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伴熱系統的設計

更新時間:2024-07-31      瀏覽次數:1065


1 電伴熱系統設計

1.1 范圍

1.1.1電伴熱系統的設計原則、結構型式及安裝要求,適用于管道詳細工程設計。

1.2 一般規定

12.1本規定適用于以電為熱源,以自限溫電熱帶對管道或設備進行伴熱保溫的電伴熱系統。對于需避免過熱的情況尤為適用。

12.2最高伴熱溫度視電熱帶性能、材質而定,目前電熱帶大多為低溫型及中溫型,其性能如表12.2.0電熱帶耐溫性能所示。


12.2.0 電熱帶耐溫性能(℃)

伴熱帶

維持溫度

最高承受溫度

低溫型

70

85

中溫型

100

120

12.3管道或設備的電伴熱系統設計,必須符合防火、防爆、防靜電、防腐蝕的有關規定。

12.4根據被伴熱管道的配管情況,考慮電熱帶的布置,使拆卸或更換方便。

12.5電熱帶的選型,要以適用、經濟為原則。設計中應考慮最高保護溫度、最高允許溫度、供電條件及安裝環境等因素。

12.6 電熱帶的功率、設計長度應按本規定和制造廠提供的數據和資料進行計算。

12.7 電熱帶伴熱管道必須進行外保溫。

13計算

13.1 管道的電伴熱

13.1.1 計算電伴熱系統的熱損失


式中:——被伴熱管道的設計長度,m;

     ——熱損失,W

     ——被伴熱管道的單位長度熱損失,W/m;

            當管道時,可用表3.1.1-1管道的熱損失近似查得值。

     ——被伴熱管道上的管道附件的當量長度之和(m)。管道附件當量長度見表

45.3.1.1-2管道附件當量長度。

 

45.3.1.2 保溫材料修正系數(f

保溫材料變更時,查得,值應乘以相應保溫材料的修正系數(f),見表45.3.1.2保溫材料修正系數(f

45.3.1.3 計算電熱帶所需功率

   45.3.1-2

式中:——電伴熱系統的熱損失,W

         ——需要功率,W;

         ——電熱帶的熱效率(一般取0.85~0.95)。

45.3.1.4 確定電熱帶長度

45.3.1-3

式中:——電伴熱系統所需功率,W;

——所需產品電熱帶的標稱功率,W/m;

——電熱帶長度,m。值應從產品樣本上查得,因安裝需要,每根電熱帶的長度應增加10%的余量。

45.3.1.5 3.1.1-1管道的熱損失表中溫差△的確定

式中:——要求維持溫度,℃

         ——環境溫度,攝氏度。

13.2 設備的電伴熱

13.2.1設備的伴熱計算與管道的電伴熱計算基本相同,當設備直徑DN400時,單位表面積的熱損失利用表13.2.1平壁的熱損失近似查得。

13.2.2備上的人孔、底座、液面計、視鏡、放空閥等可以折算為相應平壁的面積,再計算熱損失。

3.1.1-1                             管道的熱損失                  W/m

保溫層厚度
 
mmI

溫度℃ΔT

被伴熱管道公稱直徑(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                           管道的熱損失                     W/m

保溫層厚度
 
mmI

溫度℃ΔT

被伴熱管道公稱直徑(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 管道附件當量長度

名稱

數量

當量長度

支座

1

3×DN/1000

支吊架

1

3×DN/1000

法蘭

1

2×DN/1000

閘閥

1

1.30

蝶閥

1

0.70

球閥

1

0.79

截止閥

1

1.20

注:①閘閥散熱量是相當于同管徑同保溫層管1.3m管道的熱損失。

②法蘭與吊架的散熱量分別相當于同管徑同保溫層公稱直徑的

二倍與三倍()長管道的熱損失。

③其它管件視其外表面積參照此表所列當量長度確定。

13.1.2 保溫材料修正系數

保溫材料名稱

保溫材料修正系數(f

材料導熱系數λ(W/m?k

聚氨酯

0.6

0.0216

泡沫聚苯乙烯

0.8

0.0288

玻璃棉

1.0

0.0360

巖棉類

1.1

0.0396

硅酸鈣

1.3

0.0468

膨脹珍珠巖

1.5

0.0540

13.2.1 平壁的熱損失(W/m2

溫度△T
  (
℃)

