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MI矿物绝缘加热电缆工程设计方案
更新时间:2016-10-10 点击次数:8616

MI矿物绝缘加热电缆工程设计理论主要是:根据被加热物体保持一定的工艺温度需要补偿的热量,配备在允许时间内可产生相同热量的矿物绝缘加热电缆,来保证被加热物体可以保持所需的工艺温度而能正常工作。
    1、设计使用矿物绝缘加热电缆需要提供的参数。
   (1)被加热物质的材质、在管道内的流动速度、起始温度、需保持的工作温度。
   (2)管道或容器的材质、厚度、直径、长度等几何尺寸和相应阀门、弯头、法兰等附件的大小和数量。
   (3)工作环境的zui低温度。


   (4)保温材料的材质及厚度。
   (5)工作场所能够提供的电源容量。
    2、各种设施及场所需要的加热热量
   (1)管道类及容器类保温、加热所需量计算方法。
    ①管道保温需要热量计算公式:
    W = 2.72 K ( T - t ) / E log D/d
式中:W—— 管道所需热量  W/m
    K—— 保温层材料的热传导系数 W/m℃
    T—— 需保持的温度  ℃
    t—— 环境温度   ℃
    E—— 效率  一般取值为0.7
    D—— 保温层外径  mm
    D—— 管道外径    mm
    ②管道加热升温需要热量计算公式:
    W =( P * S * C * Q )* T / H * E * 3600
    式中:W—— 管道所需热量  W/m
    P—— 管道重量       kg/m
    S—— 管道比热       J/kg ℃
    C—— 内容物质重量   kg/m
    Q—— 内容物质比热   J/kg ℃
    T—— 需增加的温度   ℃
    H—— 允许升温时间   h
    E—— 效率   一般取值为0.7
    ③管道每个附件相当于管道长度 (米): 见表

  

序号

闸阀

球心阀

球阀

蝶阀

节能阀

法兰

弯头

托架

1

1.3

1.2

0.8

0.7

0.7

2D

1.5D

4D


    注:D为管道的直径
    ④容器保温需要热量计算公式:
    Q = λ(T-t )/δE
式中:Q——容器所需热量      W/m2
    λ——保温材料的导热系数 W/m℃
    T——容器需保持的温度  ℃
    t——工作环境zui低温度  ℃
    δ——保温层厚度       mm
    E——效率(一般取0.7)
    ⑤容器加热升温需要热量计算公式: 
    W = C * Q * T / 1000 * E * H * 3600
式中:W——容器所需热量      W/m2
    C——容器内容物质重量   kg
    Q——容器内容物质比热   J/kg ℃
    T——增加的温度         ℃
    E——效率 (一般取0.7)
    H——允许升温时间       h
    ⑥升温时的总负荷 = 加热升温需要热量 + 3 / 2 保温需要热量
    ⑦几种保温材料的导热系数和保温系数:

  

序号

保温材料

导热系数(w/m℃)10℃时

保温系数

1

玻璃纤维(管壳、棉毡)

0.036

1.0

2

岩棉(管壳、棉毡)

0.044

1.22

3

矿渣面

0.038

1.06

4

水泥蛭石管壳

0.128

3.6

5

珍珠岩管壳

0.047

1.31

6

硅酸钙

0.054

1.50

7

石棉松绳

0.084

2.33

8

泡沫石棉

0.040.048

1.111.33

9

聚氨酯泡沫塑料

0.024

0.67

10

发泡塑料

0.042

1.17


    ⑧设计负荷(W/m)= 升温时的总负荷* F * F K 见下表:
    保温材料的厚度及种类修正系数

  

保温材料的种类修正系数

保温材料的厚度修正系数

序号

保温材料

修正系数(Fk

序号

保温材料厚度

修正系数(F

1

软木—烘烤过的板

0.8

1

19

1.2

2

玻璃丝—硬材

0.72

2

25

1.0

3

氧化镁—85%

1.32

3

38

0.79

4

矿物棉—硬材

0.98

4

50

0.63

5

泡沫苯乙烯

0.72

5

75

0.4


   (2)其它场合加热所需的热量。
    ①道路、坡道及机场跑道:125 W/m2;另外在桥面和高架路面地段,考虑到底部损失一些热量,应在上面数字基础上增加25%~30%;一般电缆敷设间距为150 mm。
    ②足球、橄榄球比赛场: 110 W/m2;一般电缆敷设间距为150 mm。
    ③屋顶排水沟:   300 W/m2;一般电缆敷设间距为150 mm。
    ④房屋落水管:   110 W/m2;一般电缆敷设间距为150 mm。
    3、矿物绝缘加热电缆选用:
   (1)选用矿物绝缘加热电缆的总加热功应稍大于设计总负荷(W/m2),但zui大不得大于设计总负荷的1.2倍,以免加热功率选取过大而造成温度控制系统的动作频繁,而缩短温度控制系统使用寿命。
   (2)选用矿物绝缘加热电缆时,一般要综合设计负荷、总负荷、电源总容量、被加热设施的几何尺寸、所选矿物绝缘电缆的长度、电缆安装运行,维护的经济性等方面,来确定所选用矿物绝缘加热电缆的连接方式(串联或并联)、供电方式(单相或三相)、电压方式(单相、星形接法220V或三角形接法380V)敷设方式(平行或螺旋缠绕)。
   (3)管道一般选用原则是:6英寸以下内孔的管道配单相 “U”型双回路,用单根加热电缆;6英寸以上内孔的管道配三相星形接法,用三根加热电缆。
   (4)确定矿物绝缘电缆总的供货长度时,一般为了方便安装现场的施工和各种附件处预留,要求订货长度要比计算长度增加5%~10%的余量。

MI矿物绝缘加热电缆工程的施工适宜领域
    1、化学工业:加热管道、容器、罐体等,要求产品在加工过程中保持需要的工艺温度场所。
    2、石油工业:内外原油管道、阀门、装置、油罐加热。
    3、发电站:  燃油电站的油管路、容器供油加热;水电站的管路防冻加热;核电站的水管、阀门及反应堆钠回路预热。
    4、天然气业:气罐水封加热、管道阀门及装置加热、催化反应器中的气体加热、天然气气体品管路加热等。
    5、建筑工业:水泥快速干燥加热、耐火砖的预干燥、住宅和建筑物内部取暖加热。
    6、造船工业:甲板和船舱间防冷凝加热。
    7、农畜产业:家禽家畜养殖暖房防冰、采暖、种植植物生长加热。
    8、城市建设:道路、斜坡、台阶、桥梁、隧道路面等防冰加热;体育运动场、广场、机场跑道等融雪除冰;屋顶、房檐、雨漏等防结冰等场所。

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