[热]管道保温电伴热设计说明

一：设计说明：
    1. 本电伴热适用范围:适用于室内外管道、容器、罐体等储运系统、设备保温和防冻。
    2. 电伴热工程建议应在供货方的指导下进行安装施工,并做好详细的工程进展记录表。
    3. 电伴热防冻系统设计原理：利用电热来补充输水或贮水过程中所散失的热量，以维持水温在一定的范围内，达到保温和防冻的目的，所以电伴热仍需要有绝热层、防潮层和保护层。
    4.电伴热防冻系统总体设计旨在经济的满足管道流体（如：水）系统防冻（降粘及防堵），从功能性、可实现性、经济性的角度出发，达到防冻（降粘及防堵）的效果。
最低气象温度标准和防冻标准：
    北京地区气象参数（极端平均最低温度TA=-17.1℃）；维持设备的水不结冰状态，采用管道水系统维持在5℃的标准。计算管道最大的散热功率。
设计需要确定的工艺参数
    1) 管道要求的维持温度TM(℃)；
    2) 当地最低环境温度TA(℃)；
    3) 管道的外径D(mm)；
    4) 容器的表面积S(m2)；
    5) 管道的保温材料品种及厚度(mm)；
    6) 管道是在室内或室外属于什么工作区域。
二、系统设计：
2.1散热量计算
    散热量计算有两种方法：一查表法；二是按公式直接计算法。
2.1.1.查表法
    首先根据需要伴热的维持温度TM和最低环境温度TA
    计算温差：ΔT
    ΔT＝TM-TA
    根据ΔT查金属管道散热量（QB）见附表一
    或设备散热量（QP）见附表二
    根据查得的QB或QP按下式计算出实际的散热量
    管道QTB＝＝f×QB
    平壁设备QTP＝f×QP

    式中：TM--需要伴热的维持温度（℃）
    TA--极端平均最低温度（℃），室内有空调的按室内空调最低温度计算
    QTB--管道实际需要伴热热量（W/m)
    QTP--平壁实际需要伴热热量（W/m)
    f----保温材料修正参数见附表三
2.1.2.直接计算方法：
    管道QTB={[2π(TM-TA) ]/［( LnD2/D1）1/λ+2/( D2α)]}×1.3 ………(1)
    设备QTP=[(TM-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 ……………………………　　　(2)

式中：
    TM--需要伴热的维持温度（℃）
    TA--极端平均最低温度（℃），室内有空调的按室内空调最低温度计算
    λ--保温材料的导热系数，(W/m℃)
    D1--保温层内径(mm)，(管道外径)
    D0--保温层外径(mm)
    δ--保温层厚度(mm)
    Ln--自然对数
    α--保温层外表面向大气的散热系数(W/㎡℃)与风速ω(m/s)有关
    α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) …………………………(3)
1.3--安全系数
2.1.3.管道材质修正系数
    不同材质的导热系数不同，在同等TM的情况下所需功率不同，修正系数f,见附表四；
    QTB、QTP值的条件是钢材，如材质变动应乘以材质修正系数。
    Q=Qt×f W/m ………………………………………(4)
    式中：
    Q--表示最后确定的总实际需要伴热热量（W/m)
    Qt--表示代表QTB、QTP伴热热量（W/m)
    f----保温材料修正参数见附表三
2.2确定电伴热带的功率及长度：
　　
2.2.1.计算所需伴热电缆的总长度L
A：计算管道所需伴热电缆的总长度L1
    用Q值（QTB、QTP）来选择合适规格的伴热电缆，并确定每米管道Lg所用伴热电缆的长度和敷设方法。
    Lg=Q/QM （m)……………………………………………(4)
    式中：
    Lg--表示每米管道所用伴热电缆的长度（m)
    Q--表示最后确定的总实际需要伴热热量（W/m)
    QM--表示某一规格伴热电缆在维持温度TV时的输出功率（W/m）
    Lg小于1时，每米管道采用的伴热电缆小于1m无法敷设，所以Lg不能小于1。
    Lg等于1时，则每米管道采用1 m该规格的伴热电缆，单根直线敷设。
    Lg等于n时(n为整数)，则每米管道采用n根这种规格的伴热电缆，n根直线敷设。
    Lg大于1且不等于n ，可采用螺旋卷绕敷设，节距为LS（m）
    LS=π（D+d）/（Lg2-1）0.5 m ………………………(6)
    式中：
    D为管道外径（m）
    d为伴热电缆厚度（m）
    管道部分用伴热电缆长度，为：
    L1＝管道总长度×Lg （m）………………………………(7)