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电伴热系统的发展历史

伴热是指采用外加热方法使管道、容器内的物料保持所要求的温度。我国目前大多采用传统的蒸汽伴热或热水伴热方法:利用一去一回两根伴热管线紧靠在管道外壁,通过热量传递,把热量传给物料,从而达到保温、伴热的目的。传统伴热方法的不足之处主要有:由于管道需要常年伴热,锅炉必须常年运行,能源消耗大,利用率低:伴热管会产生“跑”、“冒”、“滴”、“漏”现象。用蒸汽或热水伴热时,回水不易回收,造成水资源浪费严重;再加上初次安装及维护管理费用高,因此越来越多的用户已开始不再考虑传统的伴热方式。

随着我国电力事业的发展及高分子材料科学的进步,采用电加温及电伴热输送的方式已逐渐被广泛认识,并在建筑、油田、化工、电力、制药、食品、机械等部门得到实施和应用。由于电伴热具有热效率高、节能、设计简单、安装方便、无污染、使用寿命长、能实现遥控和自动控制等优点而受到日益关注,将会取代蒸汽、热水伴热,作为一项新技术电伴热正在成为国家重点推广的节能和环保项目。目前,我国电伴热生产厂家与国外生产厂家合作,生产出一批具有世界20世纪90年代水平的电伴热产品。以下简要介绍电伴热产品及其应用情况。1电伴热产品分类

电伴热产品一般分为以下几种。1.1 MI矿物电缆

它是以金属作为外护套,由芯线、高温矿物绝缘材料填充层等组成,其电阻体材料是高温时稳定的耐热合金。电流通过电缆的串联式电阻发热芯产生热量。MI电缆具有耐高温(维持温度达430℃,最高伴热温度可达到590℃)、防水、防爆、机械强度高、寿命长、安全可靠等特点。MI矿物电缆的输出功率是由串联电阻、电源电压和线路长度确定的。与其它恒功率电热电缆一样,不受管道温度和气候条件的限制。其缺点是由于MI电缆以金属作为外护套,剪切及封口较麻烦,给现场施工安装带来不便;另外,护套内充填矿物粉末,对弯曲半径有较高要求,多次弯曲变形后将影响MI电缆的安全可靠性。因此,一般物料输送时很少采用MI加热电缆。

1.2恒功率电热带

它也是一种电阻元件,原理与MI电缆基本相同,同样具有功率不可调的特点。但它在产品结构上做了改进,可以根据实际情况延长或缩短,使用相对方便一些。恒功率电热带的通断由温控器控制,能较准确地控制介质的温度,但由于温控器检测的只是一点的温度,因而不能反映整条被伴热管线的温度情况,因此具有一定的局限性,特别是当被伴热管线距离较长时;此外,恒功率电热带在使用时不宜交叉,以防止产生局部高温;最后,恒功率电热带在复杂管路使用时不太适用。

1.3自限温电热带

随着高分子材料科学的发展,自限温电热带逐渐在石化、建筑、电力、造纸、医药等领域发展起来。自限温电热带的主要原理是:在两条平行线路中间充填导电塑料作为芯线,当电源接通后,电流通过一条导线传输到另一条导线形成回路,芯线通电后发出热量以补偿管道的散热损失。其中由塑料加导电碳粒经特殊加工而成的导电塑料是发热的关键:当伴热管道周围温

度较低时,导电塑料产生微分子收缩,碳粒连接形成电路使电流通过,伴热线便开始发热;而温度较高时,导电塑料产生微分子膨胀,碳粒逐渐分开,导致电路中断,电阻值增大,伴热线自动减少功率输出,发热量降低。当周围温度变冷时,塑料又恢复到微分子收缩状态,碳粒相应连接起来形成回路,伴热线发热功率又自动上升。由于整个温度控制过程由材料本身自动调节完成,其控制温度不会过高或过低。因此,自限温电热带具有良好的特性:能根据管道的温度自动调节自身的输出功率,并沿电热带长度自动调节各处功率,使被伴热管线表面保持恒温,防止某些散热不良的部位发生超温现象。这种作用还可以分段独立进行,这使得它消除了季节或昼夜的气温变化对温度的影响,同时也消除了同一管道不同段有不同热损失(如室内与室外温度的差别,保温层厚度不均匀等)的影响。成都铁皮保温

从以上几种电伴热方法可以看出:自限温电热带因其输出的功率随伴热管线温度可作自动调整,故具有明显的节能效果,是较先进的伴热方式,目前使用范围正在逐渐扩大,在物料输送时,可以按照实际需要加以选用。

2电伴热的应用场合

电伴热产品可广泛用于石油、化工、建筑、电力、医药、机械、食品、船舶等行业的管道、泵体、阀门、槽池和罐体容器的伴热保温、防冻和防凝,是输液管道、贮液介质罐体维持工艺温度先进、有效的方法。电伴热不但适用于蒸汽伴热的各种场所,而且能解决蒸汽伴热难以解决的很多问题:

(1)较偏远的地区,没有蒸汽或其他热源的地方,如石油工业中的钻井平台等。(2)距离较长管道的伴热或无规则外形的设备(如泵)伴热。室外空调通风管道铝皮保温

(3)塑料与非金属管道的伴热或管道安装时空间面积狭小的地点。

(4)如果对工艺介质的温度要求较为严格,沿管道的温降按要求应控制在一定的范围内,当保温层不能完全满足这一要求时,采用电伴热方法就能较好地解决这一问题。

(5)值得注意的是,在石化行业中电伴热并不用于提高介质的温度,它主要应用于防凝、防冻和工艺保温等场合。如对原油等高凝点的介质,如果其热源突然失常(功率下降或关断)、停输或由于环境温度的大幅度降低,随着热量的散失,有可能因其温度低于凝点而发生凝结事故时,采用电伴热能防止这种事故的发生。白铁皮通风管道保温安装

3电伴热产品选择方法

对于输送管线,选用电伴热产品时应主要考虑适用性、经济性、供电条件、物料高维持温度、周围有无腐蚀性介质等因素,一般选择步骤如下。

3.1计算需要伴热的管道单位长度的热量损失(W / m)

(1)确定管道介质温度t(℃)指被伴热介质必须维持的温度,对于防冻和防凝管线,指冰点和凝点以上;对于工艺伴热,则应适应工艺的要求。

(2)最低环境温度t.(℃入指当地平均的最低温度。(3)保温材料的热导率入[W / (m · c)]。成都铁皮保温

(4)管道外径d (mm)。

(5)保温层厚度6(mm)。

根据国内和国外的实际应用情况,通常电伴热带与传统的伴热技术相比较有下列特点:

(1)温度调节。电伴热带能根据管道的实际温度自动调整发热量,使管内物料各点温度均匀一致,克服局部过热的现象。

(2)节能。蒸汽或热水伴管只能利用一部分热能,造成大量热能无法得到利用﹔同时效果不佳的疏水器漏汽等使热能损失更为可观(据美国杜邦公司实际测算:采用蒸汽伴管技术与采用电伴热技术的能耗之比为5.8 ∶ 1)。

(3)运行维修费用低(电伴热几乎无需维修)。(4)基建投资省(美国杜邦公司计算蒸汽伴管与电伴热基建投资之比为2.7 ∶ 1)。

(5)应用方便。无论是直管还是三通、阀、泵凡需保温者皆可很方便安装,而传统保温方式因不易维护而影响生产。■


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