电伴热带设计手册.pdf

1 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 用 于 冬 天 防 冻用 于 冬 天 防 冻 设 计 手 册设 计 手 册 伴 热 专 家伴 热 专 家 2 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 用 于 冬 天 防 冻用 于 冬 天 防 冻 设 计 手 册设 计 手 册 目录目录 概述 概述 2 应用说明 应用说明 2 产品说明 结构 防冻设计步骤 防冻设计步骤 3 设计基础 设计基础 3 第 1 步 收集设计参数 第 2 步 选择合适的 FLX 伴热带 第 3 步 确定 FLX 回路长度 第 4 步 选择 FLX 伴热带的其他方案 第 5 步 选择 FLX 伴热带的安装附件 设计工作表 设计工作表 9 设计提示 设计提示 10 通用技术要求 通用技术要求 11 产品批准与测试 产品批准与测试 12 关于管线防冻伴热的其他资料请参见 FLX 产品规格 赛盟样本号 CPD1007 和系统配件 赛盟样本号 CPD1017 3 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 概述 概述 尽管保温管道比不保温管道的耐低温时间长 但管 道内介质的温度仍会逐渐降低下环境温度 当环境 温度低于零度时 管线的维护费用会增加并带来种 种不便 FLX 自调控伴热带可为金属和非金属管道 罐及设备提供防冻保护 通过提供热量以平衡散失 到空气中的热损失达到伴热效果 不论项目大小 还是简单或复杂的管道及设备安装 用 FLX 可以很容易地进行电热伴热防冻系统的设 计 本设计手册中的信息可以帮助用户或设计人员 逐步完成伴热带的选择 基于 l 最低环境温度 l 伴热带的启动温度 l 管径 l 保温材料及保温厚度 l 供电 按照本手册的所介绍的各个步骤 用户或设计人员 就可以完成防冻伴热系统设计 并统计材料表 如 果管线要求较高的维持温度 如燃料油或烧碱管 线 请与赛盟公司取得联系 产品说明 产品说明 FLX 自调控伴热带在整个长度上输出功率随周围条 件的变化而相应变化 当保温的管道 储罐及设备 的热损失增加 即环境温度降低 伴热带的输出功 率就增加 相反 当热损失减少 即环境温度升高 输出功率降低 此自调控功能在整个长度保证每一 点的温度都能达到要求 FLX 伴热带的额定输出功 率为 10 C 110 120 Vac 或 208 277 Vac 电压 下 5 8 和 10W ft 16 26 和 33 W m FLX 自调控伴热带的镀锡铜丝屏蔽层作接地保护和机械 保护 如需要 可以选择聚烯烃或含氟聚合物外护 套 结构 结构 母线 半导体发热元件 辐射交联聚烯烃绝缘层 镀锡铜丝编织层 可选的外护套 母线 16 AWG 镀镍铜线 发热元件 辐射交叉聚烯烃 主绝缘层 辐射交叉聚烯物 金属编织层 12 AWG 相应尺寸 镀锡铜丝 可选的外护套 OJ 聚烯烃 FOJ 含氟聚合物 最小弯曲半径 1 25 32 mm 供电电压 110 120 Vac 或 208 277 Vac 回路保护 30 mA 接地故障保护 最高操作温度 通电时 65 C 最高暴露温度 断电时 85 C 最低安装温度 51 C 4 设计手册设计手册 防冻设计步骤 防冻设计步骤 以下介绍 FLX 自调控防冻系统的设计与选择步骤 第第 1 步 步 建立设计参数建立设计参数 收集相关项目数据 a 管道 设备 直径 长度 材料 b 温度 最低环境温度 维持温度 启动温度 c 保温 保温材料 保温厚度 d 电气 操作电压 回路断路器的规格 第第 2 步 步 选择合适的选择合适的 FLX 伴热带伴热带 根据第 1 步收集的数据 a 如金属管道 用表 2 1 b 如非金属管道 用表 2 2 第第 3 步 步 确定确定 FLX 伴热带长度伴热带长度 按照 a 管线长度加上以下裕量 阀门 