电热带一般用于管道伴热，也可以缠绕在小型容器上伴热。电热板用于贮槽、容器 的保温伴热。串联式电热带由于其设计功率必须在施工前与现场配管实际长度进行核实，常常引 起设计修改，一般不宜选用。并联式电热带 并联式电热带有普通型和加强型。加强型电热带是在普通型电热带外层再包复一层 绝缘材料。它的机械强度高、防腐力强。但导热性能略低于普通型电热带。它适合 埋地或有腐蚀气体的场合。产品

9、特点：a.单位长度功率相等，不能自行调节温度。在使用时不能超过电热带产品最高的耐 热温度，否则会引起电热带绝缘材料早期老化或损坏。b.由于单位长度功率相等，因此，它能在现场任意切割，施工方便，但应避免电热 带交叉。c.为保证伴热效果，应尽可能与温控器配套使用。供电箱内开关具有过载、短路、 接地漏电保护。当表面温度超过设定值时，温控器能发出讯号或跳开电源开关。d.电热带的伴热长度可以按单点电源、单向输出设计，也可以按单点电源双向输出 设计。不同生产厂家、不同型号及规格的电热带其允许的最大伴热长度是不同的， 应符合生产厂的产品说明。温度自控式电热带产品特点：a.温度自控式电热带相当于若干并联电阻，

10、使用时可以任意长度切割。b.虽然在同一条管道上，管径不同，保温材料厚度不同，液体流动条件不同，但可 以在同一个回路中进行伴热。c.管道有局部温度变化时，温度自控式电热带可以适应各种不同温度工作。d.在阀门和管件联接处的外表面可以叠层缠绕，不会使物料过热，也不会引起电热 带自身过热和烧毁。e.可与温控器配套使用，这样更能进一步发挥温度自控式电热带的优越性。同时当 电热带因寿命失效而不能调节温度时，也能防止超过物料的安全输送温度。f.便于设计选用，尤其是对热损失计算、施工较难的工程。g.温度自控式电热带伴热的长度一般不超过 80 米。这是因为伴热过长，起动电流 过大（一般为正常工作电流的 67 倍

11、），供电困难。挠性电热板：产品特点：a.安装方便。对老设备改造，不必破坏容器原有的全部保温层，仅需在粘贴部位打 开部份保温层。b.适应性强，不管容器形状、规格如何，挠性电热板均能使用。c.可与温控器配套使用。 注意：如果罐体内为热敏感物料（即不能承受高温）或罐体为非金属材料（如玻璃 纤维、聚乙烯等） ，勿随便使用电热板。若要使用须与生产厂取得联系。 第三节热损失计算管道做热计算 伴热的意义是利用电热带产生的热量来补偿管道散失到环境的热量，以维持管道的温度。为了计算管道散失到环境的热量，应确定以下几个参数： TM管道内流体必须维持的温度；T当地最低的环境温度 (历年一月份平均最低温度平均值) ；

12、 管道尺寸； 保温层种类和厚度； 管道是在室内或室外，地上敷设或埋地敷设。上述参数确定后，可按下述步骤计算管道散失到环境的热量 QB：第一步：计算温差 T T=TM-T A B(Wm)。如果管道在室内，将 QB乘上 0.9 。如果被伴热管道是塑料管道，由于塑 料的导热性远低于金属，应再乘 0.6 0.7 系数。第三步：散热量 QB QT=QBfQT是管道真正的单位时间散热量以瓦特米( W m)表示，伴热的的就是补偿 QT。保温系数导热系数 保温材料 保温系数 (w/m)10 时玻璃纤维 (GlassFibre) 1.00.036矿渣棉 (MineralorRoekWool) 1.060.038

13、矿 渣 毡 1.200.043 (MineralFiberBlanket) 发泡塑料 (FoamedElastomer) 1.220.044 聚 氨 酯 0.970.035 (RigidCellularPolyurethane)硅 酸 钙 1.600.056 (CalciumSilicateBlock)设备散热计算 设备伴热宜选用电热板。所需挠性电热板的块数与罐体的表面积及罐体安装使用场 所、保温层材质、厚度等因素有关。计算公式如下： n= /N 式中： n所需挠性电热板的块数(取整数) ； Q被加热罐体的热损耗率( wm )。 A被加热罐体的表面积( m2 N所选用的挠性电热板的功率( w)

14、。 注：与表中参数不同时，可用插入法求得。 罐体的隔热层热损耗率 Q计算表维护温度()51020304050607080901001203835.940.148.757.766.876.386.095.9106.0116.6127.3149.7温度:最50159799228387-40低7528.031.338.145.052.259.667.174.882.8191.0699.46116.9风速:1007948024756.8762.4968.31715m/s12519.221.526.130.935.925.146.151.443.3747.6552.0580.36150748506013

15、5.0238.4842.0361.2414.616.419.923.627.321.135.039.129.3532.2535.2349.454370329741.4511.813.216.119.022.028.331.666256869.9211.013.515.918.523.726.5939292厚3812.116.425.134.043.252.662.272.282.4792.95103.7126.3温度:环度503260514764.4572.6521-10境759.5312.719.626.633.741.148.756.444.3150.0581.1598.85风速:温100

16、6.58911282733.8238.1255.8668.0015m/s1255.068.8313.518.223.228.333.438.827.3230.8042.5651.811504.076.7939619322.9425.8634.3841.893.405.4610.313.917.621.625.529.628.8735.154.572580638.3711.314.317.420.623.07.00145139.4611.914.617.320.19540388.2316.725.134.443.753.3063.4173.6194.95温度:度毫506.37155342.335

