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选型与计算

电伴热产品的选型设计正确与否涉及到整个电伴热系统能否正常运行及能否满足其设备工艺要求。还涉及到伴热产品的投资成本、运行成本、运行质量及产品使用寿命,因此,在设计选型中,既要考虑到电伴热产品的实际使用效果,又要考虑系统投运的经济成本,总的来说,即以可靠适用、经济、简单为总的设计原则。


一、选型注意事项:
  综前所述,电伴热是利用电能致热产生热量来补偿被伴热管线及设备在工艺流程中所耗散的热损失,以满足介质温度符合工艺流程中的要求,因此,对管线及设备的热耗散计算是对其进行等量热补偿的前提,必须要对相关数据进行收集整理,最好进行正确的计算,具体步骤如下:
(1)收集被伴热体的外形尺寸。(如管线的直径、长度、罐体的形状尺寸等)
(2)管线、罐体等设备的附件名称、外形尺寸,数量。(如阀门、法兰、托架、液体计等)
(3)当地的最低环境温度及最高环境温度。
(4)被伴热体需要维持的最几佳工作温度及最高或最低许可温度。
(5)设备及管线的偶然性最高操作温度。(如扫线温度)
(6)保温材料品种及厚度。
(7)安装环境属哪一类防爆区域,是腐蚀环境、室内、室外、架空、埋地或其环境。
(8)现场供电条件及环境。(二相、三相、供电容量、供电位置)

  上述各项数据收集完毕即可采用归一化表及热损失公式进行具体计算及选型。


二、计算方法:

(1)根据管径和保温层厚度从归一化损耗因子表查出管道形态归一化因子。
(2)查出保温层的传热系数K值(W/m℃).
(3)保险系数(偏差系数)取1.37用以补偿10%电压波动(下降)和10%电阻上升等因素。
(4)算出维持温度和最低环境温度的温差。
(5)以上四项相乘可得到管道的每米热量损耗,再以周围的环境修正系数相乘即可得每米的实际损耗功率。


三、公式介绍
  热损失计算,除可采用查表法计算外,也可采用损失公式直接计算。
1、管道热损失公式
2、平面热损失公式


3、罐体容器散热量的计算

Q=1.2×q×s(w)
式中:
Q:实际热损耗(w/m、w)
λ:保温材料导热系数(w/m·℃)
Tv:维持温度(℃) 
S:平面总面积或容器罐体表面积(m2)
TH:最低环境温度(℃)
d:管道外径(mm)
q:为平方米散热量(见表7-3)
δ:保温材料厚度(mm)
注:公式(2)中δ的单位要化成m的单位计算
4、每米管道加热升温计算公式:
Q加=(C1×m1+c2×m2)×(TS-TH)
P加=Q加/860
P总=P加+P伴
式中:
Q加:每米管道的吸热量(kcal)
C1:管道材料比热(kcal/kg·℃)
C2:介质比热(kcal/kg·℃)
m1:管道质量(kg)
m2:介质质量 (kg)
TS:加热目标温度(℃)
TH:环境最低温度(℃)
注:以上计算公式为介质静态条件(无流动)状态
5、罐体(容器)加热升温计算公式
Q加 =C3·m3×(Ts-TH)
P加=Q加 /860
P总=P加+P伴
式中:
Q加:容器的吸热量(kcal)
C3:容器材料比热(kcal/kg·℃) 
m3:容器容量(kg)
Ts:加热容器目标温度(℃) 
TH::环境最低温度(℃)

注:以上计算公式为介质静态条件状态,如有介质升温则公式为:Q加=C×m×△T可算得


四、计算举例:
  有一条钢质化学管道,管径为4“,管长100米,其中球阀2只,管托5只。需维持温度60℃,玻璃纤维保温,厚度50mm,当地最低环境温度-20℃,周围有腐蚀性气体,供电电压220V,求管道的每米热损及总负荷。
步骤:
  A、根据以上技术条件,采用归一化损耗因子表进行计算,查表后得损耗因子为9.88,另查保温材料传热系数知玻璃纤维λ=0.036。
  B、每米管道热损耗Q=9.88×λ×[60-(-20)]×1.37=38.89w/m
  C、求出球阀及托架热损耗
  Q球阀=0.8×每米管道热损耗Q(每只热损耗)
  =0.8×38.98
  =31.18w
  Q托=3×每米管道热损耗(每只托架损耗)
   =3×38.98
   =116.94w
  D、求管道总负荷
  因考虑到选型时的产品标准化,一般选较近的标准功率(往上靠)因此,38.98W/m接近于40w/m,故在计算总符合时要将此数据列入: Q总=Q管+Q阀+Q托
=100 ×40+2×31.18+5×116.94=4000+62.36+584.7+4647.06w
  E、确定电热带的最终长度
  L总=10.5×Q总/40=1.05×4647.06/40=116.17m 取117米
   注:1.05为电热带长度的安装系数,这样就确定了电热带的使用长度为117米。


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