电伴热在石油化工安装调试中的应用

崔洪浩

（南京沃斯特自动化设备有限公司，南京 210048）

0 引言

在石油、化工等行业由于管线、设备需要在一定的温度（高于环境温度）下运行，如只采取保温措施，不管保温做得多厚，管线或设备的温度最终都会降到环境温度，其原因是由于存在热损失。伴热，就是通过外界对管线或设备提供热量，当提供的热量与管线或设备的热损失相当时，管线即可在该温度下保持温度的相对恒定。这种由外界向管线或设备提供热量的方法就是伴热。热源一般可以分为3种：

1）以电为能源的称为电伴热。

2）以蒸汽作为传热介质的称为蒸汽伴热。

3）以热水作为传热介质的称为热水伴热。

本文所介绍的就是以电为能源的电伴热，电伴热是用电热来补充被伴热物体在工艺过程中所散失的热量，以维持介质温度在某一范围内。通俗而言，介质温度会随着输送长度的增加而下降（由于对环境的散热），电伴热就是为了防止或阻止此类情况的发生，使介质温度维持在某一范围内，满足工艺或仪器仪表温度条件，水系统防冻等需求。相对于蒸汽伴热，其控制温度准确、传热效率高、安装简便及操作和维护方便等特点，广泛应用于石油化工、医药、消防、民生等行业。

1 电伴热分类

各种电伴热产品均有其特点，也同时存在不足，至今还没有靠单一的电伴热产品来满足所有工艺温度伴热的要求。为此电伴热产品通过了20多年的发展，出现了多品种、多规格的电伴热系列产品。主要有单相恒功率电伴热带、三相恒功率电伴热带、自控温电伴热带、串联式电伴热带、变功率电伴热带、集肤电伴热系统、融雪电缆及挠性电伴热板等，满足了各行业对电伴热产品的需求。应用最为广泛的是恒功率电伴热带和自控温电伴热带。

图1 恒功率电伴热带Fig.1 Constant power electric with tropical

图2 自控温电伴热带Fig.2 Self-controlled thermal power with tropical

恒功率电伴热带（见图1）单位长度的发热量恒定，使用的电伴热带越长，输出的总功率越大。该电伴热带在现场能按实际需要长度任意剪切。此外具有柔软性，可以方便地紧贴管道表面敷设。电伴热带外层的编织层不仅起着传热和散热作用，还提高电热带的整体强度。本电伴热带适用于管道、阀门、泵体的伴热、防冻和保温，或者维持仪表管线的工艺温度，如：

1）用于在正常情况下连续流动的低凝固管线使用，可避免介质因停止流动而凝固。

2）需要严格控制作业温度的液体管线的伴热和保温。

3）寒冷地区自来水管道及阀门的防冻、排水管、抽水管和冷凝管路的防冻。

4）沿海井台管道的伴热防冻。

5）管线和仪表管线的伴热保温。

6）井口采油树伴热（取代水套炉），污水井伴热。

7）混凝土预制件防冻养护。

自控温电伴热带（见图2）功率衰减小，使用寿命长。平行铜导体之间的热敏电阻可以根据周围温度进行调节，从而改变输出功率，它会随着环境温度升高，输出热量会降低；环境温度的降低，输出热量会升高。这种自控温特性在产品长度上处处存在，即使是电热带交叉安装，也不会产生交叉点过热。它适用于较复杂热场的电伴热系统，而且无需温度控制器，使其安装使用更加灵活。

2 电伴热敷设安装

图3 阀门处电伴热带敷设Fig.3 The valve is electrically accompanied by tropical laying

设计人员已经在设计阶段根据业主所需伴热管道、阀门、机泵、储罐、仪器仪表等图纸数据资料设计出了电伴热型号、长度、回路号、功率、电流和最低、最高温度要求。一般电伴热厂家也会根据你所提供的设备、管道等数据帮助你计算出电伴热的各项数据以方便采购和敷设安装电伴热。电伴热的各项数据计算有一套完整的公式，内容较多，所以在这里就不再详细介绍，在这里主要介绍电伴热的安装过程中需要注意的事项。电伴热在敷设安装前，要保证所需伴热的管道、阀门、机泵、储罐、仪器仪表安装到位，已经完成试压、清洗等工作，保证其已验收合格。电伴热在敷设前要对电伴热材料进行检查试验，特别是电伴热带的绝缘测试，它不像一般电线电缆绝缘要求，它要经常用在防爆场所，并且电伴热本身发热量较大，对其运行中的绝缘有所影响，所以一般电伴热绝缘要求最小20MΩ。

电伴热在敷设安装过程中主要注意以下事项：

1）阀门、管托、法兰、弯头、机泵等处是热损失较大的地方，在敷设时要预留足够的电伴热带（见图3～图7）。

2）电伴热带在水平位置敷设时，要注意不要将电伴热带敷设在管线设备底部中心位置，要偏离10°～45°，这是为了防止管线设备泄漏腐蚀性液体时，会聚集在其底部，损坏电伴热带的绝缘。

3）敷设安装电热带时不要打硬折或长距离在地面拖拉。

4）安装电热带碰到锐利的边棱要先垫上铝胶带或将其锐利处打磨光滑，以防将电热带外层绝缘划破。

5）电热带最小弯曲半径应不小于其厚度的5倍。

图4 管托处电伴热带的敷设Fig.4 Placement of electrical and tropical laying in the pipe bracket