17、0.1658.4575.40+20米754.4813.120.027.334.729.7535.2440.9052.56无风1003.51657422.9027.1331.3740.45速1252.839.2614.119.024.418.5822.0125.5432.931502.377.1308115.6618.5621.5327.675.7410.814.618.64.886958.8812.015.27.432510.012.756罐体材料：金属保温材料：玻璃纤维罐体面积（ A）计算表，单位： m2A罐体直径(m)1.01.52.02.53.03.54.04.55.01.0814223

18、1425468841001.510172535476075911092.012202940526681981172.514223244577288106125罐3.0162536486278951141343.5182840536884102121142体4.02031435773901091291514.5223447627896115136159高5.024365066831021221441675.52639547088108129151176度6.028425875941141361591846.53045617999120142167192m7.0324865841041261491

19、742017.5345068881091321561822098.0355372921141381631892178.5375676971201441701972269.03959791011251501762042349.541618310613015618321224210.0436486110135162190220251注：表中的表面积 A 已考虑补偿额外热损耗。 第四节电伴热产品选型及长度确定 电伴热带的选型依据 不同的生产厂家，其电热带产品规格、型号、特性是不相同的。应根据生产厂提供 的产品说明书选型。选择电热带的型号和长度应根据以下几项参数：Tc管道最高持续性的操作温度（） ，一

20、般考虑为管道内流体需维持的温度 TM（）。Ti 管道偶然性的最高操作温度（） ，例如蒸汽、热水或热油扫线时的温度。 QT管道在 TM温度时每米的散热量（根据第三节计算） 。供电电压一般区或危险区电热带结构选型化学环境阀门、法兰和管架的数目与种类需要伴热的管道的长度 电伴热带功率的确定 在电热带产品样本申给出了电热带的功率，即安装在管道上时每米电热带放出的热 量。选择时要确认放热量应等于或大于管道散热量 QT。在选用温度自控式电热带时，由于该种电热带的放热曲线是一条向右下倾斜的 曲线，如下图； 所以电热带的功率应为管道维持温度下的功率。如果发现每米管道的散热量大于所选用的电热带放热量时，可采用以

21、下办法来解 决。一、加厚保温层；二、采用导热系数较低的保温材料；三、在管道上装两条或更多条电热带；四、采用缠绕法。 计算所需电伴热带总长度 一个电源所能联接的最大电热带长度定义如下： L1 L2 L3最大电热带长度电热带总长计算如下：一、管道部分 在计算管道部分需要的电热带时，如果电热带每米放出的热量足够补偿管道单位散 热量，电热带长度与管道长度相同，另外要预留一米长供接电源使用。如果电热带的单位放热量少于管道单位散热量，就需要增加电热带数目或采用缠绕方式。 例如：管道散热量为 24wm，电热带放热量（功率）为 20w m，则比值为 1.2 在 DN50管道上电热带缠绕的间距为 300mm。电

22、热带长度为 1.2m/m 管道。 电热带间距（L mm）管径每米管子所需电热带米数1.11.21.31.41.5125017014011010011/4 31021017014013011/2 350240190160140243030024020018021/2 520360290240210363043035029026031/2 7204903903302904800560440370330599068055046040061180810650550480815201050840710620二、弯头部分 每个弯头需电热带长度等于管道公称直径（ m）的两倍三、法兰部分每个法兰需电热带长度等

23、于管道公称直径（ m）的三倍四、阀门部分单位（ m）连接型 式公称直径15202540506580100150200250300螺纹0.10.20.30.40.658050法兰0.30.40.60.60.70.91.01.52.43.34.35.0050050500000对夹0.30.40.60.70.91.01.11.21.21.50505050000五、管架部分 每个管托处需要的电热带长度等于管托的宽度的 2 倍加 500mm。 每个 U型管卡处需要的电热带长度等于管子外径周长。 以上五部分之和即为计算所需的电热带总长度。然后配上适当的配件（见产品说 明），则电伴热带系统选型即告完成。如果

24、电热带的总长度超过产品规定的伴热长度，则应设两个或多个供电电源。 挠性电热板选择（用于设备伴热）泵第四章电伴热的安装第一节电热带的安装 电热带的伴热系统概貌图 4.1.1 电伴热系统概貌终端处可以安装接线盒，盒内安装指示灯，以根据指示灯判断电热带的工作状况。电热带的安装示意图角内的两圈电热带之间。电热带电热带电源接线盒单点电源双向输出敷设方式 电源接线盒端电热带敷设方式 铝胶带电源接线盒（也可做三通接线盒） a. 在直管上 b. 在三通处 电源接线盒的安装注：接线盒宜安装在管道底部，以防止水进入保温层内。也可安装在管道顶部， 但应做好接线盒穿过保温层处的防水密封。弯头处电伴带安装示意图法兰处电热带安装示意图管托处电热带安装示意图托架处电热带安装示意图按需要间隔绑扎铝胶带电热带铝胶带A.平行敷设B.缠绕敷设在直管上电热带安装示意图A. 进出口为一根电热带B. 与进口管同一根电热带泵电热带安装示意图 铝胶带铝胶带 电热带接温控器温包规格、1/3 以温包安装示意图 上述安装示意图仅为电伴热设计的导则。 由于不同生产厂家电热产品的类