電伴熱

我國工藝管線和罐體容器的伴熱大多采用傳統的蒸氣或熱水伴熱。電伴熱是用電熱的能量來補充被伴熱體在工藝流程中所散失的熱量，從而維持流動介質最合理的工藝温度，它是一種新技術產品。電伴熱是沿管線長度方向或罐體容積大面積上的均勻放熱，它不同於在一個點或小面積上熱負荷高度集中的電伴熱；電伴熱温度梯度小，熱穩定時間較長，適合長期使用，其所需的熱量(電功率)大大低於電加熱。電伴熱具有熱效率高，節約能源，設計簡單，施工安裝方便，無污染，使用壽命長，能實現遙控和自動控制等優點，是取代蒸汽，熱水伴熱的技術發展方向。

電伴熱作為一種有效的管道保温及防凍方案，一直被廣泛應用。其工作原理是通過伴熱媒體散發一定的熱量，通過直接或間接的熱交換補充被伴熱管道的損失，以達到升温、保温或防凍的正常工作要求。

電伴熱與蒸汽（熱水）相比，具有諸多優勢如下：

（1）電伴熱裝置簡單、發熱均勻、控温準確，能進行遠控，遙控，實現自動化管理。

（2）熱具有防爆、全天候工作性能，可靠性高，使用壽命長。

（3）電伴熱無泄漏，有利於環境保護。

（4）節省鋼材：它不需要蒸氣伴熱所需的一來一去二趟伴熱管路。

（5）節省保温材料。

（6）節約水資源，不像鍋爐每天需要大量的水。

（7）電伴熱還能解決蒸氣和熱水伴熱難以解決的問題。

（8）電伴熱設計工作量小，施工方便簡單，維護工作量小。

（9）效率高，能大大降低能耗。

一次性投資，還是年運行費用，電伴熱帶比蒸汽伴熱都要節省；有的項目電伴熱帶的一次性投資可能會略高於蒸汽、熱水伴熱，但以年運行費用論，通常電伴熱運行1-2年節省的費用就能收回投資。

電伴熱帶接通電源後（注意尾端線芯不得連接），電流由一根線芯經過導電的PTC材料到另一線芯而形成迴路。電能使導電材料升温，其電阻隨即增加，當芯帶温度升至某值之後，電阻大到幾乎阻斷電流的程度，其温度不再升高，同時電伴熱帶向温度較低的被加熱體系傳熱。電伴熱帶的功率主要受控於傳熱過程，隨被加熱體系的温度自動調節輸出功率，而傳統的恆功率加熱器卻無此功能。

常用電伴熱針對不同的管道（罐體）可分為以下幾種：

此伴熱帶隨温度升高電阻變大功率變小，由於其啓動時電流較大，所以使用長度一般不超過100米，伴熱帶可隨意剪切，無論多長，通上額定電壓都能發熱。

此伴熱帶兩根（或三根）平行的絕緣銅絞線作為電源母線，PTC特性發熱絲纏繞在骨架上，每隔一個發熱節長度為母線交替連接，形成連續的並聯電阻，此伴熱帶使用長度10-800米左右。

此伴熱帶將三根具有相同截面積，一定長度的平行絕緣銅絞線為電源母線和發熱芯線，將其一端可靠短接，另一端接上380V（或設計的電壓）電源，就形成了一個星形負載，根據焦耳一楞次定律：Q=0.24IRT電能轉化為熱能星形負載不斷放出熱量，形成一條連續的、發熱均勻的電伴熱帶。根據實際情況需要，電伴熱帶的三相（單相）可以各自分開（分體式），也可以整合為一體。此伴熱帶使用長度不能太短，一般使用500-2500米左右。

此伴熱帶由玻璃纖維或其它耐高温材料製成，耐温300℃以內，長度1-50米不等。

此加熱帶可用於潮濕的、無爆炸性氣體場所工業設備或實驗室管箱，罐體和槽池，油桶（箱）的加熱、伴熱和保温，加熱帶長度1-15米。

此加熱電纜是金屬線芯（發熱體）、線芯周圍緊密的環繞着礦物質氧化鎂（絕緣層）及經過多次拉制過的金屬管（通常是銅、鋼或是不鏽鋼等）構成，連續工作温度可達250-590℃，短期工作温度可至1083℃，使長度18-680米。

施工前應有一份完整的設計圖,圖中應包括以下各項資料:

線路編號:在供電點用長方格表示;

線路所需伴熱帶、長度伴熱帶型號;

每米管道長度所需伴熱帶長度,數目大於前者為纏繞佈線;

每個閥門所需伴熱帶長度;

備註;

伴熱系統配套材料附件清單;

温控系統配件材料附件清單;

施工時所需材料清單;

設計考慮參數和所採用保温材料規格。

(A)管道系統:

1.管道系統與配件都已施工完畢;

2.防鏽防腐塗層已乾透;

3.管道系統施工和規格與設計圖中所示一致;

4.鏗去所有毛刺和利角。

(B)伴熱帶和配件:

