矿物绝缘加热电缆的工程设计及选用有哪些知识,今天给你做如下介绍:
矿物绝缘加热电缆发热系统的设计理论主要是: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,来被加热物体可以保持所需的工艺温度而能正常工作。
矿物绝缘加热电缆设计使用
(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。
矿物绝缘加热电缆需要的热量
(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 |
0.04~ 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 |
||||
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。
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。
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