用于儀表管線伴熱的電伴熱帶可分為三類。恒功率電伴熱帶、自限溫電伴熱帶及金屬鎧裝加熱電纜。儀表管線電伴熱帶按實際需要熱量進行補償,因此為新一代節(jié)能型電伴熱產(chǎn)品。低溫狀態(tài)快速啟動,溫度均勻,安裝簡便,維護簡單,自動化水平高,運行及維護費用低。 安全可靠,不污染環(huán)境,壽命長,不僅用于普通區(qū)、危險區(qū),且可用于腐蝕區(qū)。
其原理是在絕熱層和被伴熱物體之間安裝發(fā)熱元件,在發(fā)出電熱補充輸儲過程中所散失的熱量,以維持被伴熱介質(zhì)在一定的溫度范圍內(nèi)。
石化裝置中儀表伴熱常有以下兩類:
工藝伴熱:儀表導壓管內(nèi)的介質(zhì)因和周圍溫度不同,損失一定的熱量,需由電加熱來達到所要求的表面溫度。常用于含蠟、易凝,易氣化等物料中,以避免因溫度降低析出、沉積、粘度突增、增大流動阻力等情況發(fā)生。伴熱溫度應由工藝專業(yè)根據(jù)被伴熱介質(zhì)物性確定。
防凍系統(tǒng):防止冬天儀表導壓管內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)或凝固。常用于對水、蒸汽等物料的測量中,對此類型應保持很低5度的維持溫度。
需引起注意的是,因石油化工裝置多處于防爆危險區(qū)中,伴熱帶選型時要特別注意爆炸危險釋放介質(zhì)的溫度組別(TClass)和伴熱管線的很高維持溫度,滿足很高維持溫度不高于爆炸釋放介質(zhì)的溫度組別要求。
自限溫電伴熱帶
自限溫電伴熱帶也稱“自限式伴熱帶” 。它是在兩根平行導線之間,均勻覆蓋一層扁平的FTC(正電阻溫度系數(shù))發(fā)熱材料,伴熱帶接通電源后(注意尾端線芯不得連接),電流由一根線芯經(jīng)過導電的PTC材料到另一線芯而形成回路。電能使導電材料升溫,其電阻隨即增加,當芯帶溫度升至某值之后,電阻大到幾乎阻斷電流的程度,其溫度不再升高,與此同時伴熱帶向溫度較低的被加熱體系傳熱。電伴熱帶的功率主要受控于傳熱過程,隨被加熱體系的溫度自動調(diào)節(jié)輸出功率,而傳統(tǒng)的恒功率加熱器卻無此功能。
① 銅芯導線:7×0.50;7×0.32;19×0.41;
② 導電塑料層:普通PTC;阻燃PTC;含氟PTC;
③ 絕緣層:改良性聚烯烴;阻燃聚烯烴;含氟聚烯烴;全氟材料;
④ 屏蔽層:鍍錫軟圓銅線(覆蓋密度80%);
⑤ 護套層:改良性聚烯烴;阻燃聚烯烴;含氟聚烯烴;全氟材料;
該PTC材料是用一種高聚合物與精選的碳黑按一定比例混合,在一定的技術條件下,經(jīng)過一定的處理工藝麗制成。該材料隨溫度升高而電阻值增加,從而使工作電流減小,輸出功率下降。通常,以工作溫度10℃時電伴熱帶的輸出功率作為該產(chǎn)品功率的額定值。當溫度升高到使電伴熱帶發(fā)出的功率只有額定值的10% 以下時,此時的溫度稱之為很高維持溫度。若繼續(xù)升高溫度,直到破壞PTC材料的分子結(jié)構(gòu)時,此時的溫度稱之為電伴熱帶的很高承受溫度。該產(chǎn)品的很高承受溫度多在200℃左右,一般不超過230℃。PTC材料的外層,是由一種耐高溫的彈性熱塑體構(gòu)成的絕緣層,它緊緊包住PTC材料,但又不能與PTC材料粘結(jié)。
恒功率電伴熱帶
