产品选型及应用设计

电加热是利用电伴热热产品所产生的热量来补偿被伴热的管道、容器、罐体等工艺装置所散耗的热量，以维持具相应的介质温度来满足工艺要求。正确计算出管理、容空荡荡、罐体等工艺装置的散热量，对准确维持价质温度是至关重要的。
一、管道及附件散热量的计算
1、工艺参数的确定
为确保计算的正确性，在计算前应正确定各项参数：它的是管道、容器、罐体等介质要求维持的温度T。管道的直径d 或容器的表面积S、保温材料的品种及厚σ、环境温度 （zui低平均温度）TH、敷设环境 （室内或室外、地面或埋地）。并计算维持温度TW 与环境温度TH 之差
2、管道散热量的计算
Q ＝f ×e ×h ×q
Q—实际需要的伴热量
q—基准情况下单位长度管道的散热量q （根据工艺参数查表得到）
f—保温材料系数
e －管材系数 （金属为1、非金属为0.6-0.9）
h—环境系数 （室外为1, 室内为0.9）
例1：某厂有一金属线，“管径为1/2”，保温材料是硅酸钙，厚度10mm，管道中介质的维持温度10℃，冬季zui低平均气温是℃（室外）。求管道每米热损失。
一：ΔT=Tw －Th =10℃－（-25℃）=35℃
二：查表5-1, 管径1/2"，10mm 保温层，因表中无ΔT=35℃需采用插入法计算
ΔT ＝30℃时，q1 ＝11.0W/m
ΔT ＝40℃时，q2 ＝14.W/m
ΔT ＝30℃时，q ＝q1 +（q2－q1）/（ΔT2 －ΔT1 ）×（ΔT －ΔT1 ）=11.0+（14.9-11.0） ／（40 －
30）×5 ＝12.95W/m
三：保温层采用硅酸钙，查“表5-1”f=1.5 e=1 h=1
四：所需伴热量：Q ＝1.5 ×1×1×12.95 ＝19425 （w/m ）
自限式电热带应选用维持温度下的功率大于等于所需伴热量的型号。

3、管道阀体散热量通常是相连口径管道每米热损失1.22 倍；
球阀为0.7 倍；
蝶型阀（节流阀）为0.5 倍；
浮式球阀为0.6 倍
4、确定电伴热电缆的功率及长度：
根据散热量及介质维持温选择相应的电伴热电缆，其zui高维持温度必需高于介质温度，单位长度热损失大于电伴热电缆客定功率时（既比值大于1 时），用以下方法来修正；
A、当比值大于1.5 时，采用两条或更多的平行电伴热电缆敷设，电伴热电缆长度为管道长度×根数。
B、当比值在1.1-1.5 之间时，可采用卷绕法，如图所示，方法为根据热损失与电伴热电缆功率的比值。查表5-2, 得到卷绕的节距，并按此敷设，电伴热电缆长度为管道长×比值。
C、修改保温材料或厚度。

　　
　　 另外还应考虑法兰，弯头及管道金属托架散热损失所需的电伴热电缆长度及预供电源接线用的长度，预留供中间接线盒接线长度。法兰一般加上2 倍的管径长度；弯头加上1.5 倍的管径长度；管道金属托架上3-5 倍的管径长度，预留电源接线长度一般约1 米，其总和即整个系统所需电伴热电缆的总长度。

 

二、罐体容器散热量的计算
首先应计算容器体的表面积，并根据保温层材料，厚度和介质所维持的温度，查表5-4,可知每平方米的散热量，再通过计算，就能得到容器，罐体所需的总散热量Q。
其公式为：Q ＝1.2 ×q ×s
Q：为每平方米散热量 （W/m2）
S：为容器罐体的表面积 （m2 ）
例2：某厂有一直径D ＝2m，高h ＝4m 的圆柱形工艺罐体，当地zui低环境温度-10℃；zui高风速15m/s，现采用厚度50mm 的玻璃纤维作保温层0℃，罐体的协维持温度，求该罐体散热量。
一：查表知：在风速15m/s，环境-10℃，温度80℃时，q ＝77.39W/m 。
二：Q －1.2 ×q ×S ＝1.2 ×q ×（2 πR2 ＋πDh ）＝1.2 ×77.39×（2 ×3.14 ×1.52 ×3.14 ×3 ×4 ）＝4811.49 （W ）
答：该罐体散热量为4811.49W。
如实际情况与表中不一样，请采用插入法计算。

