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      1. 蕪湖市恒鑫電纜有限責任公司

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        5 主要性能參數

        5.1 低溫系列性能參數

        — 標準顏色:黑色

        — 溫度范圍:最高維持溫度65℃

        最高曝露溫度85℃

        最高表面溫度85℃

        — 施工溫度:最低-60℃

        — 熱穩定性:由10℃至99℃間來回循環 300次后,電纜發熱量維持在90% 以上。

        — 彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時,為35mm。

        — 絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環境溫度75℃時,絕緣電阻最小值為20MΩ。

        5.2 DWK伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),

        5.3 中溫系列性能參數

        — 標準顏色:褐色

        — 溫度范圍:最高維持溫度105℃

        最高曝露溫度135℃

        最高表面溫度135℃

        — 施工溫度:最低-30℃

        — 熱穩定性:由10℃至149℃間來回循環300次后,電纜發熱量維持在90%以上

        — 彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,-30℃低溫時為35mm。

        — 絕緣電阻:伴熱電纜長度100m,環境溫度75℃時,絕緣電阻最小值為20 MΩ。

        5.4 ZWK伴熱電纜功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),見圖2

        5.5 熔斷器選型與單一電源最大使用長度見表2

        表2 熔斷器選型與最大使用長度

        電纜型號規格 起動溫度℃ 熔 斷 器

        10A 20A 30A 40A

        單一電源最大使用長度(m)

        15DWK2-J -20-100+10 

        25DWK2-J -20-100+10

        35DWK2-J -20-100+10

        40ZWK2-J -20-100+10

        50ZWK2-J -20-100+10

        60ZWK2-J -20-100+10

        6 用途

        — 需要防凍、融冰、化雪及防凝結的部位或場所。

        — 易液化、固化、易結晶及粘稠液體的管道、閥門、泵、容器、槽、罐、反應器等的伴熱保溫、降粘及防堵。如煤氣、氯氣、原油、重油、食用油及水管等,特別是當上述管道間歇操作而無法完全排空時。

        — 測量儀表的支管,因其較細而物料又不流動。

        — 無需精確恒溫的儀表、元件以及功率不大的限溫加熱。

        — 農副產品加工以及其他用途,如發酵、孵化、養殖等。

        7 使用注意事項

        — 運輸、儲存、安裝及使用中要避免碾壓、撞擊、反復彎折以及有機溶劑或油污的侵入。

        — 電纜一端接入電源,另一端的線芯不得短路或與導電物質接觸,必須用配套的封頭嚴密套封。在需要防爆的場合應使用配套的防爆接線盒。護套不得損壞,芯帶不得裸露。

        — 伴熱電纜的輸出功率與伴熱系統的諸多因素相關,使用伴熱電纜時須進行熱工設計,方能達到最佳運行效果。

        8 簡易熱工設計

          電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補償管道、容器、罐體等儲運系統所耗散的熱量,以維持系統操作介質始終處在工藝要求的適宜溫區。所以,熱工設計首先要確定工藝裝置的熱損失即耗熱量,然后根據耗熱量確定所需伴熱電纜的功率和長度。

        8.1 設計需要確定的工藝參數

        1) 管道要求的維持溫度,TV;

        2) 當地最低環境溫度(℃),TA;

        3) 管道的外徑,D;

        4) 容器的表面積,S;

        5) 管道的保溫材料品種及厚度;

         6) 管道是在室內或室外。

        8.2 管道、平面熱損失計算

        8.2.1 管道

        保溫管道的熱損失(加30%安全系數)按公式(1)計算:

        Qt={[2π(TV-TA) ]/[( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3 ………(1)

        8.2.2 平面

        保溫平面的熱損失(加30%安全系數)按公式(2)計算:

        QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 ……………………………(2)

        式(1)和式(2)中:

        Qt — 單位長度管道的熱損失,W/m;

        Qp — 單位平面的熱損失,W/㎡;

        TV — 系統要求的維持溫度,℃;

        TA — 當地的最低環境溫度 ℃;

        λ — 保溫材料的導熱系數,W/(m℃),見表3;

        D1 — 保溫層內徑,(管道外徑) m;