1.伴熱帶表面是否有破損;

2.伴熱帶的絕緣性能良好(要求用搖表在1000VDC測試時絕緣電阻為20兆歐);

3.伴熱帶與所有配件的型號與設計要求一致。

(C)現場準備

將一卷伴熱帶與捲筒放置於一支架上並放置於在線路其中一端附近。

沿管道布伴熱帶並避免下列事項:

*放置伴熱帶於毛刺和利角上;

*用力拉扯伴熱帶;

*腳踏或重物放置熱線上。

1.用玻璃纖維加熱帶(耐高温加熱帶)每隔約50cm處將加熱帶固定於管道上;

2.儘可能將伴熱帶附在管道的下半方;

3.在線路的每一供電點和尾端各預留50cm長的伴熱帶;

4.按設計圖所示「纏繞係數」佈線;

5.所有散熱體 (如支架、閥門、法蘭等)應按設計圖要求預留所需伴熱帶長度,將此段伴熱帶纏繞於散熱主體上並固定。下列各點應注意:

*散熱體應有設計所需的伴熱帶長度;

*伴熱帶可互相重疊;

*纏繞方法應儘可能使散熱體必要時可隨時拆除進行維修或更換而不損壞伴熱帶或影響其它線路;

*在使用二通或三通配件處,伴熱帶各端應預留40cm長度。

以例子説明,如纏繞係數為1.4,意為5m管道需要布7m的伴熱帶,施工時先將7m長的一段伴熱帶兩端固定於一段長度為5m的管道上,然後將鬆弛的伴熱帶纏繞在管道上,並加以固定。

*按設計圖要求選用配件;

*所採用密封圈需與伴熱帶相配;

*供電接線盒儘可能接近管道線路供電端;

*按配件安裝説明書準備線口和安裝;

*每一線端應預留一小段熱線以便將來維修時用。

伴熱帶路安裝完成後應立即進行以下的檢查和測試:

*視察伴熱帶表面是否損傷;

*視察所有配件是否安裝完整;

*用搖表2500VDC搖試線路一端,絕緣電阻應在20兆歐以上。注意搖試時間應在一分鐘以上,供電電纜對金屬屏蔽搖試;

*將搖試結果記錄在安裝記錄單上。

電伴熱帶施工測試後立即進行保温層安裝,並注意以下各點:

*所採用保温層的材料,厚度和規格與設計圖要求符合;

*施工時管道、保温材料必須乾燥;

*保温層外應加防水外罩;

*保温層施工時應避免損傷伴熱帶;

*保温層施工後應立即對電伴熱帶進行絕緣測試;

*在保温層外加標籤註明"內有電伴熱系統",另更需註明所有配件的位置;

*在小於100mm外徑的管道上,保温層內徑應加大13mm。

(A)環境感應温控器:

*按設計要求採用適當的温控器,並應達防水,防爆等級;

*按要求電壓供電;

*温控器應盡所能安裝於最冷最當風的位置。

(B)管道感應温控器:

*按設計要求採用適當的温控器,並應達防水、防爆等級;

*按要求電壓供電;

*感應器應與管道緊貼並遠離伴熱帶,並至少離開散熱體1m以上;

*感應器應安裝於較隱蔽地方以免受損;

*温控器應加以適當的調校。

*視察所有管道,保温層和所有配件的安裝都沒有問題。

*將所有線路的空氣開關關掉。

*用搖表對每一線路搖試一次。

(A)對用環境感應温控器控制的系統:

*將温控器調至線路供電的狀態;

*對線路進行4小時的供電使管道温度達到一平衡狀態;

*測量每一線路的電壓,電流,環境温度和管道温度,並將資料記錄在安裝記錄單上;

*測試後將温控器調至原需的指數。

(B)用管道感應温控器控制的系統:

*將温控器微調至線路供電的狀態;

*使線路供電至達到温控器所調校的温度止。

對後備系統的測試如上,但每次只測試其一系統。

安裝記錄單每一線路的資料都應記錄在安裝記錄單上。

1.伴熱帶結構：內層導電熱塑料、外層為雙層阻燃聚烯烴並帶有屏蔽層

2、温度範圍：最高暴露温度85℃，最高工作温度65±5℃，最低使用温度-60℃

3、施工温度： 最低：-5℃

4、熱穩定性：由10℃至99℃間來回循環300次後，伴熱帶發熱量維持在90%以上。

5、彎曲半徑：20℃室温時為25.4mm -30℃低温時為35.0mm

6、絕緣電阻：伴熱帶長度100m，環境温度20℃時， 用2,500VDC搖表搖試1分鐘，絕緣電阻(導線與屏蔽間) 最小值為 20MΩ

7、起動電流（10℃）每米0.4A

8、安裝使用請參閲部份注意事項

9、最大使用長度：不超過100米

電伴熱是利用絕緣電阻導電塑料或者是電阻發熱絲，其主要代表有自限温伴熱帶和恆功率伴熱帶，是在伴熱領域使用最頻繁的兩種產品。它們的功率都不太大，最初因其主要的作用是為了滿足工藝設計的要求來給管道伴熱，慢慢地延伸到更多設備方面的伴熱。選好温度型號合適的自限温產品以後，可以不需要配備温控器，而恆功率是通過電阻絲來進行發熱，因而必須使用温控器來限制温度，一般後者也可以被叫做高温電伴熱產品，其最高維持温度可達到150度左右，最高表面耐温為205度。

