本文中的電伴熱方式是針對(duì)大型石油化工企業(yè)金屬管道熱輸管道加熱、保溫的新技術(shù)、新工藝。此種加熱技術(shù)具有效率高，適用于長(zhǎng)、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(yōu)點(diǎn)。因此，廣泛用于各種不同性質(zhì)的液態(tài)物質(zhì)的管道運(yùn)輸中。

1概述

    電伴熱是利用電伴熱產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱量來(lái)補(bǔ)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(shè)備)外壁之間，利用電熱來(lái)補(bǔ)充輸貯過(guò)程中所散失的熱量，以維持在一定的溫度范圍內(nèi)，達(dá)到保溫和防凍的目的。

2 電伴熱的主要設(shè)計(jì)

    因?yàn)殡姲闊岬碾姛釒前惭b在絕熱層和管道(或設(shè)備)外壁之間，所以電伴熱仍需有絕熱層、防潮層和保護(hù)層。絕熱層的材質(zhì)、厚度和結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)先按保溫和防結(jié)露要求的絕熱層厚度計(jì)算和選擇電熱帶功率，當(dāng)功率過(guò)大時(shí)，再增加絕熱層厚度。用于保溫為目的的絕熱設(shè)防潮層。只有在確保夏季管道、設(shè)備表面不結(jié)露的情況下才可不設(shè)防潮層。保護(hù)層的設(shè)置要求與非電伴熱保護(hù)層的設(shè)置要求相同。

3 電伴熱和蒸汽伴熱的區(qū)別

    在工業(yè)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(guò)蒸汽伴熱管道散熱以補(bǔ)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(gè)較低的效率。而且，工業(yè)需要伴熱的管道一般以儀表管線、工藝管線及化學(xué)管線為主，這些管線比較復(fù)雜，鋪設(shè)蒸汽伴熱管道十分不便。另外，在冬天運(yùn)行時(shí)，蒸汽伴熱管道經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，每年冬季維修部門都不得不在管線保溫上花費(fèi)大量的人力、物力來(lái)確定冬季運(yùn)行安全。

    2O世紀(jì)70年代，美國(guó)能源行業(yè)就提出用電伴熱方案來(lái)替代蒸汽伴熱的設(shè)想。20世紀(jì)7O年代末一2otH：紀(jì)8O年代初，包括能源業(yè)在內(nèi)的很多工業(yè)部門已廣泛推廣了電伴熱技術(shù)，以電伴熱全面代替蒸汽伴熱。電伴熱技術(shù)發(fā)展至今，已由傳統(tǒng)的恒功率伴熱發(fā)展到以導(dǎo)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(guò)自控溫電伴熱電纜自動(dòng)控溫來(lái)完成。

   由于整個(gè)溫度控制過(guò)程都是有材料本身自動(dòng)調(diào)節(jié)完成的，其控制溫度不會(huì)過(guò)高也不會(huì)過(guò)低。因此，電伴熱所具有的良好特性是其他伴熱系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。

4 電伴熱系統(tǒng)施工工藝特點(diǎn)

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

4．1材料檢查

    首先檢查所接收的電纜及附件，確認(rèn)型號(hào)是否正確，所有的電纜在外護(hù)套上印有材料編號(hào)，特殊的附件可參閱設(shè)計(jì)圖紙。還要進(jìn)行外觀檢查，確保產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)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(huán)境中直到準(zhǔn)備安裝。

4-2熱管及集膚效應(yīng)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(yè)人員進(jìn)行，選用適用于熱管焊于及工藝管道的焊接設(shè)備及焊槍。焊接過(guò)程需非常仔細(xì)，確保整個(gè)熱管及工藝管道不被焊?jìng)?/span>

    2) 熱管連接。當(dāng)工藝管道由兩個(gè)管段連接并且熱管為單一管道時(shí)，兩個(gè)工藝管道必須在熱管安裝前連接，連接套管將用于兩個(gè)熱管接頭。熱管的內(nèi)邊在焊接前需打磨成斜面，安裝承包商需在現(xiàn)場(chǎng)完成斜面制作。熱管的內(nèi)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(jìn)行10％的環(huán)形焊縫以提供一個(gè)密封和電氣通道。該焊縫不應(yīng)焊透，焊接深度應(yīng)在熱管壁厚的40070～6o％。熱管連接接頭焊接完成后需進(jìn)行外觀檢查，檢查將確認(rèn)熱管是直線的，及焊接接頭已適當(dāng)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(guò)通球測(cè)試，在兩個(gè)接頭焊接完成后鋼球需通過(guò)熱管，鋼球的直徑將略小于熱管的內(nèi)徑。如果鋼球不能通過(guò)熱管，管道必須切割及修補(bǔ)。

    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(diǎn)在工藝管時(shí)鐘2點(diǎn)位置，過(guò)程及終點(diǎn)也必須在工藝管時(shí)鐘2點(diǎn)位置。可采用一個(gè)模板使熱管在焊接過(guò)程中始終保持在該位置。除在設(shè)計(jì)圖中表示外，熱管必須始終保持直線無(wú)彎曲。熱管通過(guò)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(duì)于_T藝管或熱管都是不允許的。管焊接附在藝管上時(shí)，應(yīng)避開(kāi)工藝管道的焊縫距離至少為50 mm。

    4) 集膚效應(yīng)系統(tǒng)盒子安裝規(guī)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(xù)焊接在工藝管上。所有電纜盒的位置將在設(shè)計(jì)圖紙上表示。