泵和其他设备 管托 回路接线件 两通和三通 b 供电 工作电压 回路断路器规格 c FLX 选型参数 启动温度 FLX 的最大回路长度 第 步 第 步 选择选择 FLX 的可选项的可选项 金属编织层为标准配置 可选项为 a 聚烯烃外护套 b 含氟聚合物外护套 c 监测线 第第 5 步 步 选择选择 FLX 安装附件安装附件 安装附件最少应包括 a 回路接线件 b 伴热带安装胶带 按照以上步骤 就可以设计 选择或规定一个完整 的伴热系统 设计基础 设计基础 一般防冻的维持温度应为 5 C 本设计手册是将 5 C 作为管线及其中介质的防冻温度 通过下面详细介绍的五个设计步骤可以了解如何正 确设计电伴热系统 并用后面所附的设计工作表进 行防冻伴热应用的设计 第第 1 步 步 收集设计参数收集设计参数 收集与下列设计参数相关的信息 设计参数 设计参数 管线的尺寸或管径 管线长度 管线材质 金属或非金属 阀门 泵或其他设备的类型和数量 管托的类型和数量 预计的最低环境温度 预计的最低环境温度 通常该数据是从某一地区历 史记录的气象资料中获得 但是 有时所用的最低 环境温度可能不是室外空气温度 如在不加热的建 筑物中或没有空调的阁楼中管线和设备 最低启动温度 最低启动温度 由于伴热带通常在预计的最低环境 温度以上启动 这是最低启动温度与最低环境温度 的区别 该温度决定了在指定工况下的最大回路长 度和回路断路器的规格 参见第 6页的表 3 2 和3 3 回路长度表 保温材料和保温厚度 保温材料和保温厚度 表 2 1 至 2 2 为基于玻璃棉 保温材料和厚度的产品选型表 如为玻璃棉以外的 保温材料 请与赛盟公司联系以获得相应保温材料 的设计帮助 供电电压 供电电压 FLX 自调控伴热带分为两类电压 110 120 Vac 和 208 277 Vac 确定应用为哪一 类电压等级 5 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 第第 2 步 步 选择合适的选择合适的 FLX 伴热带伴热带 根据管径 保温厚度以及最低环境温度 根据右侧的设计选择表 2 1 金属管道或第 5 页的表 2 2 非金属管道来 选择合适的伴热带 所有伴热带的选择都是基于玻璃棉保温材料 如使用同样密度的弹性泡沫材料和同样的厚度也可同样选择 但 如果管径或保温材料不同 请与赛盟取得联系 1 在最低环境温度列中选择温度 2 选择表中相应的保温厚度 3 根据应用的管径和最低环境温度 找出相应建议使用的 FLX 伴热带 4 管径越大及环境温度越低 伴热带的数量也越多 5 对于管径为 1 1 4 或更小的管道 其保温规格必须比管径大一号以便于伴热带的安装 如对于 3 4 的管 道其保温应按 1 管道的保温来选择 6 当管径大于表中所列的管径或其他维持温度 请与赛盟公司联系 表 2 1 金属管道的设计选择 保温厚度 管径 最低环境温度 One Pass 5 FLX 单根 5 FLX Two Passes 8 FLX 两根 8 FLX Contact Thermon 联系赛盟 表 2 2 非金属管道的设计选择 说明 说明 热损失的计算应根据 IEEE515 1997中的公式A 1 符合以下条件 l 管道保温为ASTM C547一致的玻璃棉 l 管线位于户外 环境温度 17 C 和风速为 40 km hr l 安全裕量 10 6 设计手册设计手册 非金属管道的其它条件 非金属管道的其它条件 对于防冻保护的非金属管道 FLX 要用 AL 20P 铝箔带连续粘贴 在设计选择表 2 2 的数据是以此安装方法为基础的 非金属管道的热损失与金属管道相似 但是由于管壁材料导热性能的原因 FLX 自调控伴热带的输出功率较低 表 2 2 非金属管道的设计选择 保温厚度 管径 最低环境温度 One Pass 5 FLX 单根 5 FLX Two Passes 8 FLX 两根 8 FLX 7 