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伴热系统的设计

时间:2024-07-31      阅读:633


1 电伴热系统设计

1.1 范围

1.1.1电伴热系统的设计原则、结构型式及安装要求,适用于管道详细工程设计。

1.2 一般规定

12.1本规定适用于以电为热源,以自限温电热带对管道或设备进行伴热保温的电伴热系统。对于需避免过热的情况尤为适用。

12.2最高伴热温度视电热带性能、材质而定,目前电热带大多为低温型及中温型,其性能如表12.2.0电热带耐温性能所示。


12.2.0 电热带耐温性能(℃)

伴热带

维持温度

最高承受温度

低温型

70

85

中温型

100

120

12.3管道或设备的电伴热系统设计,必须符合防火、防爆、防静电、防腐蚀的有关规定。

12.4根据被伴热管道的配管情况,考虑电热带的布置,使拆卸或更换方便。

12.5电热带的选型,要以适用、经济为原则。设计中应考虑最高保护温度、最高允许温度、供电条件及安装环境等因素。

12.6 电热带的功率、设计长度应按本规定和制造厂提供的数据和资料进行计算。

12.7 电热带伴热管道必须进行外保温。

13计算

13.1 管道的电伴热

13.1.1 计算电伴热系统的热损失


式中:——被伴热管道的设计长度,m

     ——热损失,W

     ——被伴热管道的单位长度热损失,W/m

            当管道时,可用表3.1.1-1管道的热损失近似查得值。

     ——被伴热管道上的管道附件的当量长度之和(m)。管道附件当量长度见表

45.3.1.1-2管道附件当量长度。

 

45.3.1.2 保温材料修正系数(f

保温材料变更时,查得,值应乘以相应保温材料的修正系数(f),见表45.3.1.2保温材料修正系数(f

45.3.1.3 计算电热带所需功率

   45.3.1-2

式中:——电伴热系统的热损失,W

         ——需要功率,W;

         ——电热带的热效率(一般取0.85~0.95)。

45.3.1.4 确定电热带长度

45.3.1-3

式中:——电伴热系统所需功率,W

——所需产品电热带的标称功率,W/m;

