上海自動化儀表有限公司
1概述
溫控伴熱電纜(簡稱電纜)又稱自調(diào)控電伴或自限溫電熱帶。它是一種電熱功率隨系統(tǒng)溫度自調(diào)的帶狀限溫伴熱器。即電纜本身具有自動限溫,并隨著被加熱體系的溫度變化能自動調(diào)整發(fā)熱功率的功能,以保證工作體系始終穩(wěn)定在設(shè)定的*操作溫區(qū)正常運(yùn)行。
1.1工作特點
—加熱時能夠自動限定電纜的工作溫度;
—能隨被加熱體系的溫度變化自動調(diào)整輸出功率而無需外加設(shè)備;
—電纜可以任意裁短或在一定范圍內(nèi)接長使用,而上述性能不變。
—允許交叉重疊纏繞敷設(shè)而無過熱及燒毀之憂。
1.2工作優(yōu)點
溫控伴熱電纜在用于防凍和保溫時,具有如下優(yōu)點:
—伴熱管線溫度均勻,不會過熱,安全可靠;
—節(jié)約電能;
—間歇操作時,升溫啟動快速;
—安裝及運(yùn)行費(fèi)用低;
—安裝使用維護(hù)簡便;
—便于自動化管理
—無環(huán)境污染。
2PTC工作原理
2.1PTC效應(yīng)及PTC材料
PTC效應(yīng)即正溫度系數(shù)效應(yīng),是特指材料電阻率隨著溫度升高而增大,并在一定溫度區(qū)間電阻率急劇增大的特性。具有PTC效應(yīng)的材料稱為PTC材料,本電纜的高分子PTC材料是半晶高聚物與炭黑的共混物。
2.2工作原理
溫控伴熱電纜的電熱元件,是在兩根平行金屬母線之間均勻的擠包一層PTC材料制成的芯帶。PTC材料經(jīng)熔融擠出、冷卻定型之后,分散其中的炭微粒形成無數(shù)纖細(xì)的導(dǎo)電炭網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)它們跨接在兩根平行母線上時,就構(gòu)成芯帶的PTC并聯(lián)回路。電纜一端的兩根母線與電源接通時,電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達(dá)另一根母線形成并聯(lián)回路。PTC層就是連續(xù)并聯(lián)在母線之間的電阻發(fā)熱體,將電能轉(zhuǎn)化成熱能,對操作系統(tǒng)進(jìn)行伴熱保溫。當(dāng)芯帶溫度升到相應(yīng)的高阻區(qū)時,電阻大到幾乎阻斷電流的程度,芯帶的溫度將達(dá)到高限不再升高(即自動限溫)。與此同時,芯帶通過護(hù)套向溫度較低的被加熱體系傳熱,達(dá)到穩(wěn)態(tài)時單位時間傳遞的熱量等于電纜的電功率。電纜的輸出功率主要受控于傳熱過程以及被加熱體系的溫度。
2.3電纜工作性能
2.3.1功率自調(diào)性能
伴熱電纜的電熱功率是隨溫度升高而自動減少,或隨溫度降低而自動增大。
2.3.2自限溫性能
伴熱電纜通電發(fā)熱時溫度升高、電阻增大,當(dāng)電阻達(dá)到極大時,電熱功率就趨于極小,溫度便升到了高限,這就是電纜的自限溫特性。限溫伴熱是指電纜能在溫度高限以下某溫區(qū)進(jìn)行伴熱的過程。
2.3.3PTC記憶性能
伴熱電纜的電阻隨著溫度升高而增大,在降溫時若電阻能沿著原升溫路線返回原來的起點,便是具有PTC記憶性能。具有記憶性能的電纜才能長期反復(fù)使用。
2.3.4溫度均勻性能
溫控伴熱電纜的芯帶是由大量的纖細(xì)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的PTC并聯(lián)單元組成。當(dāng)伴熱管道任何區(qū)段出現(xiàn)料溫及能耗波動時,所在部位的各個PTC元都能直接感溫并獨(dú)立做出響應(yīng)。即時朝著消除波動的方向自動調(diào)整各自的輸出功率,溫度低了功率調(diào)大,溫度高了功率調(diào)小,并按溫度波動的幅度大小,給出功率調(diào)幅的大小,以維持整個系統(tǒng)各區(qū)段的運(yùn)行溫度均勻穩(wěn)定。這是一種微區(qū)跟蹤,全線同步,全自動的伴熱保溫過程。
3主要參數(shù)定義
3.1標(biāo)稱功率
標(biāo)稱功率是指在額定工作電壓下、在一定保溫層內(nèi)以電纜伴熱的管道溫度為10℃時,每米溫控伴熱電纜輸出的穩(wěn)態(tài)電功率。
3.2溫控指數(shù)
溫控指數(shù)是指溫度每升高1℃時,電纜輸出功率的下降值,或溫度每降低1℃時,電纜輸出功率的增加值(一般給出zui低值)。
3.3zui高維持溫度
在用一定型號的電纜伴熱某一體系時,能使體系維持到的zui高溫度稱為該種型號電纜的zui高維持溫度。維持溫度是一個相對參數(shù),它與保溫體系的熱損失大小有關(guān),與伴熱電纜的zui高表面溫度有關(guān)。在使用中如設(shè)計得當(dāng),可以使體系溫度維持在從zui高維持溫度到環(huán)境溫度之間的任何溫度。
3.4zui高曝露溫度
曝露溫度是指外部熱源施加在電纜上的溫度。曝露溫度高于一定溫度后,將開始損壞電纜的電熱性能。這個溫度是溫控伴熱電纜所能承受的zui高溫度,稱為zui高曝露溫度。
3.5zui高表面溫度
指在良好的隔熱條件下、在額定電壓下工作的伴熱電纜表面所能達(dá)到的zui高電熱溫度。這一參數(shù)對有易燃物料和易爆氣氛的場合是重要的。
3.6zui大使用長度
在單一電源的額定工作電壓下,伴熱電纜有允許使用的zui大長度限制,這個長度為zui大使用長度。zui大使用長度與額定電壓、功率、規(guī)格及環(huán)境溫度有關(guān)。如果使用需要超過zui大使用長度,應(yīng)當(dāng)另接電源。
4產(chǎn)品型號及結(jié)構(gòu)
4.1產(chǎn)品型號規(guī)格表示方法
產(chǎn)品型號、規(guī)格表示方法如下所示:
結(jié)構(gòu)型式
額定電壓
產(chǎn)品代號
溫度等級
標(biāo)稱功率
從左向右
1)標(biāo)稱功率:例如“10”表示標(biāo)稱功率為10Wm-1。
2)溫度等級:D表示低溫;Z表示中溫。
3)產(chǎn)品代號:WL表示溫控型電纜。
4)額定電壓:“1”表示110V;“2”表示220V;“3”表示380V。
5)結(jié)構(gòu)型式:“J”表示基本型、“P”表示屏蔽型、“F”表示防護(hù)型。
示例:10DWK2-F
表示:防護(hù)型低溫溫控伴熱電纜(如圖1所示結(jié)構(gòu)),標(biāo)稱功率10Wm-1,額定電壓220V。
4.2產(chǎn)品型號規(guī)格
產(chǎn)品型號規(guī)格見表1
表1產(chǎn)品型號規(guī)格(220V)
項目基本型屏蔽型防護(hù)型標(biāo)稱功率W/m
低溫系列DWL-JDWL-PDWL-F10、25、35、45
中溫系列ZWL-JZWL-PZWL-F30、40、50、60