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 第第 3 步 步 决决定定 FLX 伴热带的长度伴热带的长度 伴热带的的长度取决于以下必须同时考虑并包 括的条件 l 管道的长度 包括裕量 l 供电电压 l 断路器的规格 l 预计的启动温度 l 最大允许回路长度 伴热带应留有一定的裕量 以用于两通 三通 或回路连接 及阀门 泵 其它设备及管道支 架所需的安装裕量 根据下面的说明来确定所 需伴热带的裕量 l 电源连接 每个伴热回路的 FLX 伴热带裕 量为 300 mm l 两通 每个两通的 FLX 伴热带裕量为 600 mm l 三通 每个三通的 FLX 伴热带裕量为 900 mm l 管道支架 对于隔热的管道支架不需另加 裕量 对于普通未隔热的管道支架 伴热 带的裕量为2 倍管托的长度加上380 mm l 阀门与泵 根据表 3 1 的裕量 为了确定回路长度 选择合适的电压 l 用于 110 120 Vac 的 FLX 其产品型号 后有 1 如 5 FLX 1 l 用于 208 277 Vac 的 FLX 其产品型号 后有 2 如 5 FLX 2 在第 2 步中 从 2 1 和 2 2 表格中选出合适的 伴热带 5 8 或 10 根据电压 所选伴热带 型号以及表 3 2 或 3 3 就可以决定最大回路 长度和断路器的规格 l 如果已知所用断路器的电流值 伴热带的 型号和温度应符合此额定电流 l 如果没有断路器的规格 那么首先选择 FLX 伴热带在启动温度下的最大回路长 度 从而确定回路断路器的规格 注意启动温度与最低环境温度不一定相同 表表 3 1 阀门和泵的裕量表阀门和泵的裕量表 阀门裕量阀门裕量 泵裕量泵裕量 管管 径径 螺纹螺纹 法兰法兰 焊接焊接 螺纹螺纹 法兰法兰 150 300 0 300 600 225 450 0 450 900 1 300 600 300 600 1200 1 450 600 300 900 1350 1 450 750 450 900 1500 2 600 750 600 1200 1650 3 750 1050 750 1500 2100 4 1200 1500 900 2400 3000 6 2100 2400 1050 4200 4800 8 2850 3300 1200 5700 6600 10 3750 4200 1200 7500 8400 12 4500 4950 1500 9000 9900 14 5400 5880 1650 10800 11700 表表 3 2 110 120 Vac 最大回路长度与断路器规格最大回路长度与断路器规格 FLX 伴热带与伴热带与 断路器规格断路器规格 启动温度启动温度 15 A 20 A 30A 5 FLX 1 18 C 48 m 69 m 85 m 5 FLX 1 10 C 59 m 84 m 85 m 8 FLX 1 18 C 41 m 56 m 67 m 8 FLX 1 10 C 47 m 64 m 67 m 10 FLX 1 18 C 35 m 47 m 59 m 10 FLX 1 10 C 40 m 53 m 59 m 表表 3 3 208 277 Vac 最大回路长度与断路器规格最大回路长度与断路器规格 FLX 伴热带与伴热带与 断路器规格断路器规格 启动温度启动温度 15 A 20 A 30 A 40A 5 FLX 2 18 C 98 m 136 m 158 m 158 m 5 FLX 2 10 C 116 m 158 m 158 m 158 m 8 FLX 2 18 C 76 m 107 m 122 m 122 m 8 FLX 2 10 C 88 m 122 m 122 m 122 m 10 FLX 2 18 C 64 m 88 m 107 m 107 m 10 FLX 2 10 C 70 m 98 m 107 m 107 m 8 设计手册设计手册 第第 4 步 步 选择选择 FLX 可选件可选件 