——电热带长度,m。值应从产品样本上查得,因安装需要,每根电热带的长度应增加10%的余量。

45.3.1.5 3.1.1-1管道的热损失表中温差△的确定

式中:——要求维持温度,℃

         ——环境温度,摄氏度。

13.2 设备的电伴热

13.2.1设备的伴热计算与管道的电伴热计算基本相同,当设备直径DN400时,单位表面积的热损失利用表13.2.1平壁的热损失近似查得。

13.2.2备上的人孔、底座、液面计、视镜、放空阀等可以折算为相应平壁的面积,再计算热损失。

3.1.1-1                             管道的热损失                  W/m

保温层厚度
 
mmI

温度℃ΔT

被伴热管道公称直径(mm

8

15

20

25

32

40

50

65

80

100

150

200

250

300

350

400

10

20

6.2

7.2

8.5

10.1

12.1

13.6

16.4

19.3

23.0

28.8

41.1

52.6

64.7

76.1

83.3

94.6

30

9.4

11.0

12.5

15.4

18.5

20.7

24.9

29.4

35.0

43.8

62.5

80.0

98.5

115.9

126.7

143.9

40

12.7

14.9

17.5

20.8

25.0

27.9

33.7

39.7

47.3

59.2

84.5

108.2

133.2

156.6

171.3

194.6

20

20

4.0

4.6

5.3

6.2

7.3

8.0

9.5

11.1

13.0

16.0

22.5

28.5

34.9

40.5

44.7

50.7

30

6.2

7.0

9.1

9.4

11.1

12.2

14.5

16.8

19.8

24.4

34.2

43.4

53.2

62.3

68.0

77.1

40

8.3

9.5

10.9

12.7

15.0

16.5

19.6

22.8

26.7

33.0

46.3

58.7

71.9

84.2

92.0

104.3

60

12.8

14.7

16.9

19.6

23.1

25.5

30.2

35.1

41.2

50.9

71.4

90.5

110.8

129.9

141.8

160.8

25

20

3.6

4.1

4.6

5.3

6.2

6.9

8.1

9.3

10.9

13.4

18.6

23.5

28.7

33.5

36.5

41.4

30

5.4

6.2

7.1

8.1

9.5

10.4

12.3

14.2

16.6

20.3

28.3

35.7

43.6

51.0

55.6

63.0

40

7.4

8.4

9.5

11.0

12.9

14.1

16.6

19.2

22.4

27.5

38.2

48.3

59.0

69.0

75.2

85.2

60

11.4

12.7

14.7

17.0

19.8

21.8

25.6

29.6

34.5

42.4

59.0

74.5

90.0

106.3

115.9

131.3

80

15.6

17.7

20.2

23.3

27.2

29.8

35.1

40.6

47.4

58.2

81.0

102.3

124.8

146.0

159.2

180.3

100

20.1

22.8

26.1

30.1

35.1

38.6

45.4

52.5

61.2

75.2

104.5

132.0

161.1

188.5

205.5

232.8

30

20

3.3

3.7

4.2

4.8

5.5

6.1

7.1

8.1

9.5

11.6

15.9

20.1

24.4

28.5

31.0

35.1

30

5.0

5.6

6.3

7.3

8.4

9.2

10.8

12.4

14.4

17.6

24.3

30.5

37.1

43.3

47.2

53.4

40

6.7

7.6

9.6

9.8

11.4

12.5

14.6

16.8

19.5

23.8

32.8

41.3

50.2

58.6

63.8

72.2

60

10.3

11.7

13.2

15.1

17.6

19.2

22.5

25.9

30.0

36.6

50.6

63.6

77.4

90.4

98.4

111.4

80

14.2

16.0

18.2

20.8

24.1

26.4

30.9

35.5

41.2

50.3

69.4

87.3

106.4

124.0

135.1

152.9

100

18.3

20.7

23.4

26.8

31.1

34.1

39.8

45.8

53.2

65.0

89.7

112.8

137.2

160.2

174.5

197.4

120

22.7

25.6

29.0

33.2

38.6

42.2

49.3

56.7

65.9

80.4

111.0

139.6

169.9

198.3

216.1

244.4

140

27.2

30.8

34.9

40.0

46.4

50.8

59.4

68.3

79.3

96.8

133.5

168.0

204.4