4.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
?。?)導(dǎo)體(鍍錫銅線1.0、1.5、2.5mm2)
?。?)PTC芯帶
(3)改性聚烯烴絕緣層
?。?)鍍錫銅絲編織屏蔽層
?。?)改性聚烯烴或氟碳樹脂護(hù)套層
5主要性能參數(shù)
5.1低溫系列性能參數(shù)
—標(biāo)準(zhǔn)顏色:黑色
—溫度范圍:zui高維持溫度65℃
zui高曝露溫度85℃
zui高表面溫度85℃
—施工溫度:zui低-60℃
—熱穩(wěn)定性:由10℃至99℃間來回循環(huán)300次后,電纜發(fā)熱量維持在90%以上。
—彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時,為35mm。
—絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環(huán)境溫度75℃時,絕緣電阻zui小值為20MΩ。
5.2DWL伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),
5.3中溫系列性能參數(shù)
—標(biāo)準(zhǔn)顏色:褐色
—溫度范圍:zui高維持溫度105℃
zui高曝露溫度135℃
zui高表面溫度135℃
—施工溫度:zui低-30℃
—熱穩(wěn)定性:由10℃至149℃間來回循環(huán)300次后,電纜發(fā)熱量維持在90%以上
—彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時為35mm。
—絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環(huán)境溫度75℃時,絕緣電阻zui小值為20MΩ。
5.4ZWL伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),見圖2
5.5熔斷器選型與單一電源zui大使用長度見表2
表2熔斷器選型與zui大使用長度
電纜型號規(guī)格起動溫度℃熔斷器
10A20A30A40A
單一電源zui大使用長度(m)
15DWL2-J-20-100+10
25DWL2-J-20-100+10
35DWL2-J-20-100+10
40ZWL2-J-20-100+10
50ZWL2-J-20-100+10
60ZWL2-J-20-100+10
6用途
—需要防凍、融冰、化雪及防凝結(jié)的部位或場所。
—易液化、固化、易結(jié)晶及粘稠液體的管道、閥門、泵、容器、槽、罐、反應(yīng)器等的伴熱保溫、降粘及防堵。如煤氣、氯氣、原油、重油、食用油及水管等,特別是當(dāng)上述管道間歇操作而無法*排空時。
—測量儀表的支管,因其較細(xì)而物料又不流動。
—無需恒溫的儀表、元件以及功率不大的限溫加熱。
—農(nóng)副產(chǎn)品加工以及其他用途,如發(fā)酵、孵化、養(yǎng)殖等。
7使用注意事項
—運(yùn)輸、儲存、安裝及使用中要避免碾壓、撞擊、反復(fù)彎折以及有機(jī)溶劑或油污的侵入。
—電纜一端接入電源,另一端的線芯不得短路或與導(dǎo)電物質(zhì)接觸,必須用配套的封頭嚴(yán)密套封。在需要防爆的場合應(yīng)使用配套的防爆接線盒。護(hù)套不得損壞,芯帶不得裸露。
—伴熱電纜的輸出功率與伴熱系統(tǒng)的諸多因素相關(guān),使用伴熱電纜時須進(jìn)行熱工設(shè)計,方能達(dá)到*運(yùn)行效果。
8簡易熱工設(shè)計
電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補(bǔ)償管道、容器、罐體等儲運(yùn)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,熱工設(shè)計首先要確定工藝裝置的熱損失即耗熱量,然后根據(jù)耗熱量確定所需伴熱電纜的功率和長度。
8.1設(shè)計需要確定的工藝參數(shù)
1)管道要求的維持溫度,TV;
2)當(dāng)?shù)貁ui低環(huán)境溫度(℃),TA;
3)管道的外徑,D;
4)容器的表面積,S;
5)管道的保溫材料品種及厚度;
6)管道是在室內(nèi)或室外。
8.2管道、平面熱損失計算
8.2.1管道
保溫管道的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(1)計算:
Qt={[2π(TV-TA)]/[(LnD0/D1)1/λ+2/(D0α)]}×1.3………(1)
8.2.2平面
保溫平面的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(2)計算:
QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)]×1.3……………………………(2)
式(1)和式(2)中:
Qt—單位長度管道的熱損失,W/m;
Qp—單位平面的熱損失,W/㎡;
TV—系統(tǒng)要求的維持溫度,℃;
TA—當(dāng)?shù)氐膠ui低環(huán)境溫度℃;
λ—保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m℃),見表3;
D1—保溫層內(nèi)徑,(管道外徑)m;
D0—保溫層外徑,m;D0=D1+2δ;
δ—保溫層厚度,m;
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(fēng)速ω,(m/s)有關(guān),
α值按公式(3)計算:
α=1.163(6+ω1/2)W/(㎡℃)…………………………(3)
8.2.3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TV的情況下所需功率不同,修正系數(shù)Kc,見表4;
Qt、QP值的條件是鋼材,如材質(zhì)變動應(yīng)乘以材質(zhì)修正系數(shù)。例如式(4):
表3常用保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)
保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(m.℃)
玻璃纖維0.036
礦渣棉0.038
硅酸鈣0.054
膨脹珍珠巖0.054
蛭石0.084
巖棉0.043
聚氨脂0.024
聚苯乙烯0.031
泡沫塑料0.042
石棉0.093
表4管道材質(zhì)修正系數(shù)
管道材料修正系數(shù)
碳鋼1
銅0.9
不銹鋼1.25
塑料1.5
Q=Qt×kcW/m………………………………………(4)
8.3計算所需伴熱電纜的總長度L