        D0 — 保溫層外徑,m; D0=D1+2δ;

        δ — 保溫層厚度,m;

        Ln — 自然對數;

        α — 保溫層外表面向大氣的散熱系數,W/(㎡℃)與風速ω,(m/s)有關, 

        α值按公式(3)計算:

        α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) …………………………(3)

        8.2.3 管道材質修正系數

        不同材質的導熱系數不同,在同等TV的情況下所需功率不同,修正系數Kc,見表4;

        Q t、Q P值的條件是鋼材,如材質變動應乘以材質修正系數。例如式(4):

        表3  常用保溫材料導熱系數


                保溫材料 導熱系數W/ (m. ℃)

                玻璃纖維 0.036

                礦渣棉 0.038

                硅酸鈣 0.054

                膨脹珍珠巖 0.054

                蛭 石 0.084

                巖 棉 0.043

                聚氨脂 0.024

                聚苯乙烯 0.031

                泡沫塑料 0.042

                石  棉 0.093

        表4   管道材質修正系數

               管道材料 修正系數

               碳 鋼             1

               銅             0.9

               不銹鋼             1.25

               塑 料             1.5

        Q=Qt×kc W/m ………………………………………(4)

        8.3 計算所需伴熱電纜的總長度L

        用Q值來選擇合適規格的伴熱電纜,并確定每米管道所用伴熱電纜的長度和敷設方法。

        8.3.1 管道部分用伴熱電纜長度Lg

        1)  每米管道應敷設伴熱電纜的長度Lg為:

        Lg=Q/QM m/m  ……………………………………………(5)

         式中,QM為某一規格伴熱電纜在維持溫度TV時的輸出功率(W/m)。

        2)  Lg小于1時,每米管道采用的伴熱電纜小于1m無法敷設,所以Lg不能小于1。

        3)  Lg等于1時,則每米管道采用1 m該規格的伴熱電纜,單根直線敷設。

        4)   Lg等于n時(n為整數),則每米管道采用n根這種規格的伴熱電纜,n根直線敷設。

        5)  Lg大于1且不等于n ,可采用螺旋卷繞敷設,節距為LS(m)

        LS=π(D+d)/(Lg2-1)0.5 m ………………………(6)

        D為管道外徑(m);d為伴熱電纜厚度(m)

        6) 管道部分用伴熱電纜長度,為: 

        L1=管道總長度×Lg m ………………………………(7)

        8.3.2 平面部分用伴熱電纜長度L2

        1) 每平方米表面應敷設伴熱電纜長度為:

        Lp=(Qp×Kc)/ QM m/㎡

        2) Lp≥3,即每㎡面積須敷設不短于3 m長度的伴熱電纜。

        3) 平面部分用伴熱電纜長度為:

        L2=S×Lp m…………………………………………………(8)

        S為散熱平面面積(m2)。當管徑大于600mm時可當作平面容器處理。

        8.3.3 管道附件用伴熱電纜長度

        管道附件的熱損失可換算成一定長度相同管徑管道的熱損失,所需電纜應敷設在相應附件上。

        管道附件所需伴熱電纜長度 = 附件散熱系數×每米管道所需同種電纜長度

        1) 每個閥門所需電纜長度Lf,為:

        Lf=kf×Lg………………………………………………………(9)

        式中,kf為閥門散熱系數,見表5

        表5   閥門散熱系數

        閥門品種 閘 閥 蝶 閥 球 閥 球心閥

        散熱系數 1.5 0.9 1.0 1.4

        2) 每個管道其他附件所需電纜長度Lj為:

        Lj=kj×Lg …………………………………………………(10)

        式中,kj為其他附件散熱系數,見表6:

        表6 管道附件散熱系數

        附件項目 法蘭 彎頭 直型接頭 T型接頭 托架 吊架

        散熱系數 2 2 2 3 3 3


        8.3.4 接頭留用長度L3

        1) 每個電源引入端預留1m;

        2) 每個尾端留0.5m;

        3) 每個直型或T型接線盒預留0.5m;

        4) 備用(按工程需要);