有关公式介绍
如前所述，我们查知的管道、容器罐体的散热量，是按现场实际情况综合计算得知的，如数据表中没有您所需要的散热量，而可通过有关热损失公式来求出所需要的数据。有关公式简介如下：

上式中：
λ—保温材料导热系数 （W/ 米/ 度）
d—管道外径 （mm ）
σ—保温层厚度 （mm ）
TW—工作维持温度 （℃）
TH —工作维持温度 （℃）
S—表面积 （m2 ）
Q—散热量 （W ）
以上公式系理想状态，实际工程计算时应综合考虑风速、保温层老化和保险等因数。
三、选型方法
　　在选择电伴热产品时，应综合考虑各种因素，如适用性、经济性、供电条件等，具体方法如下：
1. 根据管道维持温度及偶然性的zui高操作温度选定zui高维持温度于它的电伴热产品。
2. 根据提供条件、电网负荷及管道长度，确定电伴热方案和电伴热产品的型号，如恒功率、自控式等。
3. 根据管道单位长度的散热量或容器单位面积上的散热量来确定所需电伴热产品的单位功率和长度。
4. 根据不同的使用环境来确定所需电伴热产品的结构：一般情况下，可先用普通型；除煤矿外，防爆场合建议使用编织加强型；埋地或在有腐蚀性物质场所也应选用编织加强加氟型。
例3：根据前述“例1”所述，并zui后得知需耗散的热功耗为19.43W/m，来进行选型。根据选型方法步骤“1-4”, 初步选择RDP2 -J3 -20 型的电伴热电缆，若例（1）因管径增大，其它条件不变，散热量为30W/m 时，则以可根据步骤RDP2 -J3 -30 型的电伴热电缆作为伴热产品；若为强腐蚀性环境，则可选加强型RDP2 （Q）-J3 -30 型和RDP 2（Q）-J3 -50 的电伴热电缆作为伴热产品。

四、特殊情况的设计与计算 p 内保温层
　　管线蒸汽扫线温度大于电伴热电缆耐热温度时的电伴热设计：
　　由于蒸汽扫线时间相对较短，可采用双层保温层结构来保证使用。一般来说，这种结构的内层厚度为5-10℃毫米，在内保温层外加包铝胶带，铝胶带上敷设电伴热电缆。每毫米内层保温层可使扫线温度降低10℃左右。当然在扫线时，电伴热电缆应停止通电。管线热损失仍按常规设计。保温层厚度只能按外层为计算厚度。例：电伴热电缆F4 氟塑料耐温为205℃，面扫线温度达205℃，那么内层保温层需敷设5mm 以上。以确保扫线中不致损坏电伴热电缆。

罐体容器散热量

NEC 标准和IEC 标准对防爆环境的区分有着明显的差异，我国是参考IEC 标准进行分类的。电伴热电缆在防爆环境中的设计和应用根据不同标准也有着差异。这一点我们在选型和设计方面必须值得注意。
　　 根据的工业用电伴热测试，设计、安装和维护的IEEE515-1 标准第1 条，电伴热电缆在防爆环境中的设计，我们必须注意几点：
1. 0 区（IEC 标准），伴热电缆不允许使用。
2. 1 区（IEC 标准），所有的伴热电缆和附件必须符合相应区域的温度等级和防爆要求。
3. 在1 区场合，有可能的话，控制和接线盒放在1 区之外。
4. 每个伴热电缆回路都需有独立的断路器进行控制。
5. 在1 区场合，断路器必须带漏电保护功能，配电盘如在1 区之内，也必须符合1 区等级的防爆要求。