用Q值來選擇合適規(guī)格的伴熱電纜,并確定每米管道所用伴熱電纜的長度和敷設(shè)方法。
8.3.1管道部分用伴熱電纜長度Lg
1)每米管道應(yīng)敷設(shè)伴熱電纜的長度Lg為:
Lg=Q/QMm/m……………………………………………(5)
式中,QM為某一規(guī)格伴熱電纜在維持溫度TV時的輸出功率(W/m)。
2)Lg小于1時,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。
3)Lg等于1時,則每米管道采用1m該規(guī)格的伴熱電纜,單根直線敷設(shè)。
4)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(shè)。
5)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)0.5m………………………(6)
D為管道外徑(m);d為伴熱電纜厚度(m)
6)管道部分用伴熱電纜長度,為:
L1=管道總長度×Lgm………………………………(7)
8.3.2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×Kc)/QMm/㎡
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×Lpm…………………………………………………(8)
S為散熱平面面積(m2)。當(dāng)管徑大于600mm時可當(dāng)作平面容器處理。
8.3.3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),見表5
表5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)1.50.91.01.4
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),見表6:
表6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)222333
8.3.4接頭留用長度L3
1)每個電源引入端預(yù)留1m;
2)每個尾端留0.5m;
3)每個直型或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30%的安全系數(shù)),L=(L1+L2+Lf+Lj+L3)×1.3
8.4伴熱電纜選型事項
8.4.1根據(jù)管道可能經(jīng)受的zui高溫度來選擇相應(yīng)zui高暴露溫度的伴熱電纜
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,所選伴熱電纜的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,即在伴熱電纜與管道之間加一層適當(dāng)厚度的保溫層,以緩解偶發(fā)溫升對電纜的影響。
8.4.2根據(jù)功率—溫度曲線選擇伴熱電纜功率
選擇伴熱電纜的輸出功率,不是以標(biāo)稱功率為依據(jù),而是以系統(tǒng)維持溫度時伴熱電纜必須輸出的功率為依據(jù)。
選擇電纜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(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)償體系熱損失的電纜。
8.4.3單一電源zui大伴熱電纜長度的確定
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(hù)開關(guān)的容量。根據(jù)管道分布及支線長短選用電纜,低功率電纜單根使用長度較大,適合較長的支線使用,若一根的功率不夠可用多根。
8.4.4電纜結(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可選用屏蔽型產(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。
8.4.5其他事項
1)伴熱電纜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,確定伴熱電纜,采用直線敷設(shè)還是螺旋敷設(shè)。
9電伴熱系統(tǒng)圖
9.1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(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。
9.2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、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、危險區(qū)域分類;
4)列出伴熱電纜的規(guī)格,數(shù)量及其在維持溫度時的發(fā)熱量以及電器設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、型號及
其他附件。
10電伴熱設(shè)施的安裝
10.1安裝前的準(zhǔn)備
1)所有伴熱電纜均須進(jìn)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(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,逐一核對管道編號、管道規(guī)格、工藝條件、伴熱電纜參數(shù)、
規(guī)格型號、電氣設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)格型號,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(或/和氣密試驗)檢查合
格。
10.2安裝注意事項
1)伴熱電纜安裝時,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
熔渣濺落到伴熱電纜上。
2)伴熱電纜有良好的柔性,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)伴熱電纜嚴(yán)禁用重物硬砸,如被砸伴熱電纜應(yīng)重新進(jìn)行電氣測試,合格后才能使用。
4)伴熱電纜應(yīng)與被伴熱管道(或設(shè)備)貼緊并固定,以提高伴熱效率。固定伴熱電纜時應(yīng)用專
用尼龍扎帶,嚴(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。
圖3管道上伴熱電纜纏繞方法圖
1、扎帶2、管子3、扎帶4、伴熱電纜
兩扎帶間距離zui大300mm
圖4法蘭處伴熱電纜的纏繞方法圖5伴熱電纜在管道上安裝與固定
