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電伴熱選型與計(jì)算
來源：安徽暖邦電氣 作者：David 時(shí)間：2022-01-20
電伴熱產(chǎn)品的選型設(shè)計(jì)正確與否涉及到整個(gè)電伴熱系統(tǒng)能否正常運(yùn)行及能否滿足其設(shè)備工藝要求。還涉及到伴熱產(chǎn)品的投資成本、運(yùn)行成本、運(yùn)行質(zhì)量及產(chǎn)品使用壽命，因此，在設(shè)計(jì)選型中，既要考慮到電伴熱產(chǎn)品的實(shí)際使用效果，又要考慮系統(tǒng)投運(yùn)的經(jīng)濟(jì)成本，總的來說，即以可靠適用、經(jīng)濟(jì)、簡單為總的設(shè)計(jì)原則。
一、選型注意事項(xiàng)：
綜前所述，電伴熱是利用電能致熱產(chǎn)生熱量來補(bǔ)償被伴熱管線及設(shè)備在工藝流程中所耗散的熱損失，以滿足介質(zhì)溫度符合工藝流程中的要求，因此，對管線及設(shè)備的熱耗散計(jì)算是對其進(jìn)行等量熱補(bǔ)償?shù)那疤?，必須要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，最好進(jìn)行正確的計(jì)算，具體步驟如下：
（1）收集被伴熱體的外形尺寸。（如管線的直徑、長度、罐體的形狀尺寸等）
（2）管線、罐體等設(shè)備的附件名稱、外形尺寸，數(shù)量。（如閥門、法蘭、托架、液體計(jì)等）
（3）當(dāng)?shù)氐淖畹铜h(huán)境溫度及最高環(huán)境溫度。
（4）被伴熱體需要維持的最幾佳工作溫度及最高或最低許可溫度。
（5）設(shè)備及管線的偶然性最高操作溫度。（如掃線溫度）
（6）保溫材料品種及厚度。
（7）安裝環(huán)境屬哪一類防爆區(qū)域，是腐蝕環(huán)境、室內(nèi)、室外、架空、埋地或其環(huán)境。
（8）現(xiàn)場供電條件及環(huán)境。（二相、三相、供電容量、供電位置）
上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)收集完畢即可采用歸一化表及熱損失公式進(jìn)行具體計(jì)算及選型。
二、計(jì)算方法：
（1）根據(jù)管徑和保溫層厚度從歸一化損耗因子表查出管道形態(tài)歸一化因子。
（2）查出保溫層的傳熱系數(shù)K值（W/m℃).
（3）保險(xiǎn)系數(shù)（偏差系數(shù)）取1.37用以補(bǔ)償10%電壓波動（下降）和10%電阻上升等因素。
（4）算出維持溫度和最低環(huán)境溫度的溫差。
（5）以上四項(xiàng)相乘可得到管道的每米熱量損耗，再以周圍的環(huán)境修正系數(shù)相乘即可得每米的實(shí)際損耗功率。
三、公式介紹
熱損失計(jì)算，除可采用查表法計(jì)算外，也可采用損失公式直接計(jì)算。
1、管道熱損失公式
2、平面熱損失公式
3、罐體容器散熱量的計(jì)算
Q=1.2×q×s(w)
式中：
Q：實(shí)際熱損耗（w/m、w)
λ：保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)（w/m?℃)
Tv：維持溫度（℃）
S：平面總面積或容器罐體表面積（m2)
TH:最低環(huán)境溫度（℃）
d：管道外徑（mm)
q：為平方米散熱量（見表7-3）
δ：保溫材料厚度（mm)
注：公式（2）中δ的單位要化成m的單位計(jì)算
4、每米管道加熱升溫計(jì)算公式：
Q加=（C1×m1+c2×m2)×(TS-TH)
P加=Q加/860
P總=P加+P伴
式中：
Q加：每米管道的吸熱量（kcal)
C1：管道材料比熱（kcal/kg?℃)
C2：介質(zhì)比熱（kcal/kg?℃）
m1：管道質(zhì)量（kg）
m2：介質(zhì)質(zhì)量 （kg）
TS:加熱目標(biāo)溫度（℃）
TH：環(huán)境最低溫度（℃）
注：以上計(jì)算公式為介質(zhì)靜態(tài)條件（無流動）狀態(tài)
5、罐體（容器）加熱升溫計(jì)算公式
Q加 =C3?m3×(Ts-TH)
P加=Q加 /860
P總=P加+P伴
式中：
Q加：容器的吸熱量（kcal)
C3：容器材料比熱（kcal/kg?℃）
m3：容器容量（kg）