保溫層厚度(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表中數據系按室外、風速9m/sec算得,室內設備應乘以0.9;表中所用保溫材料為導熱系數λ0.036W/m·k其他材料修正系數f(見表3.1.2

14 電熱帶的選型

14.1 易燃易爆場合應采用屏蔽型,并采用與其配套的防爆接線盒和專用終端封頭。

14.2所選電熱帶的最高允許溫度()"不得低于被伴熱流體(包括管道清洗、吹掃、置換用的流體)的最高溫度;最高保持溫度()"必須高于被伴熱流體所要求保持的溫度。

14.3若產品電熱帶功率不夠,可改變電熱帶布置型式或增加電熱帶根數或增加保溫層厚度。

14.4 電熱帶的護套應能抵抗腐蝕介質(如酸、堿、鹽溶劑等)。

14.5每根電熱帶的設計長度不得大于產品樣本提供的最大使用長度",應與熔斷器相匹配,否則應另接電源。

15 電熱帶的布置

15.1 電熱帶敷設方式

15.1.1 電熱帶的敷設有Ⅰ型(平行敷設)和Ⅱ型(螺旋敷設)兩種型式。應符合化工裝置管道布置設計工程規定"(HG/T 20549.2)中的第4.0.2條例圖。

15.1.2 采用Ⅱ型敷設時,電熱帶螺旋纏繞的螺距見表15.1.2電熱帶螺旋敷設螺距表。

15.2 布置要求

15.2.1 電熱帶不應使用有可能短期停電的電源供電。

15.2.2電熱帶應按管道長度均勻分布。在容器上安裝時,電熱帶應繞在容器下部,最好不超過其1/3的高度。

15.2.3 備用管道、設備與運行管道或設備所用電熱帶,其電源應分開。

15.2.4 對架空、管溝或露天布置(不論垂直或水平)的管道,均應根據電熱帶設計長度,按已購產品確定采用Ⅰ型(水平)或Ⅱ型(螺旋)方式。應符合化工裝置管道布置設計工程規定"(HG/T 20549.2)中的圖4.0.2-1電熱帶的布置型式及代號所示;若管道過長,應分段提供電源。

15.2.5有分支的管道,應在管道分支處采用“T"型接線盒(用于易燃、易爆場合)或熱收縮套管(用于一般場合)連接電熱帶。

15.2.6 相互靠近的電伴熱閥門、法蘭或管件,應設置保護套(如特制的盒或殼)將其包裹起來。

15.2.7非金屬管道或容器用電熱帶伴熱時,為了強化傳熱并提供消除靜電的接地條件,可在電熱帶與管道(或容器)表面之間或在電熱帶的外面粘貼一層鋁箔膠帶,也可兩者兼用。

15.2.8 分叉的電熱帶適用于管道上需經常拆卸、檢修的閥門、管件進行伴熱。

15.2.9對保持溫度要求相同的并排或成束的等徑管道,裝好電熱帶后,可采用保溫材料將這些管道包裹在一起。

15.2.10 電熱帶的末端必須用終端封頭;在易燃、易爆地區,終端必須用電熱帶專用封頭密封;在一般場合也可用快干硅膠和簡易封頭或熱收縮套管密封。

16 電熱帶及附件的固定

16.1 電熱帶應用聚酯帶捆扎固定在被伴熱設備或管道上。捆扎間距不應大于600 mm。聚酯帶耐溫最高為150℃。

16.2 與其配套的電源接線盒、T型和直型接線盒、封頭必須用卡箍緊固在管道上。

16.3電熱帶的安裝應符合化工裝置管道布置設計工程規定"HG/T 20549.2)中圖4.0.2-17的規定。

16.1.2 電熱帶螺旋敷設螺距表 (mm)

被伴熱管
  DN

電熱帶設計長度與管道的設計長度之比

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

續表16.1.2 電熱帶螺旋敷設螺距表(mm)

被伴熱管
  DN

電熱帶設計長度與管道的設計長度之比

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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