1、法蘭2、管子3、扎帶4、伴熱電纜1、管道2、保溫層3、外保護(hù)層4、扎帶5、伴熱電纜
6)伴熱電纜的安裝要充分考慮管道附件(或設(shè)備)的拆卸可能性,且伴熱電纜又不需要被切斷。電纜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,可按圖4敷設(shè)伴熱電纜,以利維修時拆卸。
8)法蘭處易產(chǎn)生泄漏,纏繞伴熱電纜時,應(yīng)避開其正下方,如圖5所示。
9)伴熱電纜在管道上的安裝方法與固定,可按圖6進(jìn)行。扎帶材料應(yīng)根據(jù)管道的溫度選用。
10)伴熱系統(tǒng)安裝完畢后,必須逐個回路進(jìn)行電氣測試合格后,再進(jìn)行通電試驗,檢查伴熱電纜
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,還會導(dǎo)至對伴熱電纜的腐蝕,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)伴熱電纜安裝時,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)多回路伴熱電纜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(yīng)密封,防止雨水進(jìn)入。
10.3伴熱電纜典型安裝圖(見圖7~圖17)
圖6伴熱電纜總裝示意圖
圖7三通處伴熱電纜的安裝圖8閥門上伴熱電纜的安裝
1、扎帶2、伴熱電纜3、管道1、扎帶2、伴熱電纜3、管道4、閥體
伴熱電纜抽出敷設(shè)於彎頭外側(cè)
圖9彎頭處伴熱電纜安裝圖10“U”型管卡處的伴熱電纜安裝
1、扎帶2、管道3、伴熱電纜1、扎帶2、伴熱電纜3、管道4、U型卡5、支架
圖11平管管托處伴熱電纜安裝圖12彎管管托處伴熱電纜的安裝
1、管道2、伴熱電纜3、扎帶4、管托1、管道2、伴熱電纜3、扎帶4、管托
圖13管道與支架處伴熱電纜安裝圖14管道吊架處伴熱電纜安裝
1、扎帶2、管道3、支架4、伴熱電纜1、吊架2、密封膠3、防水罩4、保溫層
5、管道6、伴熱電纜7、扎帶
圖15泵上伴熱電纜的安裝圖16液面控制器上伴熱電纜安裝
1、電機(jī)2、泵出口3、伴熱電纜4、泵入口5、泵體1、伴熱電纜2、扎帶3、尾端密封4、接線盒
10.4電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場測試與檢查
1)伴熱電纜的連續(xù)性和絕緣電阻,用500V搖表檢查,系統(tǒng)絕緣電阻大于5MΩ為合格。
2)伴熱系統(tǒng)安裝完畢,每個電伴熱回路的測試結(jié)果應(yīng)有記錄和報告。
3)檢查人員應(yīng)按照工程規(guī)定對伴熱系統(tǒng)的安裝進(jìn)行中間檢查和zui終核實、驗收,必要時可請電纜廠協(xié)助。
溫控伴熱電纜的結(jié)構(gòu)材料:
1、芯帶層:
PTC芯帶是將PTC材料均勻的擠包在兩根平行鍍錫銅線上,形成并聯(lián)回路。
芯帶的斷面可以為啞鈴形或扁圓形。
2、絕緣層:
電纜絕緣應(yīng)為符合電纜zui高工作溫度等級的改性聚烯烴及其它絕緣材料,絕緣應(yīng)緊密擠包在PTC芯帶上,其表面應(yīng)光滑、平整、色澤均勻,絕緣不應(yīng)與芯帶粘連。絕緣厚度為0.6mm±0.1mm,絕緣厚度的任何一點可小于規(guī)定值,但只要不小于規(guī)定值的90%-0.1mm。應(yīng)按GB/T2951.1中8.1條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應(yīng)在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。絕緣線芯應(yīng)能經(jīng)受GB/T3048.9電線電纜絕緣線芯工頻火花試驗方法規(guī)定的交流50Hz火花試驗,作為中間檢查,火花試驗電壓值為6kV。
絕緣機(jī)械物理性能試驗要求
序號試驗項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求
11.11.2老化前機(jī)械性能抗張強(qiáng)度,zui小斷裂伸長率,zui小MPa%12.5200
22.12.2空氣箱老化后機(jī)械性能處理條件:溫度持續(xù)時間抗張強(qiáng)度變化率,zui大斷裂伸長變化率,zui大℃d%%135±37±25±25
33.13.2熱延伸試驗處理條件:空氣溫度載荷時間機(jī)械負(fù)荷負(fù)荷下伸長率,zui大冷卻后*伸長率,zui大℃minMPa%%200±3150.217515
44.1吸水試驗重量法處理條件:溫度時間重量變化率,zui大℃dmg/cm285±2141
55.1收縮試驗處理條件:溫度時間收縮變化率,zui大℃h%135±314
3、蔽層:
屏蔽型電纜的屏蔽層應(yīng)采用鍍錫銅線編織在絕緣層上。編織用鍍錫銅線直徑的zui大值如下表:
鍍錫銅線尺寸
電纜寬度鍍錫銅線zui大值
b≤10.0mm0.16mm
10.0mm<b≤20.0mm0.21mm
編織覆蓋率應(yīng)為75%以上。
4、護(hù)套層:
電纜護(hù)套應(yīng)選用改性聚烯烴及其它護(hù)套料,護(hù)套應(yīng)單層擠包。當(dāng)伴熱電纜為防護(hù)型時,護(hù)套擠包在絕緣層或金屬屏蔽層上。護(hù)套應(yīng)緊密擠包,護(hù)套表面應(yīng)平整、色澤均勻,且應(yīng)容易剝離而不損傷絕緣和編織層。護(hù)套厚度為0.75mm±0.1mm。護(hù)套厚度的任何一點可小于規(guī)定值,但只要不小于規(guī)定值的85%-0.1mm。應(yīng)按GB/T2951.1—1997中8.2條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應(yīng)在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。
護(hù)套機(jī)械物理性能試驗要求
序號試驗項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求
11.11.2老化前機(jī)械性能抗張強(qiáng)度,zui小斷裂伸長率,zui小MPa%12.5200
22.12.2空氣箱老化后機(jī)械性能處理條件:溫度持續(xù)時間抗張強(qiáng)度變化率,zui大斷裂伸長變化率,zui大℃d%%135±310±25±25
3碳黑含量,zui小%2
4耐環(huán)境應(yīng)力開裂,zui小h1000
55.15.2熱延伸試驗處理條件:溫度機(jī)械負(fù)荷載荷時間負(fù)荷下伸長率,zui大冷卻后*伸長率,zui大℃MPamin%%200±50.21517515
