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
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:
保温材料
导热系数(w/m℃)10℃时
保温系数
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
0.04~ 0.048
1.11~ 1.33
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
修正系数(Fk)
保温材料厚度
修正系数(F)
软木—烘烤过的板
19
玻璃丝—硬材
0.72
25
氧化镁—85%
1.32
38
0.79
矿物棉—硬材
0.98
50
0.63
泡沫苯乙烯
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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