恒功率電伴熱帶,在內(nèi)護套絕緣層上纏繞鎳鉻電熱絲,并每隔一定間距使用電熱線與兩條母線錯開相連,形成連續(xù)的并聯(lián)電阻。當電源加在兩條母線上時,各并聯(lián)電阻同時發(fā)熱,形成一條連續(xù)的“帶狀加熱器”樣式。這種伴熱帶單位長度的發(fā)熱量恒定,不受環(huán)境氣溫及管道溫度狀況影響,使用的伴熱帶越長,發(fā)熱總功率越大。在安裝時能按使用長度剪切。由于電伴熱帶尾端電壓隨長度增加而降低,因此,安裝時不宜超過推薦的很大使用長度。電伴熱帶具有較好的柔軟性,可以方便的隨管路走向敷設。其外層的金屬編織層不僅能提高伴熱帶的整體強度,還是一條安全接地線。
① 發(fā)熱芯;② 復合絕緣層; ③ 外護套; ④ 金屬編織層; ⑤ 加強層
① 發(fā)熱芯;② 復合絕緣層; ③ 外護套; ④ 金屬編織層; ⑤ 加強層
① 發(fā)熱芯;② 復合絕緣層; ③ 外護套; ④ 金屬編織層; ⑤ 加強層
其產(chǎn)品型號隨導電芯線的材質(zhì)、金屬編織層的材質(zhì)、絕緣材料及結(jié)構(gòu)不同而變化。導電芯線的材質(zhì)可以是銅絞線或鍍銀銅絞線,金屬編織層的材料可以選用普通材料或不銹鋼絲,而絕緣材料則可以選用氟塑料(耐溫200℃)或聚四氟乙烯和無堿玻璃纖維(耐溫260℃),通過增加絕緣層還可以作成加強型,其機械強度更高,防腐能力更強,但導熱性下降。
金屬鎧裝加熱電纜
金屬鎧裝加熱電纜是由一根或兩根金屬導體,包含在高度壓縮的礦物質(zhì)絕緣材料內(nèi),外層用銅或不銹鋼護套封裝。導體和護套的材質(zhì)可以根據(jù)實際需要選定。和塑料比起來,不銹鋼護套可以承受更高的溫度和具有更大的單位長度發(fā)熱功率。金屬鎧裝型加熱電纜壽命更長,機械強度更大,但是,它單位長度發(fā)熱功率不能自動調(diào)整,使用長度不能任意切斷,只能由工廠預制,而且,它的柔軟型也不如塑料電伴熱帶。
在使用場合與條件的不同,應選用不同的加熱電纜。沒有一種加熱電纜是適合任何情況的。首先,應當根據(jù)工作條件,確定所選加熱電纜的類型;在儀表管路伴熱系統(tǒng)中所考慮的主要是管路吹掃可能出現(xiàn)的很高溫度。對于被測介質(zhì)溫度在250℃以上的管路,在其蒸汽反吹時,儀表導壓管的管壁溫
度很可能在200℃以上,此時不宜選用塑料加熱電纜,應選用金屬鎧裝型。在采用專用固定夾子后,塑料加熱電纜可以適應的介質(zhì)溫度可以根據(jù)實際情況適當提高,但應保證在蒸汽反吹條件下,加熱電纜所承受的溫度不超過其很高允許承受溫度,即使此時加熱電纜本身不通電,也會造成加熱電纜的長久性損壞或極大地縮短其使用壽命。除此以外,一般場合應選用塑料加熱電纜。
管線電伴熱帶與蒸汽伴熱系統(tǒng)相比,采用電伴熱帶對儀表管路伴熱有以下明顯優(yōu)點:
① 設計、施工簡單、方便、規(guī)范,有利于降低設計施工費用;
② 伴熱效果好,不易出現(xiàn)管路汽化及死角凍結(jié);
③ 無汽水排放、無污染、無腐蝕,有利于保證電廠清潔、衛(wèi)生。
④ 維護工作量小,特別是停機停爐條件下,可以不停伴熱,不停儀表及變送器;
⑤ 維護周期長,有利于節(jié)省維護檢修費用;
⑥ 無汽水損失,降低運行費用。
當用電伴熱帶給儀表管路伴熱時,需要知道很低環(huán)境溫度、冬季風速及保溫層的材料及厚度,并確定所要維持的溫度。管道為了使電伴熱帶正常的工作,建議根據(jù)實際現(xiàn)場環(huán)境來制定電伴熱方案,以保證電伴熱帶的正確安裝及可靠工作,以確保電伴熱帶能夠長期穩(wěn)定的運行,保證儀表指示準確和設備安全。