溫控伴熱電纜(簡稱電纜)又稱自調(diào)控電伴或自限溫電熱帶。它是一種電熱功率隨系統(tǒng)溫度自調(diào)的帶狀限溫伴熱器。即電纜本身具有自動限溫,并隨著被加熱體系的溫度變化能自動調(diào)整發(fā)熱功率的功能,以保證工作體系始終穩(wěn)定在設(shè)定的*操作溫區(qū)正常運(yùn)行。
1.1工作特點
—加熱時能夠自動限定電纜的工作溫度;
—能隨被加熱體系的溫度變化自動調(diào)整輸出功率而無需外加設(shè)備;
—電纜可以任意裁短或在一定范圍內(nèi)接長使用,而上述性能不變。
—允許交叉重疊纏繞敷設(shè)而無過熱及燒毀之憂。
1.2工作優(yōu)點
溫控伴熱電纜在用于防凍和保溫時,具有如下優(yōu)點:
—伴熱管線溫度均勻,不會過熱,安全可靠;
—節(jié)約電能;
—間歇操作時,升溫啟動快速;
—安裝及運(yùn)行費(fèi)用低;
—安裝使用維護(hù)簡便;
—便于自動化管理
—無環(huán)境污染。
2PTC工作原理
2.1PTC效應(yīng)及PTC材料
PTC效應(yīng)即正溫度系數(shù)效應(yīng),是特指材料電阻率隨著溫度升高而增大,并在一定溫度區(qū)間電阻率急劇增大的特性。具有PTC效應(yīng)的材料稱為PTC材料,本電纜的高分子PTC材料是半晶高聚物與炭黑的共混物。
2.2工作原理
溫控伴熱電纜的電熱元件,是在兩根平行金屬母線之間均勻的擠包一層PTC材料制成的芯帶。PTC材料經(jīng)熔融擠出、冷卻定型之后,分散其中的炭微粒形成無數(shù)纖細(xì)的導(dǎo)電炭網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)它們跨接在兩根平行母線上時,就構(gòu)成芯帶的PTC并聯(lián)回路。電纜一端的兩根母線與電源接通時,電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達(dá)另一根母線形成并聯(lián)回路。PTC層就是連續(xù)并聯(lián)在母線之間的電阻發(fā)熱體,將電能轉(zhuǎn)化成熱能,對操作系統(tǒng)進(jìn)行伴熱保溫。當(dāng)芯帶溫度升到相應(yīng)的高阻區(qū)時,電阻大到幾乎阻斷電流的程度,芯帶的溫度將達(dá)到高限不再升高(即自動限溫)。與此同時,芯帶通過護(hù)套向溫度較低的被加熱體系傳熱,達(dá)到穩(wěn)態(tài)時單位時間傳遞的熱量等于電纜的電功率。電纜的輸出功率主要受控于傳熱過程以及被加熱體系的溫度。
2.3電纜工作性能
2.3.1功率自調(diào)性能
伴熱電纜的電熱功率是隨溫度升高而自動減少,或隨溫度降低而自動增大。
2.3.2自限溫性能
伴熱電纜通電發(fā)熱時溫度升高、電阻增大,當(dāng)電阻達(dá)到極大時,電熱功率就趨于極小,溫度便升到了高限,這就是電纜的自限溫特性。限溫伴熱是指電纜能在溫度高限以下某溫區(qū)進(jìn)行伴熱的過程。
2.3.3PTC記憶性能
伴熱電纜的電阻隨著溫度升高而增大,在降溫時若電阻能沿著原升溫路線返回原來的起點,便是具有PTC記憶性能。具有記憶性能的電纜才能長期反復(fù)使用。
2.3.4溫度均勻性能
溫控伴熱電纜的芯帶是由大量的纖細(xì)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成的PTC并聯(lián)單元組成。當(dāng)伴熱管道任何區(qū)段出現(xiàn)料溫及能耗波動時,所在部位的各個PTC元都能直接感溫并獨(dú)立做出響應(yīng)。即時朝著消除波動的方向自動調(diào)整各自的輸出功率,溫度低了功率調(diào)大,溫度高了功率調(diào)小,并按溫度波動的幅度大小,給出功率調(diào)幅的大小,以維持整個系統(tǒng)各區(qū)段的運(yùn)行溫度均勻穩(wěn)定。這是一種微區(qū)跟蹤,全線同步,全自動的伴熱保溫過程。
3主要參數(shù)定義
3.1標(biāo)稱功率
標(biāo)稱功率是指在額定工作電壓下、在一定保溫層內(nèi)以電纜伴熱的管道溫度為10℃時,每米溫控伴熱電纜輸出的穩(wěn)態(tài)電功率。
3.2溫控指數(shù)
溫控指數(shù)是指溫度每升高1℃時,電纜輸出功率的下降值,或溫度每降低1℃時,電纜輸出功率的增加值(一般給出zui低值)。
3.3zui高維持溫度
在用一定型號的電纜伴熱某一體系時,能使體系維持到的zui高溫度稱為該種型號電纜的zui高維持溫度。維持溫度是一個相對參數(shù),它與保溫體系的熱損失大小有關(guān),與伴熱電纜的zui高表面溫度有關(guān)。在使用中如設(shè)計得當(dāng),可以使體系溫度維持在從zui高維持溫度到環(huán)境溫度之間的任何溫度。
3.4zui高曝露溫度
曝露溫度是指外部熱源施加在電纜上的溫度。曝露溫度高于一定溫度后,將開始損壞電纜的電熱性能。這個溫度是溫控伴熱電纜所能承受的zui高溫度,稱為zui高曝露溫度。
3.5zui高表面溫度
指在良好的隔熱條件下、在額定電壓下工作的伴熱電纜表面所能達(dá)到的zui高電熱溫度。這一參數(shù)對有易燃物料和易爆氣氛的場合是重要的。
3.6zui大使用長度
在單一電源的額定工作電壓下,伴熱電纜有允許使用的zui大長度限制,這個長度為zui大使用長度。zui大使用長度與額定電壓、功率、規(guī)格及環(huán)境溫度有關(guān)。如果使用需要超過zui大使用長度,應(yīng)當(dāng)另接電源。
4產(chǎn)品型號及結(jié)構(gòu)
4.1產(chǎn)品型號規(guī)格表示方法
產(chǎn)品型號、規(guī)格表示方法如下所示:
結(jié)構(gòu)型式
額定電壓
產(chǎn)品代號
溫度等級
標(biāo)稱功率
從左向右
1)標(biāo)稱功率:例如“10”表示標(biāo)稱功率為10Wm-1。
2)溫度等級:D表示低溫;Z表示中溫。
3)產(chǎn)品代號:WL表示溫控型電纜。
4)額定電壓:“1”表示110V;“2”表示220V;“3”表示380V。
5)結(jié)構(gòu)型式:“J”表示基本型、“P”表示屏蔽型、“F”表示防護(hù)型。
示例:10DWK2-F
表示:防護(hù)型低溫溫控伴熱電纜(如圖1所示結(jié)構(gòu)),標(biāo)稱功率10Wm-1,額定電壓220V。
4.2產(chǎn)品型號規(guī)格
產(chǎn)品型號規(guī)格見表1
表1產(chǎn)品型號規(guī)格(220V)
項目基本型屏蔽型防護(hù)型標(biāo)稱功率W/m
低溫系列DWL-JDWL-PDWL-F10、25、35、45
中溫系列ZWL-JZWL-PZWL-F30、40、50、60