電加熱，從字面上理解也是一種利用電能轉化為熱能的設備，其工作原理是高頻的高頻大電流流向被繞製成環狀或其它形狀的加熱線圈，在線圈內放入金屬等被加熱的物體，被磁束貫穿產生渦電流從而使得物體温度迅速上升。由此可見，這是一種為物體加熱的設備，不同於電伴熱的就是其功率一定很大才能瞬間將物體加熱到所需的要求。常用的電加熱，小編很快就想到了“熱得快”，一般電加熱器使用方式也如此，將其插入被加熱的物體中，在極短的時間迅速加熱到所需的温度。

對於管道防凍保温使用的電伴熱系統需要在每年進行為期兩次的例行檢查，經過外界環境的變化，電伴熱的整套系統需要在天氣降温前進行系統的檢查。一般情況下有以下幾點需要監管人員留意。

首先，由於天氣變化的原因，日曬雨淋勢必會對電伴熱系統的保温層、電伴熱帶、配件以及防水罩造成影響，可能會有積水現象的發生，一定要立刻對積水進行處理，對於損壞的保温層或防水罩要及時進行更換與維護，保證內部的電伴熱系統完全防水。由於內部積水的問題，可能會對伴熱帶的局部進行滲漏，引起短路，儘管即使採用改性聚烯烴或全氟材料外護套，還是會將伴熱帶擊穿燒燬，因此對以上工作要進行一次詳細的維修記錄便於下次的維修細節與時間。檢測伴熱帶的連續性和絕緣電阻的測試，使用500V的要表測量電阻應該要大於5M歐姆，一般是在每一個迴路的尾端進行測試，與此同時檢查電伴熱帶的外護套是否有破損情況，結果在詳細地記錄以便將問題反饋給廠家。如果某一段出現破損甚至不熱，測試電阻為零以後，是可以使用兩通接線盒在電伴熱允許的最大使用長度內短接一段新的電伴熱帶。

做好日常的維護工作是伴熱帶使用的必要的準備工作，及時處理突發狀況可以避免不必要的損失。因此選擇一個合適的產品才是根本解決方案。

1、 在敷設時，不要打折，不得承受過大的拉力，禁止衝擊錘打，以免損傷絕緣後，發生短路現象。安裝時，安裝處上空不再進行焊接、吊裝等操作，以防止電焊熔渣濺落到電伴熱帶上損壞絕緣層。確認被伴熱的管道或設備已經試漏、清掃，其表面的無刺，尖鋭邊稜已經打磨光滑平整。

2、 採用纏繞方式敷設時，請勿將伴熱帶超過最小彎曲半徑（最小彎曲半徑不小於伴熱帶厚度的六倍），過度彎曲或摺疊，可能使局部分子結構改變發生擊穿，着火現象。

3 、伴熱帶應緊貼管道表面，以利散熱，伴熱帶用鋁箔膠帶固定，一方面增大散熱面，有利於熱傳導，另一方面便於安裝。其方法是：先清除伴熱帶途經處的油污，水份，用固定膠帶將電伴熱帶經向固定，然後敷設覆蓋鋁箔膠帶，最後用布用力抹壓，使伴熱帶平整粘貼在管道表面。

4、 保温層和防水層施工必須在伴熱帶安裝調試後，保温材料必須乾燥，潮濕的保温材料不但影響保温效果，還有可能腐蝕普通型電伴熱帶，縮短使用壽命。保温材料安裝後，必須立即包纏防水層，否則將降低保温性能，影響伴熱系統的正常。

5、 伴熱帶的安裝長度不要超過其“最大允許使用長度”，最大允許長度隨不同型號產品而不同。

6、 屏蔽型伴熱帶接線時，電伴熱系統除介質管路系統裝有可靠的接地保護外，同時應將編織層全部連接在一起，安裝可靠的接地，並且伴熱帶首尾端的導電線芯不得與屏蔽網相碰。

7、 伴熱帶的尾端用尾端接線盒密封，不可將兩根平行導線相連接，避免短路發生。

8、 接線盒必須牢固固定在管壁上，避免引起短路發生火災。

9、 安裝電伴熱帶應加裝過熔保護裝置，電路中必須設置可靠的過熔保護措施，對每個伴熱帶保温系統設置保險熔斷器，使配電系統有過載，短路，漏電保護功能。

10、 電伴熱系統安裝完後，必須逐個迴路進行電氣測試：用500V的歐表檢查系統的絕緣電阻，伴熱帶的線芯與地線或與不帶電的中性線之間電阻應不小於5MΩ。