Ts：加熱容器目標(biāo)溫度（℃）
TH：:環(huán)境最低溫度（℃）
注：以上計(jì)算公式為介質(zhì)靜態(tài)條件狀態(tài)，如有介質(zhì)升溫則公式為：Q加=C×m×△T可算得
四、計(jì)算舉例：
有一條鋼質(zhì)化學(xué)管道，管徑為4“，管長100米，其中球閥2只，管托5只。需維持溫度60℃，玻璃纖維保溫，厚度50mm，當(dāng)?shù)刈畹铜h(huán)境溫度-20℃，周圍有腐蝕性氣體，供電電壓220V，求管道的每米熱損及總負(fù)荷。
步驟：
A、根據(jù)以上技術(shù)條件，采用歸一化損耗因子表進(jìn)行計(jì)算，查表后得損耗因子為9.88，另查保溫材料傳熱系數(shù)知玻璃纖維λ=0.036。
B、每米管道熱損耗Q=9.88×λ×[60-（-20）]×1.37=38.89w/m
C、求出球閥及托架熱損耗
Q球閥=0.8×每米管道熱損耗Q（每只熱損耗）
=0.8×38.98
=31.18w
Q托=3×每米管道熱損耗（每只托架損耗）
=3×38.98
=116.94w
D、求管道總負(fù)荷
因考慮到選型時(shí)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，一般選較近的標(biāo)準(zhǔn)功率（往上靠）因此，38.98W/m接近于40w/m，故在計(jì)算總符合時(shí)要將此數(shù)據(jù)列入： Q總=Q管+Q閥+Q托
=100 ×40+2×31.18+5×116.94=4000+62.36+584.7+4647.06w
E、確定伴熱帶的最終長度
L總=10.5×Q總/40=1.05×4647.06/40=116.17m 取117米
注：1.05為伴熱帶長度的安裝系數(shù)，這樣就確定了伴熱帶的使用長度為117米。
五、選型
在進(jìn)行具體選型時(shí)，要考慮到伴熱系統(tǒng)的周圍環(huán)境及技術(shù)要求，以及產(chǎn)品的性能指標(biāo)，選型以經(jīng)濟(jì)、適用、最佳分布為原則，對此，對照產(chǎn)品性能指標(biāo)及實(shí)際計(jì)算結(jié)果，在本例中選用單相恒功率40W/m,因考慮到是腐蝕性環(huán)境需采用加強(qiáng)型為妥，所以，選擇型號為RDP2(Q)-J3-40較合適。
以上選型并不是唯一的，主要還是要以最佳分布，經(jīng)濟(jì)適用為前提，并靈活掌握選型方法，在選型時(shí)如有疑義，請隨時(shí)與我公司技術(shù)部門聯(lián)系，以便所選產(chǎn)品真正滿足實(shí)際的工藝要求。關(guān)于罐體及其它設(shè)備的伴熱設(shè)計(jì)及選型方法與上述設(shè)計(jì)選型原則一致，在此不再做復(fù)述。
另：如根據(jù)上例條件而改變了管道直徑D，使得伴熱功率增大到60w/m，伴熱帶還是選用40w/m功率，則每米管道需纏繞伴熱帶長度為L=60/40=1.5，即纏繞系數(shù)為1.5，一般的安裝原則為一米管道直鋪一米伴熱帶或成為一米的倍數(shù)為佳。
●電伴熱帶附件的配置：
整個(gè)電伴熱系統(tǒng)附件的配置具體方法如下：
a、根據(jù)整個(gè)伴熱系統(tǒng)的回路數(shù)量及長度來配置，一般情況每個(gè)小系統(tǒng)配置電源盒一只，溫控器一個(gè)，二通盒或三通盒若干個(gè)，一般二通盒為100米左右配一個(gè)，三通盒則視管路中有多少個(gè)叉路，一般有一個(gè)叉路就配一個(gè)，終端則視有多少根伴熱帶尾數(shù)，一根配一個(gè)。
b、鋁膠帶一般為伴熱帶總長度的1.2倍左右，并以50m倍數(shù)來配置。
c、壓敏帶視管道外徑D及長度配置，具體數(shù)量為L=管長×0.8×5D并以20m的倍數(shù)來配置。
d、鋼帶長度視管道外徑D及接線盒數(shù)量來確定，具體為L=2.5D×接線盒數(shù)量（注：除終端配1付以外，其余盒均為2付）
e、鋼帶螺絲數(shù)量為2倍的接線盒數(shù)量。
根據(jù)前例，其附件數(shù)量為電源盒1只，中間接線盒1個(gè)（備用），尾端盒1個(gè)，溫控器1個(gè)，鋁膠帶為150m（L=117×1.2=134m取150米）
壓敏帶為40米（L=100×0.8×5=40m），鋼帶為4米（L=2.5D×3+1=4m）
鋼帶螺絲為7付