238.6

259.9

294.0

160

32.1

36.2

41.1

47.1

54.6

59.8

69.9

80.4

93.3

113.9

157.2

197.7

240.6

280.8

306.0

346.1

180

37.1

42.0

47.6

54.5

63.2

69.2

80.9

93.0

108.1

131.9

182.0

228.2

278.8

323.2

334.2

400.7

3.1.1-2                           管道的热损失                     W/m

保温层厚度
 
mmI

温度℃ΔT

被伴热管道公称直径(mm

8

15

20

25

32

40

50

65

80

100

150

200

250

300

350

400

40

20

2.8

3.2

3.6

4.0

4.6

5.0

5.8

6.6

7.6

9.2

12.6

15.7

19.9

22.1

24.0

27.1

30

4.3

4.8

5.4

6.1

7.0

7.7

8.9

10.1

11.6

14.1

19.1

23.9

28.9

33.6

36.6

41.3

40

5.8

6.5

7.3

8.3

9.5

10.4

12.0

13.7

15.7

19.0

25.9

32.3

39.1

45.5

49.4

55.8

60

9.0

10.1

11.3

12.8

14.7

16.0

18.5

21.1

24.3

29.3

39.9

49.8

60.3

70.1

76.2

86.0

80

12.3

13.8

15.5

17.6

20.2

21.9

25.4

28.9

33.3

40.2

54.8

68.4

82.7

96.2

104.6

118.1

100

15.9

17.8

20.0

22.7

26.0

28.3

32.8

37.3

43.0

52.0

70.8

88.3

106.8

124.2

135.1

152.4

120

19.7

22.1

24.8

28.1

32.2

35.1

40.6

46.2

53.3

64.4

87.6

109.3

132.3

153.9

167.3

188.8

140

23.7

26.5

29.8

33.8

38.8

42.2

48.8

55.6

64.1

77.4

105.4

131.5

159.1

185.1

201.2

227.1

160

27.9

31.2

35.1

39.8

45.6

49.7

57.4

65.5

75.4

91.1

124.1

154.8

187.3

217.9

236.9

267.3

180

32.3

36.2

40.6

46.0

52.9

57.5

66.5

75.8

87.3

105.5

143.7

179.3

216.9

252.2

274.3

309.5

50

20

2.6

2.8

3.2

3.6

4.1

4.4

5.0

5.7

6.5

7.8

10.5

13.1

15.7

18.2

19.8

22.3

30

3.9

4.3

4.8

5.4

6.2

6.7

7.7

8.7

9.9

11.9

16.0

19.9

23.9

27.7

30.1

33.9

40

5.3

5.9

6.5

7.3

8.4

9.1

10.4

11.8

13.4

16.1

21.7

26.9

32.3

37.5

40.7

45.8

60

8.1

9.0

10.1

11.3

12.9

14.0

16.0

18.1

20.7

24.8

33.4

41.4

49.9

57.8

62.7

70.6

80

11.2

12.4

13.8

15.5

17.7

19.1

22.0

24.9

28.5

34.1

45.9

56.8

68.4

79.3

86.1

96.9

100

14.4

16.0

17.8

20.1

22.8

24.7

28.4

32.1

36.7

44.0

59.2

73.4

88.3

102.4

111.1

125.1

120

17.8

19.8

22.1

24.8

28.3

30.6

35.1

39.8

45.5

54.5

73.3

90.9

109.4

126.8

137.6

154.9

140

21.5

23.8

26.6

29.9

34.0

36.8

42.3

47.9

54.7

65.6

88.2

109.3

131.6

152.5

165.5

186.4

160

25.3

28.1

31.3

35.2

40.1

43.4

49.8

56.3

64.4

77.2

103.9

128.7

154.9

179.5

194.9

219.4

180

29.2

32.5

36.2

40.7

46.4

50.2

57.6

65.2

74.6

89.4

120.3

149.0

179.4

207.9

225.6

254.0

80

20

2.1

2.3

2.6

2.8

3.2

3.4

3.8

4.3

4.8

5.7

7.4

9.0

10.7

12.3

13.3