4.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
?。?)導(dǎo)體(鍍錫銅線1.0、1.5、2.5mm2)
?。?)PTC芯帶
(3)改性聚烯烴絕緣層
?。?)鍍錫銅絲編織屏蔽層
?。?)改性聚烯烴或氟碳樹脂護(hù)套層
5主要性能參數(shù)
5.1低溫系列性能參數(shù)
—標(biāo)準(zhǔn)顏色:黑色
—溫度范圍:zui高維持溫度65℃
zui高曝露溫度85℃
zui高表面溫度85℃
—施工溫度:zui低-60℃
—熱穩(wěn)定性:由10℃至99℃間來回循環(huán)300次后,電纜發(fā)熱量維持在90%以上。
—彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時,為35mm。
—絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環(huán)境溫度75℃時,絕緣電阻zui小值為20MΩ。
5.2DWL伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),
5.3中溫系列性能參數(shù)
—標(biāo)準(zhǔn)顏色:褐色
—溫度范圍:zui高維持溫度105℃
zui高曝露溫度135℃
zui高表面溫度135℃
—施工溫度:zui低-30℃
—熱穩(wěn)定性:由10℃至149℃間來回循環(huán)300次后,電纜發(fā)熱量維持在90%以上
—彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時為35mm。
—絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環(huán)境溫度75℃時,絕緣電阻zui小值為20MΩ。
5.4ZWL伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),見圖2
5.5熔斷器選型與單一電源zui大使用長度見表2
表2熔斷器選型與zui大使用長度
電纜型號規(guī)格起動溫度℃熔斷器
10A20A30A40A
單一電源zui大使用長度(m)
15DWL2-J-20-100+10
25DWL2-J-20-100+10
35DWL2-J-20-100+10
40ZWL2-J-20-100+10
50ZWL2-J-20-100+10
60ZWL2-J-20-100+10
6用途
—需要防凍、融冰、化雪及防凝結(jié)的部位或場所。
—易液化、固化、易結(jié)晶及粘稠液體的管道、閥門、泵、容器、槽、罐、反應(yīng)器等的伴熱保溫、降粘及防堵。如煤氣、氯氣、原油、重油、食用油及水管等,特別是當(dāng)上述管道間歇操作而無法*排空時。
—測量儀表的支管,因其較細(xì)而物料又不流動。
—無需恒溫的儀表、元件以及功率不大的限溫加熱。
—農(nóng)副產(chǎn)品加工以及其他用途,如發(fā)酵、孵化、養(yǎng)殖等。
7使用注意事項
—運(yùn)輸、儲存、安裝及使用中要避免碾壓、撞擊、反復(fù)彎折以及有機(jī)溶劑或油污的侵入。
—電纜一端接入電源,另一端的線芯不得短路或與導(dǎo)電物質(zhì)接觸,必須用配套的封頭嚴(yán)密套封。在需要防爆的場合應(yīng)使用配套的防爆接線盒。護(hù)套不得損壞,芯帶不得裸露。
—伴熱電纜的輸出功率與伴熱系統(tǒng)的諸多因素相關(guān),使用伴熱電纜時須進(jìn)行熱工設(shè)計,方能達(dá)到*運(yùn)行效果。
8簡易熱工設(shè)計
電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補(bǔ)償管道、容器、罐體等儲運(yùn)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,熱工設(shè)計首先要確定工藝裝置的熱損失即耗熱量,然后根據(jù)耗熱量確定所需伴熱電纜的功率和長度。
8.1設(shè)計需要確定的工藝參數(shù)
1)管道要求的維持溫度,TV;
2)當(dāng)?shù)貁ui低環(huán)境溫度(℃),TA;
3)管道的外徑,D;
4)容器的表面積,S;
5)管道的保溫材料品種及厚度;
6)管道是在室內(nèi)或室外。
8.2管道、平面熱損失計算
8.2.1管道
保溫管道的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(1)計算:
Qt={[2π(TV-TA)]/[(LnD0/D1)1/λ+2/(D0α)]}×1.3………(1)
8.2.2平面
保溫平面的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(2)計算:
QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)]×1.3……………………………(2)
式(1)和式(2)中:
Qt—單位長度管道的熱損失,W/m;
Qp—單位平面的熱損失,W/㎡;
TV—系統(tǒng)要求的維持溫度,℃;
TA—當(dāng)?shù)氐膠ui低環(huán)境溫度℃;
λ—保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m℃),見表3;
D1—保溫層內(nèi)徑,(管道外徑)m;
D0—保溫層外徑,m;D0=D1+2δ;
δ—保溫層厚度,m;
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(fēng)速ω,(m/s)有關(guān),
α值按公式(3)計算:
α=1.163(6+ω1/2)W/(㎡℃)…………………………(3)
8.2.3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TV的情況下所需功率不同,修正系數(shù)Kc,見表4;
Qt、QP值的條件是鋼材,如材質(zhì)變動應(yīng)乘以材質(zhì)修正系數(shù)。例如式(4):
表3常用保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)
保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(m.℃)
玻璃纖維0.036
礦渣棉0.038
硅酸鈣0.054
膨脹珍珠巖0.054
蛭石0.084
巖棉0.043
聚氨脂0.024
聚苯乙烯0.031
泡沫塑料0.042
石棉0.093
表4管道材質(zhì)修正系數(shù)
管道材料修正系數(shù)
碳鋼1
銅0.9
不銹鋼1.25
塑料1.5
Q=Qt×kcW/m………………………………………(4)
8.3計算所需伴熱電纜的總長度L