        所需伴熱電纜總長度L為(增加30%的安全系數), L = (L1+L2+Lf+Lj+L3)×1.3

        8.4 伴熱電纜選型事項 

        8.4.1 根據管道可能經受的最高溫度來選擇相應最高暴露溫度的伴熱電纜

        確定管道是否會出現偶發性溫升(如蒸汽、熱水、熱油清掃管道)及最高溫度,所選伴熱電纜的最高暴露溫度應不低于偶發性溫升。

        如偶發性溫升高于最高暴露溫度,可在進行熱工估算后,調整安裝方法,即在伴熱電纜與管道之間加一層適當厚度的保溫層,以緩解偶發溫升對電纜的影響。

        8.4.2 根據功率—溫度曲線選擇伴熱電纜功率

          選擇伴熱電纜的輸出功率,不是以標稱功率為依據,而是以系統維持溫度時伴熱電纜必須輸出的功率為依據。

        選擇電纜的溫度等級及伴熱功率與系統所需的維持溫度有直接關系,應選用最高表面溫度高于系統維持溫度(例如20℃)并能補償體系熱損失的電纜。

        8.4.3 單一電源最大伴熱電纜長度的確定

           從同一個電源接線盒引出的所有各段伴熱電纜的長度之和,稱為單一電源最大伴熱電纜長度。據此選擇過流保護開關的容量。根據管道分布及支線長短選用電纜,低功率電纜單根使用長度較大,適合較長的支線使用,若一根的功率不夠可用多根。

        8.4.4 電纜結構的選擇

          根據安裝環境和條件進行結構選擇

          1)在塑料或表面涂有油漆,而不能可靠接地的容器和管道上可選用屏蔽型產品。

          2)在易燃易爆地區,或管內介質是易燃易爆介質,應選用屏蔽型產品。

        3)管道內介質如有腐蝕性,或電纜有可能接觸腐蝕屏蔽層的化學品,則應采用防護型產品。

        8.4.5 其他事項

        1)伴熱電纜的電源接線截面要大于伴熱電纜導體截面。

        2)熔斷器、空氣開關要選擇適中,要考慮大于全線起動電流。

        3)易燃易爆地區必須采用專用的電源接線盒,中間接線盒和終端等專用附件。

        4 ) 根據電源容量、電壓、電網平衡狀態,確定采用單相供電或三相供電及電壓等級。

        5 ) 管道周圍環境是否便于電纜安裝,確定伴熱電纜,采用直線敷設還是螺旋敷設。

        9 電伴熱系統圖 

        9.1 電伴熱系統圖繪制原則

        1)每個單一電源供電的電伴熱系統,應繪制各自的電伴熱系統圖。

        2)電伴熱系統圖以該被伴熱管道配管圖為依據,用軸側投影圖表示。

        3)電伴熱系統圖是示意圖,可以不按比例繪制。

        9.2 電伴熱系統圖圖示要求

        1)電伴熱系統圖應列出管道編號、管徑、材質,保溫材質和保溫厚度;

        2)應標出管道上的閥門、管件、支架、法蘭的位置及管道的長度,同時標出接線盒的位置;

        3)列出管內介質的名稱、操作溫度,維持溫度,可能最高溫度,最低環境溫度、溫差、散熱損 

        失、危險區域分類;

        4) 列出伴熱電纜的規格,數量及其在維持溫度時的發熱量以及電器設備的數量、規格、型號及

        其他附件。

        10 電伴熱設施的安裝

        10.1 安裝前的準備

        1) 所有伴熱電纜均須進行電路連續性和絕緣性能的測試,不符合規定的不能使用。

        2) 電氣設備和控制設備均須進行外觀檢查,有變形、有裂紋,器件不全又無法修復的,不能使用。

        3) 安裝前,應先按照電伴熱系統圖,逐一核對管道編號、管道規格、工藝條件、伴熱電纜參數、

        規格型號、電氣設備和控制設備規格型號,確認無誤后,才能進行安裝。

        4) 沒有產品標記,或標記模糊不清,無法辨認的產品,不能安裝。

        5) 電伴熱系統安裝前,被伴熱管道必須全部施工完畢,并經水壓試驗(或/和氣密試驗)檢查合

        格。

        10.2 安裝注意事項

        1) 伴熱電纜安裝時,不要在地面上拖拉,以免被鋒銳物損壞。不要與高溫物體接觸,防止電焊

        熔渣濺落到伴熱電纜上。

        2) 伴熱電纜有良好的柔性,但不允許硬折,需要彎曲時,彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。