图5 法兰处电伴热带的敷设Fig.5 Installation of electrical and tropical laying in the flange

图6 弯头处电伴热带的敷设Fig.6 Electric with tropical laying at the elbow

6）电热带应紧贴管道表面，以利散热。

7）安装电热带应采用铝胶带粘贴，一则增大散热面，有利于热传导；二则方便安装。其方法是：先清除电热带途径处的油污、水份，最好能用汽油揩清。首先每隔80cm，用固定胶带将电热带径向固定，然后敷设复盖铝胶带，最后将布用力抹压，使电热带平整粘贴在管道表面。

8）安装电热带附件时，应将电热带留有一定富裕量，以便下次检修重复使用。

9）安装恒功率电热带时，由于恒功率电热带在整个长度上是一段段发热节组合而成，剪切时须特别注意电热带上发热区，确保发热部分控制在需伴热的部分。

10）除自限式电热带外，其余型号电热带不允许叠绕、交叉、避免造成交叉处过热。

11）由于自限式电热带发热芯料系导电材料，在安装时电源的铜线应加套管，以免短路。

12）电热带配电系统应具有过载、短路、漏电保护。

13）电伴热带一般在敷设安装完成后都是需要保温的，在保温时一定要告知保温工作人员电伴热的走向、位置，保温人员在保温施工中要保证保温材料的厚度以减少热量的损失。保温时用的钻头、自攻螺丝的长度不得超过保温厚度的三分之一，防止损坏电伴热带。

14）保温结束后，电伴热带所敷设位置应粘贴电伴热警告标识。

图7 机泵处电伴热带的敷设Fig.7 Electric with tropical laying at machine pump

3 电伴热系统等温测试

电伴热安装完成以后，等温测试是一个很重要的环节，可以反映出电伴热的质量和其设计能不能达到要求的重要标准，在系统调试前要做好一些准备工作：

1）所有电伴热和供电系统必须绝缘测试并且测量电伴热的电阻值，以便计算出电伴热是否能满足要求。

2）对电伴热敷设安装线路根据设计图纸进行复查。

3）检查保温是否达到要求，有无遗漏部位，如法兰、机泵、管托等处保温是否合格。

4）检查供电系统是否达到设计要求。

5）一般在一条电伴热回路中可能有一个固定的测温元件进行测温，回路较短的可能一个也没有，所以就要准备足够的测温仪表对回路的选取点进行测温，等温测试大多是许多线路同时检测，所以所需仪表要根据实际情况而定。

6）等温测试记录用表是否准备齐全。等温测试用表一般厂家会提供，但是也可根据现场实际情况自行修改或制作，但必须有记录。

等温测试准备工作完成后，可以根据现场及人员的实际情况，安排好等温测试计划。一般一条电伴热系统会经过各种各样的设备管道等，所以合理地选择测试点是很重要的。一般在较短的回路中可以选择两个或3个测试点，在较长的回路中可以选择6个测试点。选择测试点的原则一般是相同的设备管道等选择一个测试点，要有针对性，如在一条较长的回路中，可以在阀门、机泵、弯头、直管、管托、法兰、三通处各取一个测试点，这样测试出的温度就可以反映出整条回路温度是否能达到要求。

等温测试时，要注意尽量将水等物料从管道设备中排放干净，因物料能吸收大量的热能，使温度上升的速度很慢，这样会增加测试的时间。

测温仪在测试温度时，要保证其探针头部接触到被测物体上，但不要放在电伴热带上，而且要保持一段时间等到温度平稳，因为探针也需要一段时间的预热，这样可以反映物体真实的温度。

等温测试的时间一般要求24h，在送电前测试一下正常的环境温度，10min、4h、8h、24h各测试一次，也可根据实际情况而定，若几个小时就达到了要求，就没有必要测试那么长的时间。

测试完成后，要对测试的结果进行分析，若出现一个或多个测试点温度不合格，就要对其分析，可能有以下几个问题：

① 管道设备中是否有水等物料，有物料的地方要比没有物料的地方温度上升的慢。

② 保温是否合格，是否达到保温厚度的要求，保温材料是否受潮，保温材料受潮对测温的影响很大。

③ 若出现在管托、机泵、阀门、法兰处，就需要考虑在敷设电伴热带时，是否按照要求施工，预留的长度是否满足要求。

④ 供电系统电压是否过高，若是超过电伴热带额定电压很多的情况下，就会造成电伴热带流经电流偏低，产生的热量就不能满足要求，因为一般的电伴热带是纯阻性材料，电阻值是一定的，根据欧姆定律，电压越高，其电流就会越低，纯阻性材料的发热量是和电流成正比的。

⑤ 温度不合格，可能和劣质测温仪表有关系，可以使用两个测温仪表测量同一个不合格点，若都不合格，就可能是以上几点；若有一个合格，可以再复测一次；若还是同样结果，说明其中一个测温仪表已经不能再使用。

4 结束语

在实际的安装测试工作中，一定要严格按照设计规范和厂家要求安装测试，等保温结束后发现问题，处理是很繁琐的，同时会造成许多不必要的损失。