14.9

30

3.2

3.5

3.9

4.3

4.8

5.2

5.8

6.5

7.3

8.6

11.3

13.7

16.3

18.7

20.2

22.6

40

4.4

4.8

5.2

5.8

6.5

7.0

7.9

8.8

9.9

11.6

15.2

18.5

22.0

25.3

27.3

30.6

60

6.7

7.4

8.1

9.0

10.0

10.8

12.1

13.5

15.3

17.9

23.5

28.6

34.0

39.0

42.1

47.1

80

9.2

10.1

11.1

12.4

13.8

14.8

16.6

18.6

20.9

24.6

32.2

39.2

46.6

53.5

57.8

64.7

100

11.9

13.0

14.3

15.9

17.8

19.1

21.5

24.0

27.0

31.8

41.6

50.6

60.2

69.1

74.6

83.5

120

14.7

16.1

17.8

19.7

22.0

23.6

26.6

29.7

33.5

39.3

51.5

62.7

74.5

85.5

92.4

103.4

140

17.7

19.4

21.4

23.6

26.5

28.4

32.0

35.7

40.3

47.3

61.9

75.0

89.6

102.9

111.2

124.4

160

20.9

22.9

25.1

27.8

31.2

33.4

37.7

42.1

47.4

55.7

72.9

88.8

105.5

121.1

130.9

146.4

180

24.1

26.5

29.1

32.2

36.1

38.7

43.7

48.7

54.9

64.5

84.4

102.8

122.8

140.8

151.5

169.5

13.1.1-2 管道附件当量长度

名称

数量

当量长度

支座

1

3×DN/1000

支吊架

1

3×DN/1000

法兰

1

2×DN/1000

闸阀

1

1.30

蝶阀

1

0.70

球阀

1

0.79

截止阀

1

1.20

注:①闸阀散热量是相当于同管径同保温层管1.3m管道的热损失。

②法兰与吊架的散热量分别相当于同管径同保温层公称直径的

二倍与三倍()长管道的热损失。

③其它管件视其外表面积参照此表所列当量长度确定。

13.1.2 保温材料修正系数

保温材料名称

保温材料修正系数(f

材料导热系数λ(W/mk

聚氨酯

0.6

0.0216

泡沫聚苯乙烯

0.8

0.0288

玻璃棉

1.0

0.0360

岩棉类

1.1

0.0396

硅酸钙

1.3

0.0468

膨胀珍珠岩

1.5

0.0540

13.2.1 平壁的热损失(W/m2

温度△T
  (
℃)

保温层厚度(mm

25

40

60

80

100

25

36

22

16

11

9

50

76

48

33

25

20

75

118

75

51

38

30

100

162

103

71

52

42

125

210

132

90

67

54

150

260

164

114

84

67

175

315

203

137

102

83

注:①表中数据系按室外、风速9m/sec算得,室内设备应乘以0.9;表中所用保温材料为导热系数λ0.036W/m·k其他材料修正系数f(见表3.1.2

14 电热带的选型

14.1 易燃易爆场合应采用屏蔽型,并采用与其配套的防爆接线盒和专用终端封头。

14.2所选电热带的最高允许温度()”不得低于被伴热流体(包括管道清洗、吹扫、置换用的流体)的最高温度;最高保持温度()”必须高于被伴热流体所要求保持的温度。

14.3若产品电热带功率不够,可改变电热带布置型式或增加电热带根数或增加保温层厚度。

14.4 电热带的护套应能抵抗腐蚀介质(如酸、碱、盐溶剂等)

14.5每根电热带的设计长度不得大于产品样本提供的最大使用长度,应与熔断器相匹配,否则应另接电源。

15 电热带的布置

15.1 电热带敷设方式

15.1.1 电热带的敷设有Ⅰ型(平行敷设)和Ⅱ型(螺旋敷设)两种型式。应符合化工装置管道布置设计工程规定”(HG/T 20549.2)中的第4.0.2条例图。

15.1.2 采用Ⅱ型敷设时,电热带螺旋缠绕的螺距见表15.1.2电热带螺旋敷设螺距表。

15.2 布置要求

15.2.1 电热带不应使用有可能短期停电的电源供电。

15.2.2电热带应按管道长度均匀分布。在容器上安装时,电热带应绕在容器下部,最好不超过其1/3的高度。

15.2.3 备用管道、设备与运行管道或设备所用电热带,其电源应分开。

15.2.4 对架空、管沟或露天布置(不论垂直或水平)的管道,均应根据电热带设计长度,按已购产品确定采用Ⅰ型(水平)或Ⅱ型(螺旋)方式。应符合化工装置管道布置设计工程规定”(HG/T 20549.2)中的图4.0.2-1电热带的布置型式及代号所示;若管道过长,应分段提供电源。

15.2.5有分支的管道,应在管道分支处采用“T”型接线盒(用于易燃、易爆场合)或热收缩套管(用于一般场合)连接电热带。

15.2.6 相互靠近的电伴热阀门、法兰或管件,应设置保护套(如特制的盒或壳)将其包裹起来。

15.2.7非金属管道或容器用电热带伴热时,为了强化传热并提供消除静电的接地条件,可在电热带与管道(或容器)表面之间或在电热带的外面粘贴一层铝箔胶带,也可两者兼用。

