電伴熱計(jì)算公式

電伴熱技術(shù)在北方架空燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用2010-2-20李連星劉強(qiáng)摘要：比較了北方地區(qū)架空燃?xì)夤艿赖?種伴熱方式，介紹了電熱帶及電伴熱的工程應(yīng)用。關(guān)鍵詞：架空燃?xì)夤艿?；電伴熱；電熱帶；保溫ApplicationofElcetricTracingTechnologytoNorthernOverheadGasPi

pelineLILian-xing，LIUQiangAbstract：Thethreekindsoftracingmodesofoverheadgaspipelineinthenorthernregionarecompared，andtheengineeringapplicationsofribbonheaterandelectrictracingareintroduced.Keywords:overheadgaspipeline；electrictracing；ribbonheater；thermalinsulation隨著管道燃?xì)獾闹饾u普及，在我國(guó)北方地區(qū)，由于受地形、房屋建筑結(jié)構(gòu)等條件的制約，部分庭院燃?xì)夤艿啦荒苈竦胤笤O(shè)。而北方地區(qū)的城市氣源主要以人工煤氣、液化石油氣、液化石油氣混空氣等濕燃?xì)鉃橹?，在冬季，庭院燃?xì)夤艿烂鞴芊笤O(shè)，導(dǎo)致管道內(nèi)的濕燃?xì)饨Y(jié)露結(jié)冰，不僅影響管道的輸送能力，還存在很大的安全隱患。燃?xì)夤艿辣旧硎遣痪邆浒l(fā)熱能力的，單純的保溫不能解決以上問(wèn)題。要解決濕燃?xì)獾慕Y(jié)露結(jié)冰問(wèn)題，就需要對(duì)架空的燃?xì)夤艿雷霭闊峒氨靥幚怼?伴熱方式3種伴熱方式的比較目前，管道的伴熱方式有電伴熱、蒸汽伴熱、熱水夾套管伴熱3種。蒸汽伴熱和熱水夾套管伴熱因受熱源的影響和制約較大，不適用于小區(qū)庭院燃?xì)夤艿腊闊?。而電伴熱熱源方便靈活，熱效率可達(dá)80%?90%，是熱效率最高的一種熱保護(hù)方式，具有運(yùn)行可靠、不需經(jīng)常維修等優(yōu)點(diǎn)，適用于小區(qū)庭院燃?xì)夤艿腊闊帷ｋ姲闊崾侵赣秒娔苎a(bǔ)充被伴熱物體在使用過(guò)程中的熱損失，使其溫度維持在一定的范圍內(nèi)。在石油天然氣行業(yè)中，電伴熱不用于提高介質(zhì)的溫度，主要用于防凍、防凝和工藝保溫［1］。目前已經(jīng)有很多企業(yè)生產(chǎn)了防爆的電熱帶，這為燃?xì)夤艿啦捎秒姲闊崽峁┝擞欣麠l件。②電熱帶［1］電伴熱系統(tǒng)主要由電源、電熱帶、溫控器（恒功率式電熱帶）或恒溫器（變功率式電熱帶）以及接線盒、二通、三通等構(gòu)件組成。其中電熱帶是發(fā)熱部件，按其作用方式可分為恒功率式電熱帶和變功率式電熱帶。恒功率式電熱帶恒功率式電熱帶又稱并聯(lián)式電熱帶，通電后以恒定的功率發(fā)熱，并不隨環(huán)境溫度的改變而變化。變功率式電熱帶變功率式電熱帶又稱自限式電熱帶。變功率是指電熱帶的輸出功率隨被伴熱介質(zhì)溫度的升高而減小，反之則增加。恒功率式電熱帶的啟停由溫控器控制，變功率式電熱帶由具有自動(dòng)控制功能的導(dǎo)電塑料調(diào)節(jié)功率；恒功率式電熱帶不宜交叉，以防止局部產(chǎn)生高溫，變功率式電熱帶可以交叉；恒功率式電熱帶對(duì)復(fù)雜管道的適應(yīng)性不及變功率式電熱帶。2電伴熱的工程應(yīng)用⑵沈陽(yáng)市蘇家屯地區(qū)以液化石油氣混空氣作為氣源，其部分庭院燃?xì)夤艿朗芊课萁ㄖY(jié)構(gòu)的限制，不得不采用沿外墻架空敷設(shè)的方式?，F(xiàn)以蘇家屯地區(qū)站前住宅小區(qū)庭院燃?xì)夤艿兰芸辗笤O(shè)電伴熱為例，對(duì)電伴熱的工程應(yīng)用加以闡述。本工程選用變功率式電熱帶，電伴熱的工程應(yīng)用見(jiàn)圖1。保溫層燃％管道\電伴熱的工程應(yīng)用接線盒保溫層燃％管道\電伴熱的工程應(yīng)用接線盒導(dǎo)線旭熱帶計(jì)算參數(shù)氣源狀況氣源種類：液化石油氣混空氣，液化石油氣的體積分?jǐn)?shù)為40%氣源露點(diǎn)：T3°C氣體密度：1.84kg/m3[3]外界環(huán)境室外極端最低溫度：-34C管道管道外徑：76mm管道長(zhǎng)度：80m管道保溫層外徑：136mm保溫

