浅析电伴热管道系统伴热效果的影响因素

朱治国 孙润菊/河南能源义煤公司豫建公司

浅析电伴热管道系统伴热效果的影响因素

朱治国 孙润菊/河南能源义煤公司豫建公司

针对电伴热管道施工中影响伴热效果的因素，进行深层次多方面探讨，并提出有针对性的解决措施，以达到伴热效果。

电伴热；伴热效果；影响因素

电伴热是利用伴热电缆输出的热量来补偿管道、容器、罐体等储运系统所耗散的热量，以维持系统操作介质始终处在工艺要求的适宜温区，从而保证液体不冻结，防止管线堵塞和保证热力管道使用效果的一种新型施工技术。

管道电伴热系统由发热电缆供电电源系统、管道防冰冻电缆加热系统和管道电伴热智能控制报警系统三部分组成。工作状况下，温度传感器安置在被加热的管道上，可随时测量出其温度。温控器根据事先设定好的温度，与温度传感器测出的温度比较，通过伴热电缆控制箱内的空气开关与交流电流越限报警隔离变速器，及时切断与接通电源，以达到加热防冻目的。

我公司承揽的青海省天峻县牧民新村藏式小区生活基地的管道改造工程，平均海拔高度3600m，施工区域约18.36平方公里，管材采用无缝钢管，采用埋地与架空结合敷设方式，埋深均为2.0m；外保温采用6CM厚高密度聚氨酯发泡保温材料，全封闭塑料管壳保护；根据设计，电伴热管道总长约有78618m，管道系统所使用的电伴热带为自控式电伴热带，电伴热带材质为国际最先进纳米PTC导电塑料发热及外护套，宽度为14㎜，安装弯曲半径为≥6倍直径，可在低温环境下安装使用；当环境温度升高时，电伴热带可以通过温控箱自动降低发热温度；同样当环境温度降低时，电伴热带可以通过温控箱自动提高发热温度；从而可以自动提高电伴热带的发热量。这种自控性可以随时补偿温度的变化，避免电伴热带过热或发热不足。

我们在电伴热管道施工中，采取多种施工措施，保证了电伴热管道的伴热效果。

一、电伴热带型号规格对伴热效果的影响

电伴热带的型号和规格对管道伴热效果影响很大，伴热带的选择应与环境温度、地貌情况相匹配，选择合适的电伴热带，电热转化效率可达99%以上，才能达到最佳的伴热效果。本工程中采用的是自限温加强型防爆电热带，

二、电伴热带敷设方式对伴热效果的影响

敷设方式影响主要由三方面组成：敷设方式、敷设质量、敷设部位。

1.敷设方式的影响。电伴热电缆在热力管道系统中的敷设方式主要有两种，一是紧贴管道外壁，再用绝缘胶带进行固定在管子上；二是将发热带经一定比例环绕在管子上。具体采用哪种敷设方式，和当地最低气温及设计要求有很大关系，伴热效果除了和伴热电缆的大小、控制电流大小有关外。还和伴热电缆与管子的缠绕比例有关。青海天峻县冬季最低气温达零下40多度，根据当地气温情况，和设计热力效果要求，我们选定的缠绕比例为1︰1.5。

2.敷设质量的影响。不管是平行敷设，还是缠绕辐射，在敷设方式明确的情况下，敷设质量对伴热效果也有着很大的影响，不管哪种敷设方式，首先必须保证伴热电缆紧贴管壁；其次，固定管子和伴热带的绝缘胶带，必须绑扎牢固，防止伴热电缆松动，脱离管道主体，造成液体在无电伴热带处降温凝结，影响系统伴热效果。安装时，必须先清除伴热电缆途经处的油污、水分或其他脏物，在每隔一定距离（一般小于30cm）先用铝箔胶带将伴热电缆固定，然后用铝箔胶带将伴热电缆全长覆盖，以保证伴热电缆的安全和管道表面与伴热电缆的紧密结合；第三，为防止破坏伴热电缆绝缘，一般情况下，采用聚酯带或铝箔胶带作为固定材料，（搭接长度不低于1cm），严禁采用细铁丝作为缠绕材料，以免损坏伴热电缆绝缘，影响伴热效果。

