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如何進(jìn)行電伴熱帶選型與設(shè)計(jì)
更新時(shí)間:2018-10-07 點(diǎn)擊次數(shù):2382

  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(jiǎn)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(duì)管線及設(shè)備的熱耗散計(jì)算是對(duì)其進(jìn)行等量熱補(bǔ)償?shù)那疤幔仨氁獙?duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理,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(zhǎng)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)氐牡铜h(huán)境溫度及高環(huán)境溫度。

(4)被伴熱體需要維持的工作溫度及高或低許可溫度。

(5)設(shè)備及管線的偶然性高操作溫度。(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(chǎng)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(dòng)(下降)和10%電阻上升等因素。

(4)算出維持溫度和低環(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

 

管道熱損失公式

 

2、平面熱損失公式

 

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: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)境低溫度(℃)

注:以上計(jì)算公式為介質(zhì)靜態(tài)條件(無流動(dòng))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(zhǎng)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)氐铜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、確定伴熱帶的終長(zhǎng)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(zhǎng)度的安裝系數(shù),這樣就確定了伴熱帶的使用長(zhǎng)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、分布為原則,對(duì)此,對(duì)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(hào)為RDP2(Q)-J3-40較合適。

  以上選型,主要還是要以分布,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(qǐng)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(zhǎng)度為L(zhǎng)=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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度配置,具體數(shù)量為L(zhǎng)=管長(zhǎng)×0.8×5D并以20m的倍數(shù)來配置。

  d、鋼帶長(zhǎng)度視管道外徑D及接線盒數(shù)量來確定,具體為L(zhǎng)=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

  ●配電箱的裝置:

  伴熱系統(tǒng)的配電應(yīng)根據(jù)其總負(fù)荷及分系統(tǒng)的回路數(shù)量來確定,按照相關(guān)的一些電器配電設(shè)計(jì)、規(guī)范、要求去進(jìn)行,并考慮其應(yīng)有的功能性保護(hù),如:漏電、過載、短路、溫度控制等。根據(jù)舉例此配電容量應(yīng)為P=1.6×實(shí)際容量=1.6×4647w=7500w,即單回路7.5kw,220v電壓,帶40A中間接觸器的配電箱能滿足要求。

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