为确保选择正确的 FLX 伴热带 应考虑一些可选件 所有 FLX 自调控伴热带均有镀锡铜丝的编织层 表 示为在产品型号后加 BC 如 5 FLX 2 BC 该金属 编织层的作用为伴热带提供接地及机械保护 在含水或烃类的化学物环境中 为避免镀锡铜丝受 到腐蚀 可选外护套对金属编织层提供机械和防腐 保护 l 聚烯烃外护套 用于防含水无机化合物 在 FLX 型号后加 OJ 如 5 FLX 2 OJ l 含氟聚合物外套 用于防有机化合物或腐蚀剂 在 FLX 型号后加 FOJ 如 5 FLX 2 FOJ 订货说明 订货说明 下面是 FLX 型号说明 X FLX X XXXX 10 C 下的额定输出功率 W ft 电压等级 1 110 120 Vac 2 208 277 Vac 伴热带的可选项 BC 镀锡铜丝编织层 标准配置 OJ 聚烯烃外护套 包括镀锡铜丝编织层 FOJ 含氟聚合物外套 包括镀锡铜丝编织层 举例举例 由第 1 2 和 3 步骤中得知 如选用的伴热 带为 8 FLX 2 因其要暴露在海洋环境中 所以要 求用聚烯烃外护套 相应伴热带型号为 8 FLX 2 BCOJ 9 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 第第 5 步 步 选择选择 FLX 安装附件安装附件 FLX 自调控伴热系统通常包括下列部件 1 FLX 自调控伴热带 见设计选择表 2 1 和 2 2 选择合适的伴热带 2 PCA COM回路接线组件 带可选的 JB 6 接线盒 3 PCS COM 两通 三通件 允许两条或三条伴热带相连 4 ET 6 用于带护套的伴热带 或 ET 8 用于带金属编织层的伴热带 伴热带尾端 每个PCA COM 和 PCS COM 带一个 ET 6 和 ET 8 5 PF 1 聚酯纤维带 3 4 X180 即 19mmX55440mm 将伴热带固定在管道上 间距为 300mm 或按照规范或 技术要求 根据表 5 1聚酯纤维带裕量表确定所需的胶带数量 6 CL 电伴热 标签 剥开后粘贴到保温外护层上 3 米间距或按照规范或技术要求 7 保温层和保温外护层 由其他方供货 一个自调控回路至少应包括 PCA COM 回路接线组件和PF 1胶带 应用表 5 1 根据管径和所需伴热带的总长度 在管线上每 300mm设一个周长的胶带 计算 PF 1 胶带的卷数 表表 5 1 PF 1 胶带裕量胶带裕量 管径 1 1 1 2 3 4 6 8 10 12 14 每卷可用 管线长度 m 110 79 67 55 46 37 27 21 18 15 12 对于防冻保护的非金属管道 FLX 要用 AL 20P 铝箔带连续粘贴 即 1 m 的伴热带使用 1 m 的铝箔带 AL 20P 铝 箔带为 50 mm X 46 m 说明 说明 所有伴热管线均需保温 回路接线组件未包括接线盒 建议对所有防冻和温度维持的伴热应用采用温度控制 图中未示 所有伴热回路均应有 30 mA 接地故障保护设备 10 设计工作表设计工作表 收集到设计参数并按上述步骤进行计算后 FLX 伴热系统 的材料表即可根据下面的设计工作表统计 第第 1 步 步 建立设计参数建立设计参数 收集对每根管线或伴热回路的相关的设计参数 管道 金属或非金属 管径 长度 设备 类型和数量 阀门 泵 其他设备 管线支架 类型 长度 数量 温度 温度 最低环境温度 启动温度 维持温度 保温 保温 保温材质 假定为玻璃棉 管径 保温厚度 保温内径 电气 电气 操作电压 回路断路器的容量 第第 2 步 步 选择选择 FLX 伴热带伴热带 根据第 1 步收集的参数 使用表 2 1 对于金属管道 和 表 2 2 对于非金属管道 按最低环境温度选择 FLX 自 调控伴热带 第第 3 步 步 确定确定 FLX 回路回路长度长度 根据 表 3 2 对于 110 120 Vac 和 表 3 3 对 于 208 277 Vac 回路断路器的规格和启动温度来确定最 