工業管道工程的電伴熱帶應用方案

    本文中的電伴熱方式是針對大型石油化工企業金屬管道熱輸管道加熱、保溫的新技術、新工藝。此種加熱技術具有效率高，適用于長、中、短距離所有金屬輸液管道的伴熱或是加熱，而且具有安全可靠、安裝維修方便等優點。因此，廣泛用于各種不同性質的液態物質的管道運輸中。

1概述

    電伴熱是利用電伴熱產品所產生的熱量來補償需伴熱的管道、容器等工藝裝置所散耗的熱量。由于電伴熱的電熱帶是安裝在絕熱層和管道(或設備)外壁之間，利用電熱來補充輸貯過程中所散失的熱量，以維持在一定的溫度范圍內，達到保溫和防凍的目的。

2 電伴熱的主要設計

    因為電伴熱的電熱帶是安裝在絕熱層和管道(或設備)外壁之間，所以電伴熱仍需有絕熱層、防潮層和保護層。絕熱層的材質、厚度和結構的選擇應先按保溫和防結露要求的絕熱層厚度計算和選擇電熱帶功率，當功率過大時，再增加絕熱層厚度。用于保溫為目的的絕熱設防潮層。只有在確保夏季管道、設備表面不結露的情況下才可不設防潮層。保護層的設置要求與非電伴熱保護層的設置要求相同。

3 電伴熱和蒸汽伴熱的區別

    在工業管道保溫方面蒸汽伴熱始終是一種主要的保溫方式。其工作原理是通過蒸汽伴熱管道散熱以補充被保溫管道的熱損失。由于蒸汽的散熱量不易控制，其保溫效率始終處于一個較低的效率。而且，工業需要伴熱的管道一般以儀表管線、工藝管線及化學管線為主，這些管線比較復雜，鋪設蒸汽伴熱管道十分不便。另外，在冬天運行時，蒸汽伴熱管道經常會出現“跑、冒、滴、漏”現象，每年冬季維修部門都不得不在管線保溫上花費大量的人力、物力來確定冬季運行安全。

    2O世紀70年代，美國能源行業就提出用電伴熱方案來替代蒸汽伴熱的設想。20世紀7O年代末一2otH：紀8O年代初，包括能源業在內的很多工業部門已廣泛推廣了電伴熱技術，以電伴熱全面代替蒸汽伴熱。電伴熱技術發展至今，已由傳統的恒功率伴熱發展到以導電塑料為核心的自控溫電伴熱。自控溫電伴熱方案主要是通過自控溫電伴熱電纜自動控溫來完成。

   由于整個溫度控制過程都是有材料本身自動調節完成的，其控制溫度不會過高也不會過低。因此，電伴熱所具有的良好特性是其他伴熱系統所無法比擬的。

4 電伴熱系統施工工藝特點

    筆者曾在上海石化芳烴配套項目中參建了T藝管道集膚效應系統電伴熱的施工，下面就具體的施工工藝進行介紹。

4．1材料檢查

    首先檢查所接收的電纜及附件，確認型號是否正確，所有的電纜在外護套上印有材料編號，特殊的附件可參閱設計圖紙。還要進行外觀檢查，確保產品在運輸過程中被未被損壞。然后將伴熱電纜及附件存放在清潔及干燥的環境中直到準備安裝。

4-2熱管及集膚效應電纜盒安裝

    1) 焊接要求。要求熱管焊接及工藝管道焊接由具有焊工證的專業人員進行，選用適用于熱管焊于及工藝管道的焊接設備及焊槍。焊接過程需非常仔細，確保整個熱管及工藝管道不被焊傷。

    2) 熱管連接。當工藝管道由兩個管段連接并且熱管為單一管道時，兩個工藝管道必須在熱管安裝前連接，連接套管將用于兩個熱管接頭。熱管的內邊在焊接前需打磨成斜面，安裝承包商需在現場完成斜面制作。熱管的內邊必須排列成行以防止彎曲及雙向彎曲，連接套管及熱管進行10％的環形焊縫以提供一個密封和電氣通道。該焊縫不應焊透，焊接深度應在熱管壁厚的40070～6o％。熱管連接接頭焊接完成后需進行外觀檢查，檢查將確認熱管是直線的，及焊接接頭已適當清潔。所有的焊縫必須清潔，清除所有的焊渣及使用金屬絲刷清潔。附加的外觀檢查，熱管必須通過通球測試，在兩個接頭焊接完成后鋼球需通過熱管，鋼球的直徑將略小于熱管的內徑。如果鋼球不能通過熱管，管道必須切割及修補。

    3) 熱管焊接于工藝管道。熱管必須平行安裝在工藝管道上，熱管起點在工藝管時鐘2點位置，過程及終點也必須在工藝管時鐘2點位置。可采用一個模板使熱管在焊接過程中始終保持在該位置。除在設計圖中表示外，熱管必須始終保持直線無彎曲。熱管通過焊接附在工藝管上，焊縫覆蓋比例為10％～20％。焊接后，使用小尖鐵錘及金屬絲刷清除所有殘留焊渣。焊縫上任何底部缺口及凹坑對于_T藝管或熱管都是不允許的。管焊接附在藝管上時，應避開工藝管道的焊縫距離至少為50 mm。