用Q值來選擇合適規(guī)格的伴熱電纜,并確定每米管道所用伴熱電纜的長度和敷設(shè)方法。
8.3.1管道部分用伴熱電纜長度Lg
1)每米管道應(yīng)敷設(shè)伴熱電纜的長度Lg為:
Lg=Q/QMm/m……………………………………………(5)
式中,QM為某一規(guī)格伴熱電纜在維持溫度TV時的輸出功率(W/m)。
2)Lg小于1時,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。
3)Lg等于1時,則每米管道采用1m該規(guī)格的伴熱電纜,單根直線敷設(shè)。
4)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(shè)。
5)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)0.5m………………………(6)
D為管道外徑(m);d為伴熱電纜厚度(m)
6)管道部分用伴熱電纜長度,為:
L1=管道總長度×Lgm………………………………(7)
8.3.2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×Kc)/QMm/㎡
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×Lpm…………………………………………………(8)
S為散熱平面面積(m2)。當(dāng)管徑大于600mm時可當(dāng)作平面容器處理。
8.3.3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),見表5
表5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)1.50.91.01.4
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),見表6:
表6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)222333
8.3.4接頭留用長度L3
1)每個電源引入端預(yù)留1m;
2)每個尾端留0.5m;
3)每個直型或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30%的安全系數(shù)),L=(L1+L2+Lf+Lj+L3)×1.3
8.4伴熱電纜選型事項
8.4.1根據(jù)管道可能經(jīng)受的zui高溫度來選擇相應(yīng)zui高暴露溫度的伴熱電纜
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,所選伴熱電纜的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,即在伴熱電纜與管道之間加一層適當(dāng)厚度的保溫層,以緩解偶發(fā)溫升對電纜的影響。
8.4.2根據(jù)功率—溫度曲線選擇伴熱電纜功率
選擇伴熱電纜的輸出功率,不是以標(biāo)稱功率為依據(jù),而是以系統(tǒng)維持溫度時伴熱電纜必須輸出的功率為依據(jù)。
選擇電纜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(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)償體系熱損失的電纜。
8.4.3單一電源zui大伴熱電纜長度的確定
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(hù)開關(guān)的容量。根據(jù)管道分布及支線長短選用電纜,低功率電纜單根使用長度較大,適合較長的支線使用,若一根的功率不夠可用多根。
8.4.4電纜結(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可選用屏蔽型產(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。
8.4.5其他事項
1)伴熱電纜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,確定伴熱電纜,采用直線敷設(shè)還是螺旋敷設(shè)。
9電伴熱系統(tǒng)圖
9.1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(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。
9.2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、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、危險區(qū)域分類;
4)列出伴熱電纜的規(guī)格,數(shù)量及其在維持溫度時的發(fā)熱量以及電器設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、型號及
其他附件。
10電伴熱設(shè)施的安裝
10.1安裝前的準(zhǔn)備
1)所有伴熱電纜均須進(jìn)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(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,逐一核對管道編號、管道規(guī)格、工藝條件、伴熱電纜參數(shù)、
規(guī)格型號、電氣設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)格型號,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(或/和氣密試驗)檢查合
格。
10.2安裝注意事項
1)伴熱電纜安裝時,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
熔渣濺落到伴熱電纜上。
2)伴熱電纜有良好的柔性,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)伴熱電纜嚴(yán)禁用重物硬砸,如被砸伴熱電纜應(yīng)重新進(jìn)行電氣測試,合格后才能使用。
4)伴熱電纜應(yīng)與被伴熱管道(或設(shè)備)貼緊并固定,以提高伴熱效率。固定伴熱電纜時應(yīng)用專
用尼龍扎帶,嚴(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。
圖3管道上伴熱電纜纏繞方法圖
1、扎帶2、管子3、扎帶4、伴熱電纜
兩扎帶間距離zui大300mm