3.伴热带敷设部位的影响。电伴热带敷设部位对伴热效果的影响很大，敷设部位直接决定热量挥发方向，本工程中敷设部位为管道下面阴面45℃角。

三、多根伴热带敷设方式对伴热效果的影响

电伴热带敷设的最小弯曲半径为线径的5倍，且不能出现交叉接触和重叠现象，两根线的最小间距为6 cm。局部缠绕电伴热带不能过多，如必须多缠绕时，应适当减少保温厚度，以免使管道过热降低电伴热带的使用年限甚至烧毁。本工程使用的电伴热带能最高承受温度：135℃ 最高维持温度：65±5℃。

四、管道分段对伴热效果的影响

为了保证电伴热管道系统的伴热效果，需要将管道分成若干段，安装伴热控制装置，一对控制装置的控制管道的距离远近，对管道伴热效果有着直接的影响，控制距离太近，增加了系统伴热工程成本，控制距离太远，则容易造成伴热效果不佳，因此，伴热段的划分需要经过严密的计算。我们根据天骏县冬季最低气温及管道伴热要求，结合管道实际，伴热段划分为：每3000米管道两端单独配一配电室供电，每配电室控制1500米管道，每配电室内需配60K W电伴热供电电源。在每300米管道处向外引接接线端子箱连接电伴热线。

五、伴热电阻对伴热效果的影响。

伴热带电阻是保证伴热效果的最主要参数之一，管道电伴热具有PTC正态电阻效应，即温度越高，电阻越大，越节约电能，经济效应越明显。在施工拖拉过程中，极容易损坏其绝缘，不但造成安全隐患，也影响伴热效果，因此在放置电伴热带前，应对每根电伴热线测试其电阻值，放置完成后再次测量其电阻值，确保无误后，才能用铝箔胶带对电伴热带和管道进行缠绕。

六、温度传感装置安装位置对伴热效果的影响

温度传递是否准确与温度传感装置的安装位置，有很大关系。温度传感器、监测探头均应放在管道顶端温度最低点，紧贴在被测量的管道的外壁上，用铝箔胶带固定好并远离电伴热带，同时远离发热体1m以上。为避免强弱电间干扰，温度传感器探头测试线、管道测温线分别单独布￠2O镀锌管，并采用1mm2屏蔽铜线。为保证管道电伴热温度精确无误，需对温度传感器探头进行标定，然后在现场用专用仪器安装。探头应安装于较隐蔽的位置，以免受损。温度传感器、监测传感器均应放在保温层内，连接线在穿入被检测管道时，应用金属软管连接。

七、控制箱温度设置对伴热效果的影响

因为电伴热系统为伴热防冻系统，温度不需要太高，满足防冻要求即可，所以控制箱可控制温度范围一般设定在0℃-35℃之间即可，如当温度设定为5℃时，温度低于3℃启动，高于7℃停止工作，温差范围为4℃。当控制箱自动控制出现故障时，控制箱可切换到手动模式，由人员手动控制控制箱启停，避免控制箱因自动系统出现故障而导致伴热系统不能正常使用的情况发生。

八、保温材料对伴热效果的影响

保温材料的材质及厚度是保证管道正常保温效果的关键技术手段，不能因为有伴热系统的存在而任意更改保温材质及厚度，保温厚度直接影响着管道的散热效果。

总之，电伴热施工过程中，要根据现场实际情况，进行认真的二次测算，并对施工中发现的问题，及时和设计部门沟通，进行修改设计；在伴热系统设计一定的情况下，每一个施工措施的是否到位，都对管道电伴热效果产生着至关重要的影响，需要施工人员去认真对待，就发现的问题采取有针对性的措施，才能达到良好的伴热效果……

朱治国，男，37岁，在职研究生，建造师高级工程师，现在河南能源义煤公司豫建公司工作。