淺析電伴熱管道系統(tǒng)伴熱效果的影響因素

朱治國 孫潤菊/河南能源義煤公司豫建公司

淺析電伴熱管道系統(tǒng)伴熱效果的影響因素

朱治國 孫潤菊/河南能源義煤公司豫建公司

針對(duì)電伴熱管道施工中影響伴熱效果的因素，進(jìn)行深層次多方面探討，并提出有針對(duì)性的解決措施，以達(dá)到伴熱效果。

電伴熱；伴熱效果；影響因素

電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補(bǔ)償管道、容器、罐體等儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)所耗散的熱量，以維持系統(tǒng)操作介質(zhì)始終處在工藝要求的適宜溫區(qū)，從而保證液體不凍結(jié)，防止管線堵塞和保證熱力管道使用效果的一種新型施工技術(shù)。

管道電伴熱系統(tǒng)由發(fā)熱電纜供電電源系統(tǒng)、管道防冰凍電纜加熱系統(tǒng)和管道電伴熱智能控制報(bào)警系統(tǒng)三部分組成。工作狀況下，溫度傳感器安置在被加熱的管道上，可隨時(shí)測量出其溫度。溫控器根據(jù)事先設(shè)定好的溫度，與溫度傳感器測出的溫度比較，通過伴熱電纜控制箱內(nèi)的空氣開關(guān)與交流電流越限報(bào)警隔離變速器，及時(shí)切斷與接通電源，以達(dá)到加熱防凍目的。

我公司承攬的青海省天峻縣牧民新村藏式小區(qū)生活基地的管道改造工程，平均海拔高度3600m，施工區(qū)域約18.36平方公里，管材采用無縫鋼管，采用埋地與架空結(jié)合敷設(shè)方式，埋深均為2.0m；外保溫采用6CM厚高密度聚氨酯發(fā)泡保溫材料，全封閉塑料管殼保護(hù)；根據(jù)設(shè)計(jì)，電伴熱管道總長約有78618m，管道系統(tǒng)所使用的電伴熱帶為自控式電伴熱帶，電伴熱帶材質(zhì)為國際最先進(jìn)納米PTC導(dǎo)電塑料發(fā)熱及外護(hù)套，寬度為14㎜，安裝彎曲半徑為≥6倍直徑，可在低溫環(huán)境下安裝使用；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，電伴熱帶可以通過溫控箱自動(dòng)降低發(fā)熱溫度；同樣當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，電伴熱帶可以通過溫控箱自動(dòng)提高發(fā)熱溫度；從而可以自動(dòng)提高電伴熱帶的發(fā)熱量。這種自控性可以隨時(shí)補(bǔ)償溫度的變化，避免電伴熱帶過熱或發(fā)熱不足。

我們?cè)陔姲闊峁艿朗┕ぶ校扇《喾N施工措施，保證了電伴熱管道的伴熱效果。

一、電伴熱帶型號(hào)規(guī)格對(duì)伴熱效果的影響

電伴熱帶的型號(hào)和規(guī)格對(duì)管道伴熱效果影響很大，伴熱帶的選擇應(yīng)與環(huán)境溫度、地貌情況相匹配，選擇合適的電伴熱帶，電熱轉(zhuǎn)化效率可達(dá)99%以上，才能達(dá)到最佳的伴熱效果。本工程中采用的是自限溫加強(qiáng)型防爆電熱帶，

二、電伴熱帶敷設(shè)方式對(duì)伴熱效果的影響

敷設(shè)方式影響主要由三方面組成：敷設(shè)方式、敷設(shè)質(zhì)量、敷設(shè)部位。

1.敷設(shè)方式的影響。電伴熱電纜在熱力管道系統(tǒng)中的敷設(shè)方式主要有兩種，一是緊貼管道外壁，再用絕緣膠帶進(jìn)行固定在管子上；二是將發(fā)熱帶經(jīng)一定比例環(huán)繞在管子上。具體采用哪種敷設(shè)方式，和當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁丶霸O(shè)計(jì)要求有很大關(guān)系，伴熱效果除了和伴熱電纜的大小、控制電流大小有關(guān)外。還和伴熱電纜與管子的纏繞比例有關(guān)。青海天峻縣冬季最低氣溫達(dá)零下40多度，根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r，和設(shè)計(jì)熱力效果要求，我們選定的纏繞比例為1︰1.5。

2.敷設(shè)質(zhì)量的影響。不管是平行敷設(shè)，還是纏繞輻射，在敷設(shè)方式明確的情況下，敷設(shè)質(zhì)量對(duì)伴熱效果也有著很大的影響，不管哪種敷設(shè)方式，首先必須保證伴熱電纜緊貼管壁；其次，固定管子和伴熱帶的絕緣膠帶，必須綁扎牢固，防止伴熱電纜松動(dòng)，脫離管道主體，造成液體在無電伴熱帶處降溫凝結(jié)，影響系統(tǒng)伴熱效果。安裝時(shí)，必須先清除伴熱電纜途經(jīng)處的油污、水分或其他臟物，在每隔一定距離（一般小于30cm）先用鋁箔膠帶將伴熱電纜固定，然后用鋁箔膠帶將伴熱電纜全長覆蓋，以保證伴熱電纜的安全和管道表面與伴熱電纜的緊密結(jié)合；第三，為防止破壞伴熱電纜絕緣，一般情況下，采用聚酯帶或鋁箔膠帶作為固定材料，（搭接長度不低于1cm），嚴(yán)禁采用細(xì)鐵絲作為纏繞材料，以免損壞伴熱電纜絕緣，影響伴熱效果。

