伴热电缆介绍
伴热电缆是一种有效的管道(储罐)保温及防冻方案。伴热作为一种有效的管道(储罐)保温及防冻方案一直被广泛应用。其工作原理是通过伴热媒体散发一定的热量,通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的损失,以达到升温、保温或防冻的正常工作要求。20世纪70年代,美国能源行业就提出用电伴热方案来替代蒸汽伴热的设想。70年代末80年代初,包括能源行业在内的很多工业部门已广泛推广了电伴热技术,以电伴热全面代替蒸汽伴热。电伴热技术发展,已由传统的恒功率伴热发展到以导电塑料为核心的自控温电伴热。
伴热带概述
我国工艺管线和罐体容器的伴热大多采用传统的蒸汽或热水伴热。电伴热是用电热的能量来补充被伴热体在工艺流程中所散失的热量,从而维持流动介质最合理的工艺温度,它是一种高新技术产物。电伴热是沿管线长度方向或罐体容积大面积上的均匀放热,它不同于在一个点或小面积上热负荷高度集中的电伴热;电伴热温度梯度小,热稳定时间较长,适合长期使用,其所需的热量(电功率)大大低于电加热。电伴热具有热效率高,节约能源,设计简单,施工安装方便,无污染,使用寿命长,能实现遥控和自动控制等优点,是取代蒸汽,热水伴热的 技术发展方向,是国家重点推广的节能项目。
伴热带原理
电热带接通电源后(注意尾端线芯不得连接),电流由一根线芯经过导电的PTC材料到另一线芯而形成回路。电能使导电材料升温,其电阻随即增加,当芯带温度升至某值之后,电阻大到几乎阻断电流的程度,其温度不再升高,与此同时电热带向温度较低的被加热体系传热。电热带的功率主要受控于 传热过程,随被加热体系的温度自动调节输出功率,而传统的恒功率加热器却无此功能。
电伴热优点
电伴热与蒸汽(热水)相比,具有诸多优势如下:
(1)电伴热装置简单、发热均匀、控温准确,能进行远控,遥控,实现自动化管理。
(2)电伴热具有防爆、全天候工作性能,可靠性高,使用寿命长。
(3)电伴热无泄漏,有利于环境保护。
(4)节省钢材:它不需要蒸气伴热所需的一来一去二趟伴热管路。
(5)节省保温材料。
(6)节约水资源,不象锅炉每天需要大量的水。
(7)电伴热还能解决蒸气和热水伴热难以解决的问题。
(8)电伴热设计工作量小,施工方便简单,维护工作量小。
(9)效率高,能大大降低能耗。
一次性投资,还是年运行费用,电伴热带比蒸汽伴热带都要节省;有的项目电伴热带的一次性投资可能会略高于蒸汽热水伴热,但以年运行费用论,通常电伴热运行 1-2年节省的费用就能收回投资。
电伴热分类
常用电伴热针对不同的管道(罐体)可分为以下几种:
1. 自限温(自控温)电热带,此电热带随温度升高电阻变大功率变小,由于其启动时电流较大,所以使用长度一般不超过100米,电热带可随意剪切,电热带无论多长,通上额定电压都能发热。
2. 并联式电热带,此电热带两根(或三根)平行的绝缘铜绞线作为电源母线,PTC特性发热丝缠绕在骨架上,每隔一个发热节长度为母线交替连接,形成连续的并联电阻,此电热带使用长度10-800米左右。
3. 串联式电热带,此电热带将三根具有相同截面积,一定长度的平行绝缘铜绞线为电源母线和发热芯线,将其一端可靠短接,另一端接上380V(或设计的电压)电源,就形成了一个星形负载,根据焦耳一楞次定律:Q=0.24IRT电能转化为热能星形负载不断放出热量,形成一条连续的、发热均匀的电伴热带。根据实际情况需要,电伴热带的三相(单相)可以各自分开(分体式),也可以整合为一体。此电热带使用长度不能太短,一般使用500-2500米左右。
4. 高温电伴热带,此电热带由玻璃纤维或其它耐高温材料制成,耐温300℃以内,长度1-50米不等(由于其不可随意剪切,需找专业厂家设计)。
5. 硅橡胶电热带,此电热带可用于潮湿的、无爆炸性气体场所工业设备或实验室管箱,罐体和槽池,油桶(箱)的加热、伴热和保温,电热带长度1-15米(由于其不可随意剪切,需找专业厂家设计)
6. MI电缆,此电热带是金属线芯(发热体)、线芯周围紧密的环绕着矿物质氧化镁(绝缘层)及经过多次拉制过的金属管(通常是铜、钢或是不锈钢等)构成,连续工作温度可达250-590℃,短期工作温度可至1083℃,使长度18-680米(由于其不可随意剪切,需找专业厂家设计)。
电伴热带选型
在实际工程中如何选择电伴热带,要具体情况具体分析,不宜按油田区块划分,都选恒功率电伴热带,或都选自控温电伴热带,要从技术经济角度综合考虑,建议参照以下选型原则。
(1)在气分离缓冲罐及天然气分离器组成的油气分离区,地面油管道、油气分离缓冲罐排污管道、天然气分离器、液位计比较集中,对控制温度也较严,可以采用恒功率电伴热带,其中液位计采用单相恒功率电伴热带,其他采用叁相恒功率电伴热带,这样可以用一套防爆配电箱、温控器进行统一控制,但配电箱、接线盒、温控器必须符合防爆要求。
(2)给水箱、给水管道一般远离防爆区,被伴热体不太集中,温度控制要求不高,只要使水温始终维持在一定范围内即可达到设计要求。因此,若采用自控温电伴热带,可以省去电伴热配件如配电箱、温控器等。
(3)在阀门弯头较多区域,可能出现交叉重迭式安装,因而不适宜安装恒功率电伴热带(有单独的电加热丝层),易选用自控温电伴热带。
(4)从设计、安装角度讲,恒功率电伴热带一般受节长限制, 若切割时未能找准一个节长,则该部分伴热带不起作用,这不仅影响管道的伴热效果,同时也造成成浪费;而自控温电伴热带可随意切割,能确保电伴热完整。
电伴热应用范围
电伴热产物可广泛用于石油、化工、电力、医药、机械、食品、船舶等行业的管道、泵体 、阀门、槽池和罐体容积的伴热保温、防冻和防凝,是输液管道、储液介质罐体维持工艺温度 最先进、最有效的方法。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 决的问题,如:长输管道的伴热,窄小空间的伴热;无规则外型的设备(如泵)伴热;无蒸汽 热源或边远地区管道和设备的伴热;塑料与非金属管道的伴热,等等。