    5) 最終檢查及核查清單。焊接完成后，需進(jìn)行外觀檢查，檢查將確認(rèn)熱管連接主管的斷面及熱管接頭已經(jīng)適當(dāng)?shù)那鍧?，使用尖鐵錘清除所有焊渣及使用金屬絲刷清潔表面，確認(rèn)所有的盒子人口已清除毛刺及帶斜面。焊縫嚴(yán)密性測(cè)試將通過(guò)使用氮?dú)饧皦嚎s空氣進(jìn)行，通過(guò)使用壓力表在兩個(gè)盒子間進(jìn)行測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)泄漏，使用肥皂水確認(rèn)漏點(diǎn)位置。所有的泄漏點(diǎn)在進(jìn)行下一步前須進(jìn)行改正，測(cè)試的目的是確保焊縫的完整性和盒子的嚴(yán)密性。就熱管安裝至：【藝管上后，通球測(cè)試將再次進(jìn)行，使用壓縮空氣推動(dòng)該球穿過(guò)熱管。如果球不能通過(guò)熱管，管道將被切割及修補(bǔ)。作為最后一步，移除所有灰塵，如通過(guò)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(zhǔn)備安裝伴熱電纜。確認(rèn)對(duì)所有管道安裝檢查已經(jīng)完成，保留檢查表作為永久紀(jì)錄。在整個(gè)安裝過(guò)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(yīng)伴熱電纜安裝

    1) 伴熱電纜拉線前的準(zhǔn)備。6 film～8 rrm踐徑的聚丙烯拉繩必須安裝在熱管內(nèi)部，這個(gè)拉繩是安裝集膚效應(yīng)伴熱電纜及清潔熱管所需要的。一個(gè)空氣槍或膠帶將使用于第一次在兩個(gè)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(guò)熱管以清潔及干燥熱管，在通過(guò)熱管后如果任何潮濕在棉布上顯示，使用更多的棉布通過(guò)該熱管直到?jīng)]有潮氣顯示。

    3) 集膚效應(yīng)電纜安裝。該管道必須已經(jīng)完全通過(guò)測(cè)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(jìn)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(yīng)伴熱電纜系在拉繩上。除非制造商特別說(shuō)明，根據(jù)設(shè)計(jì)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(diǎn)與終點(diǎn)問(wèn)的距離至少比電纜盤上標(biāo)注的電纜長(zhǎng)度小5 Ill。拉線過(guò)程中至少需要一個(gè)人在拉線盒位置進(jìn)行協(xié)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(méi)有粘連或電纜翹曲，應(yīng)當(dāng)從最近的拉線盒慢慢的拉動(dòng)拉繩，輕輕的將電纜插入最近的盒子的熱管，當(dāng)更多的線進(jìn)入熱管，拉繩應(yīng)當(dāng)安裝或進(jìn)入下一個(gè)拉線盒。仔細(xì)指導(dǎo)及監(jiān)控通過(guò)每個(gè)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(gè)連接組件內(nèi)，在設(shè)計(jì)圖上記錄每個(gè)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(shí)做好電纜長(zhǎng)度的記錄，對(duì)于精確計(jì)算管道每米功率，總的長(zhǎng)度是必需的，伴熱電纜外護(hù)套上標(biāo)有長(zhǎng)度標(biāo)尺用于核對(duì)安裝長(zhǎng)度。

4．4測(cè)試

    1) 測(cè)試要求。以下為將需設(shè)備：鋼球、氮?dú)饣驂嚎s空氣，壓力表、2500VDC搖表、電壓表、鉗形電流表。

    2) 準(zhǔn)備。在開(kāi)始測(cè)試程序前確認(rèn)所有的電氣連接及接地已經(jīng)預(yù)先核對(duì)完畢，在完成所有測(cè)試后，確認(rèn)所有的接線盒，控制器等已合上以防止潮氣進(jìn)入。

    3) 測(cè)試。以下測(cè)試將在集膚效應(yīng)系統(tǒng)上進(jìn)行：所有熱管接頭必須進(jìn)行外觀檢查，檢查將確認(rèn)熱管是直線的及焊接接頭已完全清潔。熱管將進(jìn)行通球測(cè)試，通球?qū)⒃趥€(gè)焊接斷面間進(jìn)行。焊縫測(cè)試將在2個(gè)接線盒間進(jìn)行。熱管焊至工藝管后，通球測(cè)試將再進(jìn)行一次。每段伴熱電纜均須進(jìn)行絕緣測(cè)試。

絕緣測(cè)試：使用250o VDC搖表測(cè)量電纜導(dǎo)體與管道接地間的絕緣，最小讀數(shù)需為50兆歐并做記錄。電纜中間接頭完成后絕緣測(cè)試應(yīng)再次進(jìn)行。確認(rèn)每3米在保溫外皮上安裝警示標(biāo)簽已完成。

5結(jié)束語(yǔ)

    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(fèi)用卻有較大的降低，經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。而且，從國(guó)內(nèi)多家石油和化工企業(yè)電伴熱運(yùn)行情況來(lái)看，電伴熱已經(jīng)達(dá)到預(yù)期效果。無(wú)論從技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)效益，還是節(jié)能、環(huán)保方面，都明顯優(yōu)于蒸汽伴熱，相信在不久的將來(lái)，電伴熱方式肯定會(huì)取代蒸汽伴熱方式。