圖4法蘭處伴熱電纜的纏繞方法圖5伴熱電纜在管道上安裝與固定
1、法蘭2、管子3、扎帶4、伴熱電纜1、管道2、保溫層3、外保護(hù)層4、扎帶5、伴熱電纜
6)伴熱電纜的安裝要充分考慮管道附件(或設(shè)備)的拆卸可能性,且伴熱電纜又不需要被切斷。電纜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,可按圖4敷設(shè)伴熱電纜,以利維修時拆卸。
8)法蘭處易產(chǎn)生泄漏,纏繞伴熱電纜時,應(yīng)避開其正下方,如圖5所示。
9)伴熱電纜在管道上的安裝方法與固定,可按圖6進(jìn)行。扎帶材料應(yīng)根據(jù)管道的溫度選用。
10)伴熱系統(tǒng)安裝完畢后,必須逐個回路進(jìn)行電氣測試合格后,再進(jìn)行通電試驗,檢查伴熱電纜
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,還會導(dǎo)至對伴熱電纜的腐蝕,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)伴熱電纜安裝時,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)多回路伴熱電纜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(yīng)密封,防止雨水進(jìn)入。
10.3伴熱電纜典型安裝圖(見圖7~圖17)
圖6伴熱電纜總裝示意圖
圖7三通處伴熱電纜的安裝圖8閥門上伴熱電纜的安裝
1、扎帶2、伴熱電纜3、管道1、扎帶2、伴熱電纜3、管道4、閥體
伴熱電纜抽出敷設(shè)於彎頭外側(cè)
圖9彎頭處伴熱電纜安裝圖10“U”型管卡處的伴熱電纜安裝
1、扎帶2、管道3、伴熱電纜1、扎帶2、伴熱電纜3、管道4、U型卡5、支架
圖11平管管托處伴熱電纜安裝圖12彎管管托處伴熱電纜的安裝
1、管道2、伴熱電纜3、扎帶4、管托1、管道2、伴熱電纜3、扎帶4、管托
圖13管道與支架處伴熱電纜安裝圖14管道吊架處伴熱電纜安裝
1、扎帶2、管道3、支架4、伴熱電纜1、吊架2、密封膠3、防水罩4、保溫層
5、管道6、伴熱電纜7、扎帶
圖15泵上伴熱電纜的安裝圖16液面控制器上伴熱電纜安裝
1、電機(jī)2、泵出口3、伴熱電纜4、泵入口5、泵體1、伴熱電纜2、扎帶3、尾端密封4、接線盒
10.4電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場測試與檢查
1)伴熱電纜的連續(xù)性和絕緣電阻,用500V搖表檢查,系統(tǒng)絕緣電阻大于5MΩ為合格。
2)伴熱系統(tǒng)安裝完畢,每個電伴熱回路的測試結(jié)果應(yīng)有記錄和報告。
3)檢查人員應(yīng)按照工程規(guī)定對伴熱系統(tǒng)的安裝進(jìn)行中間檢查和zui終核實、驗收,必要時可請電纜廠協(xié)助。
溫控伴熱電纜的結(jié)構(gòu)材料:
1、芯帶層:
PTC芯帶是將PTC材料均勻的擠包在兩根平行鍍錫銅線上,形成并聯(lián)回路。
芯帶的斷面可以為啞鈴形或扁圓形。
2、絕緣層:
電纜絕緣應(yīng)為符合電纜zui高工作溫度等級的改性聚烯烴及其它絕緣材料,絕緣應(yīng)緊密擠包在PTC芯帶上,其表面應(yīng)光滑、平整、色澤均勻,絕緣不應(yīng)與芯帶粘連。絕緣厚度為0.6mm±0.1mm,絕緣厚度的任何一點可小于規(guī)定值,但只要不小于規(guī)定值的90%-0.1mm。應(yīng)按GB/T2951.1中8.1條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應(yīng)在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。絕緣線芯應(yīng)能經(jīng)受GB/T3048.9電線電纜絕緣線芯工頻火花試驗方法規(guī)定的交流50Hz火花試驗,作為中間檢查,火花試驗電壓值為6kV。
絕緣機(jī)械物理性能試驗要求
序號試驗項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求
11.11.2老化前機(jī)械性能抗張強(qiáng)度,zui小斷裂伸長率,zui小MPa%12.5200
22.12.2空氣箱老化后機(jī)械性能處理條件:溫度持續(xù)時間抗張強(qiáng)度變化率,zui大斷裂伸長變化率,zui大℃d%%135±37±25±25
33.13.2熱延伸試驗處理條件:空氣溫度載荷時間機(jī)械負(fù)荷負(fù)荷下伸長率,zui大冷卻后*伸長率,zui大℃minMPa%%200±3150.217515
44.1吸水試驗重量法處理條件:溫度時間重量變化率,zui大℃dmg/cm285±2141
55.1收縮試驗處理條件:溫度時間收縮變化率,zui大℃h%135±314
3、蔽層:
屏蔽型電纜的屏蔽層應(yīng)采用鍍錫銅線編織在絕緣層上。編織用鍍錫銅線直徑的zui大值如下表:
鍍錫銅線尺寸
電纜寬度鍍錫銅線zui大值
b≤10.0mm0.16mm
10.0mm<b≤20.0mm0.21mm
編織覆蓋率應(yīng)為75%以上。
4、護(hù)套層:
電纜護(hù)套應(yīng)選用改性聚烯烴及其它護(hù)套料,護(hù)套應(yīng)單層擠包。當(dāng)伴熱電纜為防護(hù)型時,護(hù)套擠包在絕緣層或金屬屏蔽層上。護(hù)套應(yīng)緊密擠包,護(hù)套表面應(yīng)平整、色澤均勻,且應(yīng)容易剝離而不損傷絕緣和編織層。護(hù)套厚度為0.75mm±0.1mm。護(hù)套厚度的任何一點可小于規(guī)定值,但只要不小于規(guī)定值的85%-0.1mm。應(yīng)按GB/T2951.1—1997中8.2條規(guī)定的試驗方法檢查是否符合要求。應(yīng)在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。
護(hù)套機(jī)械物理性能試驗要求
序號試驗項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求
11.11.2老化前機(jī)械性能抗張強(qiáng)度,zui小斷裂伸長率,zui小MPa%12.5200
22.12.2空氣箱老化后機(jī)械性能處理條件:溫度持續(xù)時間抗張強(qiáng)度變化率,zui大斷裂伸長變化率,zui大℃d%%135±310±25±25
3碳黑含量,zui小%2
4耐環(huán)境應(yīng)力開裂,zui小h1000
55.15.2熱延伸試驗處理條件:溫度機(jī)械負(fù)荷載荷時間負(fù)荷下伸長率,zui大冷卻后*伸長率,zui大℃MPamin%%200±50.21517515