        3) 伴熱電纜嚴禁用重物硬砸,如被砸 伴熱電纜應重新進行電氣測試,合格后才能使用。

        4) 伴熱電纜應與被伴熱管道(或設備)貼緊并固定,以提高伴熱效率。固定伴熱電纜時應用專

        用尼龍扎帶,嚴禁用金屬絲綁扎。

        5)非金屬管道應在管外壁與伴熱電纜之間貼一層鋁膠帶,用來增大接觸傳熱面積。

        圖3 管道上伴熱電纜纏繞方法圖

        1、扎帶 2、管子 3、扎帶 4、伴熱電纜

        兩扎帶間距離最大300mm

        圖4 法蘭處伴熱電纜的纏繞方法 圖5 伴熱電纜在管道上安裝與固定 

        1、 法蘭 2、管子 3、扎帶 4、伴熱電纜 1、管道 2、保溫層 3、外保護層 4、扎帶 5、伴熱電纜


        6) 伴熱電纜的安裝要充分考慮管道附件(或設備)的拆卸可能性,且伴熱電纜又不需要被切斷。電纜被剪斷或接頭時要注意接頭的密封。

        7) 每米管道熱損失大于每米伴熱電纜輸出功率時,可按圖4敷設伴熱電纜,以利維修時拆卸。

        8)法蘭處易產生泄漏,纏繞伴熱電纜時,應避開其正下方,如圖5所示。

        9) 伴熱電纜在管道上的安裝方法與固定,可按圖6進行。扎帶材料應根據管道的溫度選用。

        10) 伴熱系統安裝完畢后,必須逐個回路進行電氣測試合格后,再進行通電試驗,檢查伴熱電纜

        發熱情況。確認正常后,才允許保溫。

        11) 保溫材料應干燥。潮濕的保溫材料不但影響伴熱效果,還會導至對伴熱電纜的腐蝕,縮短使

        用壽命,未包外保護層的保溫管道,被雨雪澆濕后,應風干后再施工外保護層。

        12) 伴熱系統施工完畢,應在管道的外保護層,做出明顯的電伴熱標記,以提醒人們注意。

        13) 伴熱電纜安裝時,當電纜一端接入電源前應將母線另一端用配套的封頭套封好,兩條母線不

        得短路。

        14) 多回路伴熱電纜從同一接線盒接出時,各母線都要有絕緣套隔離,以防短路。

        15) 接線盒應密封,防止雨水進入。 

        10.3 伴熱電纜典型安裝圖(見圖7~圖17) 

