電伴熱
編輯電伴熱或表面加熱,是一種使用伴熱電纜保持或提高管道和容器溫度的系統。微量加熱采用沿管道長度物理接觸的電加熱元件的形式。管道通常覆蓋有絕熱材料,以保留管道的熱量損失。然后由元件產生的熱量保持管道的溫度。微量加熱可用于防止管道凍結、保持熱水系統中的恒定流動溫度或保持必須輸送在環境溫度下固化的物質的管道的工藝溫度。在蒸汽不可用或不需要的情況下,電伴熱電纜是蒸汽伴熱的替代方案。
發展
編輯電伴熱始于1930年代,但最初沒有可用的專用設備。礦物絕緣電纜在高電流密度下運行以產生熱量,并且控制設備從其他應用中改編而來。1950年代引入了礦物絕緣電阻加熱電纜,并且可以在現場切割成長度的平行型加熱電纜。自限性熱塑性電纜于1971年上市。跟蹤加熱系統的控制系統從1970年代的毛細管填充燈泡恒溫器和接觸器發展到1990年代的網絡化計算機控制,用于需要集中控制和監控的大型系統。一篇論文預計,在2000年至2010年期間,微量加熱將占連接負載的100兆瓦,而微量加熱和絕緣將占艾伯塔省油砂高達7億加元的資本投資。用于電伴熱系統設計和安裝的國際標準包括IEEE標準515和622、英國標準BS6351和IEC標準60208。
電伴熱的用途
編輯最常見的管道伴熱應用包括:
- 防凍保護
- 溫度維持
- 車道上融雪
伴熱帶的其他用途包括:
防凍保護
當溫度高于環境溫度時,每條管道或容器都會發生熱損失。隔熱材料會降低熱損失率,但不會消除它。微量加熱通過平衡熱量損失和供應熱量來保持溫度高于冰點。通常,恒溫器用于在測量溫度低于設定溫度值時通電-通常在3°C和5°C之間,通常稱為“設定點”。當恒溫器測量溫度上升到另一個設定溫度值(通常比設定值高2°C)時,它會關閉伴熱。
天溝和屋頂除冰
將伴熱電纜放置在屋頂或排水溝中,以在冬季融化冰。當在排水溝中使用時,電纜并不意味著保持排水溝沒有冰或雪,而只是為融化的水從屋頂和落水管或排水管道提供一條自由路徑。
溫度維持
熱水服務管道也可以追蹤,因此不需要循環系統在出口處提供熱水。伴熱與工作環境溫度的正確隔熱相結合,可保持熱平衡,伴熱的熱量輸出與管道的熱損失相匹配。已經開發出自限或調節加熱帶并且在該應用中非常成功。類似的原理可以應用于輸送可能在低溫下凝結的流體的工藝管道,例如焦油或熔融硫磺。高溫微量加熱元件可以防止管道堵塞。微量加熱的工業應用范圍包括化學工業、煉油廠、核電站、食品廠。例如,蠟是一種在70°C以下開始凝固的材料,通常遠高于周圍空氣的溫度。因此,必須為管道提供外部熱源,以防止管道及其內部的材料冷卻下來。微量加熱也可以用蒸汽來完成,但這需要蒸汽源,安裝和操作可能不方便。在實驗室中,材料科學領域的研究人員使用微量加熱對樣品進行各向同性加熱。他們可以結合自耦變壓器使用伴熱,以控制傳遞的熱能。這是緩慢加熱物體以測量熱膨脹等熱力學性質的有效手段。
抗氣蝕目的
由于加熱稠的流體會降低其粘度,從而減少管道中發生的損失。因此,可以提高可用的凈正吸入壓頭(壓差),從而降低泵送時出現氣蝕的可能性。但是,必須注意不要過多地增加流體的蒸汽壓,因為這會對可用的頭部產生強烈的副作用,可能超過任何好處。
類型
編輯恒功率系列