大回路长度 并记录于下表 FLX 伴热 带 电压 Vac 启动温 度 断路 器规 格 最大 回路 长度 第第 4 步 步 选择选择 FLX 伴热带的可选件伴热带的可选件 FLX 自调控伴热带的金属编织层均为标准配置 如要有额 外的机械和 或化学防护层 可选择以下可选的外护套 l OJ 聚烯烃外护套 包括镀锡铜丝的编织层 l FOJ 含氟聚合物外套 包括镀锡铜丝的编织层 第第 5 步 步 选择选择 FLX 安装附件安装附件 PCA COM 回路接线组件 PCS COM 两通或三通组件 PF 1 胶带 AL 20P 用于非金属管道的铝箔带 CL 警示标签 B4X 15140 机械式环境温度控制器 E4X 1 SR 机械式管线温度控制器 11 FLXTM自调控伴热带自调控伴热带 设计提示 设计提示 为保证伴热系统的正常操作和避免初用者常见的错误 注意以下几点 1 当被伴热管线进入装置区 伴热带应延伸入建筑 物 305mm内以保证管线的维持温度 这样可以 避免由于空气间隙或保温层厚度减少而导致温 度下降 2 同样当地上管线进入地下时也应按上述方法处 理 当管线穿过冻土层后就不需采取防冻措施 但在地面与冻土线之间的管线则应采取防冻措 施 可将伴热带绕一圈后尾端置于正常水线之 上 如果伴热用于温度维持 由于环境温度的不 同 地上和地下应分别由两个不同的回路进行控 制 3 当带一小段支管的一根主管需防冻伴热时 可在 支管上将伴热带绕一圈 双根伴热 这样可以 避免安装一个三通连接件 4 所有的电源接线盒都应固定在管道上 伴热带不 应在空气中跨接到相邻管道上 而应使用多个电 源接线盒 之间用套管相连后与伴热带连接 如 图 温度控制 温度控制 在前面五个设计和选型步骤中了解到设计 选型和 或 FLX 电伴热系统的技术要求 通常需要某种类型的控制 控制的类型和复杂的程度完全取决于需伴热管道的应 用 在多数设计条件下 自调控伴热带不需要任何温度 控制 但在应用中一般会采用一些控制 通常是环境温 度控制和管线温度控制 每种方式都有其优点 和不同 的选择 环境温度控制 环境温度控制 这种温控器可以调节 设计用于安装在 暴露环境中 探测外界空气温度 当环境温度低于设定 点时 一组接触器闭合并将伴热带通电 如果伴热回路 的电负荷超出温控开关的额定值时 应选用机械式接触 器 配电盘上的所有伴热回路都可以由一个环境温控器 来控制 电伴热环境温度控制主要是用于水或水溶液防冻 环境 温度控制的一个优点在于不同的管径和保温厚度的管线 可作为一个回路来控制 用环境温度控制伴热回路 不需考虑伴热管线中介质的 状态 是流动还是不流动 管线温度控制 管线温度控制 当自调控伴热带根据周围条件调节其热 量输出时 控制电伴热最节能的办法是采用管线温控器 这是由于流动的管线通常不需要额外的热量来维持其温 度 当管路上有三通时 增加了流动通道 可能会需要 多个温控器 如以下几种情况 不同管径和保温厚度的管线 环境条件的变化 例如地上 地下和室内 室外 管线间的流动和不流动 存在温度敏感产品的应用 12 通用技术要求通用技术要求 第一部分 第一部分 概述概述 制造并安装获得 UL 批准的 专门用于管线的伴热带及 其附件 伴热系统应符合标准 ANSI IEEE 515 1 1995 第二部分 第二部分 产品产品 1 自调控伴热带主要由两根镀镍铜母线 辐射交联的 导电聚合物发热材料构成 伴热带的发热量在其全 长度范围内可以不同并自动调节 伴热带可以交叉 重叠而不会过热 伴热带的绝缘层为在 105 C 时额 定电压为 300 伏的聚烯烃 金属编织层为镀锡铜丝 12 AWG 或等同的铜线 2 在镀锡铜丝的编织层外 可以提供外护套作为可选 件 a 聚烯烃外护套 用于防含水无机化合物 b 含氟聚合物外套 用于防有机化合物或腐蚀物 3 伴热带操作电压为 110 120 伏或 208 277 伏交流 电 不需使用变压器 4 伴热带应适于金属和非金属管道的伴热 对于非金 属管道 应