管道保溫材料選用聚氨酯發(fā)泡，參照熱力管道保溫經(jīng)驗(yàn)值，保溫層厚度選30mm。伴熱計(jì)算a.電熱帶耗熱量的計(jì)算中=中+①=qc(t-t)+Klq(1)1 2mp2 1式中中——電熱帶的耗熱量，WO1——燃?xì)馍郎氐暮臒崃?，Wo2——被電熱帶加熱管道的散熱量，Wqm——燃?xì)獾馁|(zhì)量流量，kg/scp——燃?xì)獾谋榷▔簾崛?，J/(kg?K)t2——燃?xì)獾慕K端溫度，。Ct1——燃?xì)獾氖级藴囟?，CK——補(bǔ)償系數(shù)，一般取1.3?1.5l——被電熱帶加熱管道的長(zhǎng)度，mq——被電熱帶加熱管道的單位長(zhǎng)度的散熱量，W/m忽略管道的導(dǎo)熱熱阻、燃?xì)馀c管道內(nèi)表面對(duì)流換熱的熱阻，得到公式(2)［熾忽略管道的導(dǎo)熱熱阻、燃?xì)馀c管道內(nèi)表面對(duì)流換熱的熱阻，得到公式(2)［熾式中tf——管內(nèi)燃?xì)獾臏囟?，Cta——周圍空氣的溫度，CA——保溫材料的熱導(dǎo)率，W/(m?K)D1——管道保溫層外徑，mD0——管道外徑，ma1——保溫層表面與周圍空氣間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2?K)當(dāng)僅維持燃?xì)夂凸艿罍囟炔蛔儠r(shí)，只需計(jì)算管道的單位長(zhǎng)度散熱量q。本工程中tf=5C，t「-34C，D1=0.136m，D0=0.076m，X=0.033W/(m-K)，a1=28W/(m2?K)，l=80m，根據(jù)公式(1)和(2)得q=13.5W/m，中=1404W。b.電熱帶功率的計(jì)算(3)式中P——電熱帶的功率，W電熱帶效率，取0.85本工程中P=1652W。c.電熱帶纏繞螺距的計(jì)算式中d 纏繞螺距，mL——電熱帶長(zhǎng)度，m本工程中單位長(zhǎng)度電熱帶的功率為10W，則L=165.2m，d=0.24m。外管保護(hù)為了防止管道保溫及伴熱遭到破壞，管道保溫層外加鋁皮或鐵皮保護(hù)。3結(jié)語(yǔ)在沈陽(yáng)市蘇家屯地區(qū)有部分住宅樓庭院管道采用電伴熱方式進(jìn)行伴熱保溫，已經(jīng)進(jìn)行了3個(gè)冬季的正常供氣，電伴熱裝置簡(jiǎn)單、發(fā)熱均勻、溫度準(zhǔn)確、反應(yīng)快捷，具有防爆、防火及全天候工作性能，使用壽命長(zhǎng)，不污染環(huán)境5］能很好地解決北方地區(qū)架空燃?xì)夤艿赖姆纼鰡?wèn)題，并大大提高燃?xì)夤艿赖妮斔湍芰凸獾陌踩?。參考文獻(xiàn)：［1］ 劉春陽(yáng).電伴熱原理及其一般用法［J］.中國(guó)海上油氣（工程），1998,10（6）：14-17.［2］ 化學(xué)工業(yè)部化工工藝配管設(shè)計(jì)技術(shù)中心站.化工管道手冊(cè)（下冊(cè)）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1986.［3