串聯加熱電纜由一串高電阻導線制成,絕緣并通常包裹在保護套中。它以特定電壓供電,電線的電阻熱會產生熱量。這些類型的加熱器的缺點是,如果它們自身交叉,它們可能會過熱和燒毀,它們提供特定的長度并且不能在現場縮短,此外,沿線的任何地方斷裂都會導致故障整個電纜。好處是它們通常很便宜(如果是塑料式加熱器),或者就像礦物絕緣加熱電纜一樣,它們可以暴露在非常高的溫度下。礦物絕緣加熱電纜適用于在工藝管線上保持高溫或在可能變得極熱的管線(例如高溫蒸汽管線)上保持較低溫度。通常串聯元件用于長管道工藝加熱,例如長油管道和煉油廠負載管道的碼頭側。
恒定功率
恒功率電纜由多個恒功率區組成,通過將精細加熱元件纏繞在兩條絕緣的平行母線周圍制成,然后在導體的交替兩側在絕緣層上制作一個凹口。然后將加熱元件通常焊接到裸露的導線上,從而形成一個小的加熱電路;然后沿著電纜的長度重復此過程。然后有一個內護套,將總線導線與接地編織層分開。在商業和工業電纜中,應用了額外的橡膠或特氟隆外護套。該系統相對于串聯元件的好處是,如果一個小元件發生故障,則系統的其余部分將繼續運行,另一方面,損壞的電纜部分(通常為3英尺跨度)將保持低溫并可能導致凍結說部分。此外,由于其并聯電路,該電纜可以在現場進行定長切割,但是,由于電路僅運行到電纜的最后一個區域,在現場安裝時,您通常必須稍微超出電纜末端安裝管道工作。安裝恒定功率或任何伴熱電纜時,重要的是不要重疊或接觸電纜本身,因為它會過熱和燒毀。恒功率電纜始終安裝有恒溫器來控制電纜的功率輸出,使其成為非常可靠的加熱源。這種電纜的缺點是大多數恒功率電纜沒有焊接到母線,而是壓接式接觸,因此更容易由于電纜操作和安裝造成的連接松動而產生冷路。
自我調節
自調節伴熱帶是電阻隨溫度變化的電纜-低于電纜設定點的溫度電阻低,高于電纜設定點的溫度高電阻。當電纜溫度達到設定點時,電阻達到一個高點,導致不再提供熱量。這些電纜使用兩條平行的總線,它們可以傳輸電力但不會產生大量熱量。它們被包裹在半導體聚合物中。這種聚合物載有碳;當聚合物元件加熱時,它允許更少的電流流動,因此電纜本質上是節能的,并且只在系統需要的地方和時間提供熱量和電力。制造電纜,然后進行輻照,通過改變碳含量和劑量,可以生產出具有不同輸出特性的不同膠帶。這種電纜的好處是能夠在現場切割成一定長度。它比恒定功率電纜更堅固、更可靠;它本身不會過熱,因此可以交叉,但以這種方式安裝膠帶是不好的做法。此外,自限式磁帶在冷啟動時會承受更高的浪涌電流,類似于感應電機,因此需要更高額定值的接觸器。
電源與控制
編輯伴熱電纜可以連接到單相或(成組)到三相電源。電源由接觸器或固態控制器控制。對于自調節電纜,如果系統從冷啟動條件開啟,電源必須提供大的預熱電流。如果需要精確的溫度維持,接觸器或控制器可能包括一個恒溫器,或者可能只是在溫和的天氣中關閉防凍系統。電伴熱系統可能需要具有接地泄漏(接地故障或RCD)裝置,以保護人員和設備。系統設計必須盡量減少泄漏電流以防止誤跳閘;這可能會限制任何單個加熱回路的長度。
控制系統
編輯三相系統通過類似于三相電動機“直接在線”啟動器的接觸器供電,該啟動器由線路中某處的恒溫器控制。這樣可以確保溫度保持恒定,并且線路不會過熱或過熱。如果由于關閉加熱而導致管線凍結,則使用微量加熱可能需要一些時間才能解凍。這種解凍是通過使用“自動變壓器”在三相系統上完成的,以提供更高的電壓,從而提供更高的電流,并使微量加熱元件更熱。升壓系統通常處于計時器狀態,并在一段時間后切換回“正常”狀態。
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/141061/