15.2.8 分叉的电热带适用于管道上需经常拆卸、检修的阀门、管件进行伴热。

15.2.9对保持温度要求相同的并排或成束的等径管道,装好电热带后,可采用保温材料将这些管道包裹在一起。

15.2.10 电热带的末端必须用终端封头;在易燃、易爆地区,终端必须用电热带专用封头密封;在一般场合也可用快干硅胶和简易封头或热收缩套管密封。

16 电热带及附件的固定

16.1 电热带应用聚酯带捆扎固定在被伴热设备或管道上。捆扎间距不应大于600 mm。聚酯带耐温最高为150℃。

16.2 与其配套的电源接线盒、T型和直型接线盒、封头必须用卡箍紧固在管道上。

16.3电热带的安装应符合化工装置管道布置设计工程规定HG/T 20549.2)中图4.0.2-17的规定。

16.1.2 电热带螺旋敷设螺距表 (mm)

被伴热管
  DN

电热带设计长度与管道的设计长度之比

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

6

97

67

54

46

40

36

32

30

28

8

120

8

66

56

49

44

40

37

34

10

145

100

80

68

60

53

48

45

41

15

173

120

96

81

71

64

58

53

49

20

212

146

117

99

87

78

71

65

60

25

258

179

143

121

106

95

86

79

73

32

318

220

175

149

130

117

106

97

90

40

359

248

198

168

147

132

120

110

102

50

441

305

243

206

181

162

147

135

125

65

549

379

303

257

225

201

183

168

156

80

637

440

351

298

261

234

212

195

181

100

811

560

447

379

332

298

270

248

230

125

985

681

543

461

404

361

328

302

279

150

1181

816

652

552

484

433

394

362

335

200

1529

1057

844

715

627

561

510

468

434

续表16.1.2 电热带螺旋敷设螺距表(mm)

被伴热管
  DN

电热带设计长度与管道的设计长度之比

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

250

1899

1312

1048

888

778

697

633

581

539

300

2248

1553

1240

1051

921

825

749

688

638

350

2467

1705

1361

1154

1011

905

822

755

700

400

2814

1944

1552

1316

1153

1032

938

861

798

450

3160

2183

1744

1478

1295

1160

1053

968

896

500

3510

2425

1936

1642

1439

1288

1170

1075

996

550

3860

2666

2129

1805

1582

1416

1287

1182

1095

600

4209

2909

2322

1969

1725

1544

1403

1289

1194

650

4552

3145

2511

2129

1866

1670

1517

1394

1291

700

4902

3386

2704

2293

2009

1798

1634

1501

1390

750

5251

3628

2897

2456

2152

1927

1750

1608

1490

800

5601

3869

3090

2620

2296

2055

1867

1715

1589

850

5951

4111

3283

2783

2439

2183

1984

1822

1688

900

6293

4348

3472

2943

2580

2309

2098

1927

1785

950

6643

4589

3665

3107

2723

2437

2214

2034

1884

1000

6993

4831

3858

3270

2866

2566

2331

2141

1983

1050

7342

5072

4051

3434

3009

2694

2447

2248

2083

1100

7692

5314

4243

3598

3153

2822

2564

2355

2182

1150

8035

5551

4433

3758

3293

2948

2678

2460

2279

1200

8384

5792

4625

3921

3437

3076

2795

2567

2477

1250

8734

6034

4818

4085

3580

3204

2911

2674

2378

1300

9084

6275

5011

4248

3723

3333

3028

2781

2577

1350

9433

6517

5204

4412

3866

3461

3144

2888

2676

1400

9776

6754

5393

4572

4007

3587

3259

2993

2773

1450

10126

6995

5586

4736

4150

3715

3375

3100

2872

1500

10475

7237

5779

4899

4294

3843

3492

3207

2971

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