摘要：本文介绍了电伴热系统在天然气撬装设备上的应用，详细阐述了系统的原理、使用及维护的方法，重点介绍了电伴热带的选用、安装注意事项。
关键词：电伴热；撬装设备；电伴热带
一、概述
电伴热系统的作用是利用电能转化为热能，防止管道或设备中的液体凝结、防冻，为起到防冻保温的目的而设置的电加热系统；保温性能较好的自限温电伴热系统应用非常广泛，分布到各个领域中，如：石油、化工、电力、食品及钢铁等。
目前天然气撬装设备上使用的电伴热基本选用变功率（自限式）电热带，其特点是导电聚合物具有很高的电阻正温度系数特性，且相互并联；能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度。可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温度点及烧坏之虑。一般情况下，可不配温度控制器，仅在温度控制精度要求很高场合才配温控器。
二、电伴热系统的使用安全
在电伴热系统安装、使用过程中，常常由于伴热带的选用及使用不当、安装及后期保养不及时等原因，导致火灾及爆炸事故的发生。例如：某施工现场，电伴热绝缘层意外破损，破损处与金属引压管接触放电形成电火花造成引压管损坏导致天然气泄露、致使天然气管线流量计引压管折弯处冒烟并引起火焰，现场检查发现折弯处约有20厘米长伴热线烧毁引压管线泄露，见下图所示。
电伴热带是主要的伴热产品；二通（三通）接线盒可以增加电伴热带在管道的使用长度；胶带起到固定电伴热带和增大受热面积的作用；扎带也起到固定电伴热带的作用；电源接线盒可以保护电伴热带安装接线；尾端接线盒主要是对电伴热带的尾端进行密封处理。
3.2 自限温电伴热带的工作特点
因考虑天然气撬装设备的电伴热系统特殊的使用场所，防爆型变功率电伴热带被广泛使用，它由导电塑料和两根平行金属导线及绝缘护层、铜丝编织的屏蔽层构成。导电塑料就是发热体，它是一种具有正温度系数“PTC”特性的高分子聚合物。当它感受的温度上升时分子的结构变得疏散，电阻增大，电流减小，输出的功率相应减小；反之当它感受的温度降低时分子的结构变得紧密，电阻减小，电流增大，输出的功率相应增大。而且这种变化的过程是连续的，线性的。这样就形成了非常良好的自动调节温度的特性，所以称为自调温电伴热带。安装时将屏蔽层接地保护，主要适用于工业生产的防爆场所。
选择电伴热带产品时，应综合考虑各种因素，如实用性、经济性、供电条件等。根据管道维持温度及偶然性的最高操作温度，选定电热带的耐温等级和发热温度等级，本文主要从如下几个方面阐述电伴热带的选用要点：
1、发热量。不同类型的电伴热带发热量不同，自限温电伴热可以使管线上的每一点随着周围温度的变化而改变发热量，下图举例给出了4种类型电伴热带的管道表面温度与电伴热发热量的关系：
2、根据管道单位长度散热量或设备单位面积上的散热量，来确定所需电热带的单位功率和长度。自限温电热带的功率大小从10W/M-60W/M不等，根据使用场合的最低环境温度与伴热温度的温差，管径的大小，保温材料的属性以及其厚度，可以根据热损失公式进行理论计算，得出结果后再选择合适功率大小的电伴热使用理论上即可满足实际热损失。功率的大小和使用长度的关系如下，根据公式欧姆定律：
P=UI P= (U2)/R
得出：R= (U2)/P
又因：R=ρ L/S
所以：P=(U2*s)/(ρ*L)
由以上公示可以看出，如果电热带线径大小相同，那么功率越小，则使用长度越大。
3、根据不同使用环境来确定所需电热带产品的结构型式。一般场合下选用屏蔽型，有腐蚀性物质的场合选用加强型。
四、自限式电伴热系统的安装注意要点
电伴热系统能否按工艺要求长期正常运行，除了正确的选型设计及本身产品质量外与采用正确与否的安装方法及安装质量是密切相关的，针对施工中电伴热带的安装要求总结如下。
1）电热带的敷设应避开油汽或易燃易爆介质积聚的暗角，电源配电箱应安装于非防爆区。
2）电伴热产品具有全天候防护能力，但安装时应使系统不会发生积聚雨雪。
3）电伴热防爆产品除防爆等级外，自限温型电热带尚有防爆温度组别（如65℃、105℃、135℃），伴热带选型时应充分考虑其使用要求。
4)电热带严禁在拖拉、打折、外力撞击及风力物体损伤，以免磨损电热带绝缘，影响其性能。不得与高温物体接触，严禁高温焊渣溅落到电热带表面，造成烫伤。
5)电热带弯曲半径不可小于规定值（一般取其厚度的五倍）。
6)电热带与附件相连接，为便于检修，应留有一定的富裕量，一般留30cm左右。
7)安装时，电热带应紧帖管道（容器）表面并进行固定（特殊情况另外处理）。
8)在塑料管道上安装时，将电热带铺设在其表面，宜再粘贴铝箔胶带，这样有利于电热带均匀散热，提高其效率。
9)应尽可能将电热带铺设在管道下方45度处，以利于热传导和管道的温度均匀。
10)在一些经常卸拆处，如：阀门、法兰、泵等场所要考虑其缠绕方法，以方便检修而不损坏电热带。
11)电热带与附件配套使用时，接线应符合GB3836.3-2000中4.1、4.2中的要求，并且在离电源接线盒75mm处用胶把铭牌牢固原固定在电热带上，电热带必须配用与环境相适应的防爆附件。接线时严禁两根母线短接或母线金属屏蔽层搭接，以免发生漏电与短路。
12)各附件的密封圈件尺寸必须与所配电热带型号相符，各紧固件应紧固到位，不可松脱，以保证正常的防护与防爆性能。
13)如在系统中应用机械温控器时，应在未通电前调整好温控点，严禁通电调整，温控探头应远离电热带，以免测量不准，造成系统不能正常运行。
14)全部接线完成后，必须对系统进行绝缘，性能检测，（绝缘电阻值应大于20MΩ），并对每个回路的功率电阻进行测量，理论值与实际值须相近（一般偏差在±10%之内）。
15)阀们上安装电热带时严禁用聚胺脂现场发泡，防止电热带夹在中间造成损坏。
16)保温外壳用金属材料时在阀们三通处应用金属片垫在电热带上，以防切伤电热带。
五、电伴热系统故障常见故障及检修方法
5.1 开关跳闸的可能原因
1）电源箱接地绝缘不良或发生短接。排除方法：用欧姆表测绝缘电阻、查看接线正确与否。
2）电伴热带损伤、引起短路。排除方法：用欧姆表测绝缘电阻，对接头进行干燥和密封。
3）回路电力较大。排除方法：更换开关。
5.2 回路发热量低于额定值
1）电压低或无电压。排除方法：修复电源电缆和电力设备。
2）接头松动、电阻较高。排除方法：检查并接好接头。
5.3 发热量正常、但是管路达不到额定的温度
1）保温层受潮。排除方法：更换干燥的保温材料。
2）电伴热带缠绕长度不够。
六、结束语
电伴热系统的正确安装和保养，其运行是安全可靠的，使用寿命也较长。但是如果安装维护不当，轻则会引起不必要的故障、减少使用寿命，重则引发火灾、爆炸等事故。这就要求相关单位和人员重视质量、规范操作，确保电伴热系统安全可靠的运行。
参考文献
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论文作者:杨磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/19
标签：电热论文; 热带论文; 温度论文; 系统论文; 功率论文; 发热量论文; 方法论文; 《基层建设》2017年5期论文;