    4) 集膚效應系統盒子安裝規程。電源盒，拉，接線盒及終端盒的安裝采用與熱管安裝相同的方法。盒子將100％連續焊接在工藝管上。所有電纜盒的位置將在設計圖紙上表示。

    5) 最終檢查及核查清單。焊接完成后，需進行外觀檢查，檢查將確認熱管連接主管的斷面及熱管接頭已經適當的清潔，使用尖鐵錘清除所有焊渣及使用金屬絲刷清潔表面，確認所有的盒子人口已清除毛刺及帶斜面。焊縫嚴密性測試將通過使用氮氣及壓縮空氣進行，通過使用壓力表在兩個盒子間進行測試，如果發現泄漏，使用肥皂水確認漏點位置。所有的泄漏點在進行下一步前須進行改正，測試的目的是確保焊縫的完整性和盒子的嚴密性。就熱管安裝至：【藝管上后，通球測試將再次進行，使用壓縮空氣推動該球穿過熱管。如果球不能通過熱管，管道將被切割及修補。作為最后一步，移除所有灰塵，如通過使用壓縮空氣吹掃。清潔工作完成后，使用塑料堵頭密封熱管端部直到準備安裝伴熱電纜。確認對所有管道安裝檢查已經完成，保留檢查表作為永久紀錄。在整個安裝過程中保持熱管及電纜盒的干燥及

清潔是必需的。

4．3集膚效應伴熱電纜安裝

    1) 伴熱電纜拉線前的準備。6 film～8 rrm踐徑的聚丙烯拉繩必須安裝在熱管內部，這個拉繩是安裝集膚效應伴熱電纜及清潔熱管所需要的。一個空氣槍或膠帶將使用于第一次在兩個盒子間安裝拉線，該拉線將用于安裝拉繩。

    2) 清潔熱管。小塊棉布將附在拉繩上，棉布將被拉過熱管以清潔及干燥熱管，在通過熱管后如果任何潮濕在棉布上顯示，使用更多的棉布通過該熱管直到沒有潮氣顯示。

    3) 集膚效應電纜安裝。該管道必須已經完全通過測試并釋放給安裝伴熱電纜，伴熱電纜安裝完成后將不允許進行任何焊接。使用電纜拉線器或其他合適的方法將集膚效應伴熱電纜系在拉繩上。除非制造商特別說明，根據設計的電纜排列表，施工承包商必須首先確定每卷電纜的安裝位置，電纜安裝起點與終點問的距離至少比電纜盤上標注的電纜長度小5 Ill。拉線過程中至少需要一個人在拉線盒位置進行協助，電纜盤必須放在一放線軸架上，他將允許方便于拉線，線盤將被置放于合適的位置，使其沒有粘連或電纜翹曲，應當從最近的拉線盒慢慢的拉動拉繩，輕輕的將電纜插入最近的盒子的熱管，當更多的線進入熱管，拉繩應當安裝或進入下一個拉線盒。仔細指導及監控通過每個拉線盒的電纜路徑，確保足夠的伴熱電纜已提供給拉線盒便于回路延伸。按照介紹連接伴熱電纜，介紹在每個連接組件內，在設計圖上記錄每個中間接頭的位置。確保足夠的伴熱電纜已提供給拉線盒便于回路延伸。安裝時做好電纜長度的記錄，對于精確計算管道每米功率，總的長度是必需的，伴熱電纜外護套上標有長度標尺用于核對安裝長度。

4．4測試

    1) 測試要求。以下為將需設備：鋼球、氮氣或壓縮空氣，壓力表、2500VDC搖表、電壓表、鉗形電流表。

    2) 準備。在開始測試程序前確認所有的電氣連接及接地已經預先核對完畢，在完成所有測試后，確認所有的接線盒，控制器等已合上以防止潮氣進入。

    3) 測試。以下測試將在集膚效應系統上進行：所有熱管接頭必須進行外觀檢查，檢查將確認熱管是直線的及焊接接頭已完全清潔。熱管將進行通球測試，通球將在個焊接斷面間進行。焊縫測試將在2個接線盒間進行。熱管焊至工藝管后，通球測試將再進行一次。每段伴熱電纜均須進行絕緣測試。

絕緣測試：使用250o VDC搖表測量電纜導體與管道接地間的絕緣，最小讀數需為50兆歐并做記錄。電纜中間接頭完成后絕緣測試應再次進行。確認每3米在保溫外皮上安裝警示標簽已完成。

5結束語

    由以上的介紹和分析，可以了解電伴熱雖然施工比較繁瑣，且投資較高，但操作費用卻有較大的降低，經濟效益是顯著的。而且，從國內多家石油和化工企業電伴熱運行情況來看，電伴熱已經達到預期效果。無論從技術性能、經濟效益，還是節能、環保方面，都明顯優于蒸汽伴熱，相信在不久的將來，電伴熱方式肯定會取代蒸汽伴熱方式。