3.伴熱帶敷設(shè)部位的影響。電伴熱帶敷設(shè)部位對(duì)伴熱效果的影響很大，敷設(shè)部位直接決定熱量揮發(fā)方向，本工程中敷設(shè)部位為管道下面陰面45℃角。

三、多根伴熱帶敷設(shè)方式對(duì)伴熱效果的影響

電伴熱帶敷設(shè)的最小彎曲半徑為線徑的5倍，且不能出現(xiàn)交叉接觸和重疊現(xiàn)象，兩根線的最小間距為6 cm。局部纏繞電伴熱帶不能過多，如必須多纏繞時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少保溫厚度，以免使管道過熱降低電伴熱帶的使用年限甚至燒毀。本工程使用的電伴熱帶能最高承受溫度：135℃ 最高維持溫度：65±5℃。

四、管道分段對(duì)伴熱效果的影響

為了保證電伴熱管道系統(tǒng)的伴熱效果，需要將管道分成若干段，安裝伴熱控制裝置，一對(duì)控制裝置的控制管道的距離遠(yuǎn)近，對(duì)管道伴熱效果有著直接的影響，控制距離太近，增加了系統(tǒng)伴熱工程成本，控制距離太遠(yuǎn)，則容易造成伴熱效果不佳，因此，伴熱段的劃分需要經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算。我們根據(jù)天駿縣冬季最低氣溫及管道伴熱要求，結(jié)合管道實(shí)際，伴熱段劃分為：每3000米管道兩端單獨(dú)配一配電室供電，每配電室控制1500米管道，每配電室內(nèi)需配60K W電伴熱供電電源。在每300米管道處向外引接接線端子箱連接電伴熱線。

五、伴熱電阻對(duì)伴熱效果的影響。

伴熱帶電阻是保證伴熱效果的最主要參數(shù)之一，管道電伴熱具有PTC正態(tài)電阻效應(yīng)，即溫度越高，電阻越大，越節(jié)約電能，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)越明顯。在施工拖拉過程中，極容易損壞其絕緣，不但造成安全隱患，也影響伴熱效果，因此在放置電伴熱帶前，應(yīng)對(duì)每根電伴熱線測試其電阻值，放置完成后再次測量其電阻值，確保無誤后，才能用鋁箔膠帶對(duì)電伴熱帶和管道進(jìn)行纏繞。

六、溫度傳感裝置安裝位置對(duì)伴熱效果的影響

溫度傳遞是否準(zhǔn)確與溫度傳感裝置的安裝位置，有很大關(guān)系。溫度傳感器、監(jiān)測探頭均應(yīng)放在管道頂端溫度最低點(diǎn)，緊貼在被測量的管道的外壁上，用鋁箔膠帶固定好并遠(yuǎn)離電伴熱帶，同時(shí)遠(yuǎn)離發(fā)熱體1m以上。為避免強(qiáng)弱電間干擾，溫度傳感器探頭測試線、管道測溫線分別單獨(dú)布￠2O鍍鋅管，并采用1mm2屏蔽銅線。為保證管道電伴熱溫度精確無誤，需對(duì)溫度傳感器探頭進(jìn)行標(biāo)定，然后在現(xiàn)場用專用儀器安裝。探頭應(yīng)安裝于較隱蔽的位置，以免受損。溫度傳感器、監(jiān)測傳感器均應(yīng)放在保溫層內(nèi)，連接線在穿入被檢測管道時(shí)，應(yīng)用金屬軟管連接。

七、控制箱溫度設(shè)置對(duì)伴熱效果的影響

因?yàn)殡姲闊嵯到y(tǒng)為伴熱防凍系統(tǒng)，溫度不需要太高，滿足防凍要求即可，所以控制箱可控制溫度范圍一般設(shè)定在0℃-35℃之間即可，如當(dāng)溫度設(shè)定為5℃時(shí)，溫度低于3℃啟動(dòng)，高于7℃停止工作，溫差范圍為4℃。當(dāng)控制箱自動(dòng)控制出現(xiàn)故障時(shí)，控制箱可切換到手動(dòng)模式，由人員手動(dòng)控制控制箱啟停，避免控制箱因自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致伴熱系統(tǒng)不能正常使用的情況發(fā)生。

八、保溫材料對(duì)伴熱效果的影響

保溫材料的材質(zhì)及厚度是保證管道正常保溫效果的關(guān)鍵技術(shù)手段，不能因?yàn)橛邪闊嵯到y(tǒng)的存在而任意更改保溫材質(zhì)及厚度，保溫厚度直接影響著管道的散熱效果。

總之，電伴熱施工過程中，要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行認(rèn)真的二次測算，并對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)和設(shè)計(jì)部門溝通，進(jìn)行修改設(shè)計(jì)；在伴熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定的情況下，每一個(gè)施工措施的是否到位，都對(duì)管道電伴熱效果產(chǎn)生著至關(guān)重要的影響，需要施工人員去認(rèn)真對(duì)待，就發(fā)現(xiàn)的問題采取有針對(duì)性的措施，才能達(dá)到良好的伴熱效果……

朱治國，男，37歲，在職研究生，建造師高級(jí)工程師，現(xiàn)在河南能源義煤公司豫建公司工作。