        圖6 伴熱電纜總裝示意圖

        圖7 三通處伴熱電纜的安裝 圖8 閥門上伴熱電纜的安裝

        1、扎帶 2、伴熱電纜 3、管道 1、扎帶 2、伴熱電纜 3、管道 4、閥體

        伴熱電纜抽出敷設於彎頭外側

        圖9 彎頭處伴熱電纜安裝 圖10 “U”型管卡處的伴熱電纜安裝

        1、扎帶 2、管道 3、伴熱電纜 1、扎帶 2、伴熱電纜 3、管道 4、U型卡 5、支架

        圖11 平管管托處伴熱電纜安裝 圖12 彎管管托處伴熱電纜的安裝

        1、管道 2、伴熱電纜 3、扎帶 4、管托 1、管道 2、伴熱電纜 3、扎帶 4、管托

        圖13 管道與支架處伴熱電纜安裝 圖14 管道吊架處伴熱電纜安裝

        1、扎帶 2、管道 3、支架 4、伴熱電纜 1、吊架 2、密封膠 3、防水罩 4、保溫層

        5、管道 6、伴熱電纜 7、扎帶

        圖15 泵上伴熱電纜的安裝 圖16 液面控制器上伴熱電纜安裝

        1、電機 2、 泵出口 3、伴熱電纜 4、泵入口 5、泵體 1、伴熱電纜 2、扎帶 3、尾端密封 4、接線盒

        10.4電伴熱系統的現場測試與檢查

        1) 伴熱電纜的連續性和絕緣電阻,用500V搖表檢查,系統絕緣電阻大于5MΩ為合格。

        2) 伴熱系統安裝完畢,每個電伴熱回路的測試結果應有記錄和報告。

        3) 檢查人員應按照工程規定對伴熱系統的安裝進行中間檢查和最終核實、驗收,必要時可請電纜廠協助。


        溫控伴熱電纜的結構材料:

        1、 芯帶層:

        PTC芯帶是將PTC材料均勻的擠包在兩根平行鍍錫銅線上,形成并聯回路。

        芯帶的斷面可以為啞鈴形或扁圓形。

        2、 絕緣層:

        電纜絕緣應為符合電纜最高工作溫度等級的改性聚烯烴及其它絕緣材料,絕緣應緊密擠包在PTC芯帶上,其表面應光滑、平整、色澤均勻,絕緣不應與芯帶粘連。絕緣厚度為0.6 mm±0.1 mm,絕緣厚度的任何一點可小于規定值,但只要不小于規定值的90%-0.1mm。應按GB/T 2951.1中8.1條規定的試驗方法檢查是否符合要求。應在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。絕緣線芯應能經受GB/T 3048.9電線電纜絕緣線芯工頻火花試驗方法 規定的交流50Hz火花試驗,作為中間檢查,火花試驗電壓值為6kV。

        絕緣機械物理性能試驗要求

        序號 試驗項目 單位 標準要求

        11.11.2 老化前機械性能抗張強度,最小斷裂伸長率,最小 MPa% 12.5200

        22.12.2 空氣箱老化后機械性能處理條件:溫度持續時間抗張強度變化率,最大斷裂伸長變化率,最大 ℃d%% 135±37±25±25

        33.13.2 熱延伸試驗處理條件:空氣溫度載荷時間機械負荷負荷下伸長率,最大冷卻后永久伸長率,最大 ℃minMPa%% 200±3150.217515

        44.1 吸水試驗 重量法處理條件:溫度時間重量變化率,最大 ℃dmg/cm2 85±2141

        55.1 收縮試驗處理條件:溫度時間收縮變化率,最大 ℃h% 135±314

        3、 蔽層:

        屏蔽型電纜的屏蔽層應采用鍍錫銅線編織在絕緣層上。編織用鍍錫銅線直徑的最大值如下表: 

        鍍錫銅線尺寸

        電纜寬度 鍍錫銅線最大值

        b≤10.0mm 0.16mm

        10.0mm<b≤20.0mm 0.21mm

        編織覆蓋率應為75% 以上。

        4、 護套層:

        電纜護套應選用改性聚烯烴及其它護套料,護套應單層擠包。當伴熱電纜為防護型時,護套擠包在絕緣層或金屬屏蔽層上。護套應緊密擠包,護套表面應平整、色澤均勻,且應容易剝離而不損傷絕緣和編織層。護套厚度為0.75mm±0.1mm 。護套厚度的任何一點可小于規定值,但只要不小于規定值的85%-0.1mm 。應按GB/T 2951.1—1997中8.2條規定的試驗方法檢查是否符合要求。應在至少相隔1米的3處各取一段電纜試樣。

        護套機械物理性能試驗要求

        序號 試驗項目 單位 標準要求

        11.11.2 老化前機械性能抗張強度,最小斷裂伸長率,最小 MPa% 12.5200

        22.12.2 空氣箱老化后機械性能處理條件:溫度持續時間抗張強度變化率,最大斷裂伸長變化率,最大 ℃d%% 135±310±25±25

        3 碳黑含量,最小 % 2

        4 耐環境應力開裂,最小 h 1000

        55.15.2 熱延伸試驗處理條件:溫度機械負荷載荷時間負荷下伸長率,最大冷卻后永久伸長率,最大 ℃MPamin%% 200±50.21517515

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