淺論電伴熱帶的選型、安裝和維護

文/王洪波

電伴熱帶的類型特點、安裝的注意事項和日常維護方法——電伴熱與蒸汽伴熱相比，具有裝置簡單，發(fā)熱量均勻，溫度控制準確，節(jié)約水資源，環(huán)境污染小，熱交換率高，設計、安裝和維護難度小等優(yōu)點。電伴熱帶可分為恒功率型電伴熱帶和自控溫型電伴熱帶。與實際工作相結合，本文簡單介紹了電伴熱帶的類型特點、安裝的注意事項和日常維護方法。

電伴熱帶的類型及特點

目前市場上的電伴熱帶根據控制原理主要分為2種：恒功率型電伴熱帶和自控溫型電伴熱帶。

恒功率型電伴熱帶

恒功率型電伴熱帶作為最早出現(xiàn)的電伴熱帶類型又分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。

（1）并聯(lián)型恒功率電伴熱帶原理和結構、適用場所

多個恒功率的發(fā)熱單元并聯(lián)在一起組成的電伴熱帶就是并聯(lián)型恒功率電伴熱帶，如圖1所示它是由電源母線和母線絕緣、母線主絕緣、外護套、金屬屏蔽層、加強護套構成。電源母線一般是2條或3條相互平行的絕緣銅線，在它的絕緣護套上纏繞電阻絲，電阻絲每隔一定距離（即“發(fā)熱單元長”）與母線連接，構成連續(xù)并聯(lián)電阻，在母線通電后，所有電阻絲發(fā)熱，形成連續(xù)的加熱帶，伴熱帶的發(fā)熱核心為電阻絲。

圖1 并聯(lián)型恒功率電伴熱帶

并聯(lián)型恒功率電伴熱帶主要用于石油、化工等行業(yè)，可以快速起動，但是不能交叉或重疊使用，需要配套溫控系統(tǒng)，最高耐熱溫度為215℃，最短不能小于一個發(fā)熱單元長度，最長回路可達180 m。

（2）串聯(lián)式恒功率串聯(lián)式電伴熱帶原理和結構、適用場所

串聯(lián)式恒功率電伴熱帶如圖2所示由電源母線（芯線）、母線絕緣層、外護套、金屬屏蔽層、加強（防腐）護套構成。電流流過導體可以不斷釋放能量，構成一條發(fā)熱均勻并且連續(xù)的的電伴熱帶，其發(fā)熱核心為母線（芯線）。

圖2 串聯(lián)式恒功率電伴熱帶

串聯(lián)型恒功率伴熱電纜主要用于石油、化工等行業(yè)，具有快速起動的優(yōu)點，但是不能交叉或重疊使用，需要配套溫控系統(tǒng)，最高耐熱溫度為215℃，單回路最長可達 1 800 m左右，可以在長距離輸送管道上使用。但是串聯(lián)型恒功率伴熱電纜必須根據實際使用情況設計長度，需要在生產廠預制，否則會無法達到設計要求，嚴禁任意切割和延長。

（3）恒功率型電伴熱帶的特性曲線和優(yōu)缺點

恒功率型電伴熱帶特性曲線見圖3。恒功率電伴熱帶的優(yōu)點：a.不存在啟動大電流，功率恒定；b.具有使用壽命長、啟動電流小、記憶性能好、年衰減率低；c.升溫均勻；d.耐溫等級高，最高可耐溫215℃；e.節(jié)約電能、運行費用低；f.可以長距離使用，單回路長度大，在長距離伴熱時，需要的回路少，總投資低。

圖3 恒功率型電伴熱帶特性曲線

恒功率電伴熱的缺點：a.不能交叉重疊使用，否則容易燒毀，在需要交叉重疊敷設且無法設置保溫層的場所（如圖4、5、6所示）敷設較困難；b.不能隨意剪裁或接長，并聯(lián)型恒功率電伴熱帶雖然可以剪裁但是必須剪裁在發(fā)熱單元之間，而串聯(lián)型恒功率電伴熱帶則完全不能剪裁。

圖4 伴熱帶在閥體上的安裝方法

自控溫型電伴熱帶

（1）自控溫型電伴熱帶原理和結構、適用場所

自控溫電伴熱帶如圖7所示是由2根平行導電金屬導線、發(fā)熱芯帶（PTC材料）、絕緣層、屏蔽層、外護套構成。發(fā)熱芯帶（PTC材料）是發(fā)熱核心, PTC材料是一種在塑料中加入導電碳粒經特殊加工而成的材料。當伴熱帶環(huán)境溫度較低時，發(fā)熱芯帶（PTC）中的微分子收縮，碳顆粒相互聯(lián)通組成通電回路，伴熱帶就開始發(fā)熱；環(huán)境溫度較高時，發(fā)熱芯帶（PTC）中的微分子膨脹，碳顆粒相互分離，使電路中斷，電阻變大，伴熱帶功率隨之降低，發(fā)熱量也隨之降低，這就是我們常說的電阻正溫度系數(shù)（PTC）特性（見圖8）。伴熱帶的溫度變化過程通過PTC本身特性自行完成的，避免其伴熱溫度過高或過低。

圖7 自控溫電伴熱帶結構圖

圖8 電阻正溫度系數(shù)（PTC）特性

自控溫電伴熱帶適用于石油、化工等行業(yè)，可以快速起動，任何一個點都可以根據被伴熱處的溫度變化自動調節(jié)，因此允許交叉重疊纏繞敷設,不會出現(xiàn)過熱和燒毀現(xiàn)象，若需要精確控制溫度，可以設置設溫控系統(tǒng)。最高耐熱溫度為 135℃左右，可任意剪切，且最大使用長度約在 100 m左右。

（2）自控溫電伴熱帶的特性曲線和優(yōu)缺點

圖5 伴熱帶在過濾器上的安裝

圖6 伴熱帶在管道三通上的安裝

圖9 自控溫電伴熱帶特性曲線

自控溫伴熱帶的優(yōu)點：a.溫度均勻，不會過熱，安全可靠性高；b.節(jié)約電能，正常穩(wěn)態(tài)工作時每米功率約為8~10W；c.可以任意剪裁和接長，便于設計和安裝；d.可以交叉重疊使用，在需要交叉重疊敷設且無法設置保溫層的場所（如圖4、5、6所示）可良好的達到伴熱效果；e便于自動化管理。

自控溫伴熱帶的缺點：a.耐受溫度較低，最高耐溫約在135℃左右；b.最大使用長度較短，為100 m左右；c.價格較昂貴。

電伴熱的安裝

電伴熱帶的敷設原則

1.嚴禁電伴熱帶與蒸汽伴熱在一個場所內混合使用；

2.絕緣層不得損壞，應緊貼在被加熱體表面以便提高伴熱效率，如果被加熱體為非金屬體，應采用鋁箔膠帶增大解除傳熱面積，并用緊固帶固定，嚴禁采用金屬絲綁扎；

3.電伴熱帶需沿管道平行敷設時應安裝在管道的下方，并且與管線橫截面水平軸線成45?角，如果采用兩根電伴熱帶應對稱敷設（如圖10所示）。

圖10 伴熱帶在管道上的安裝位置

4.電伴熱帶在管線或容器上每隔0.5m采用纖維壓敏膠帶或鋁膠帶固定一個點；

5.所有的散熱體（例如支架、閥門和法蘭）應按照設計要求預留所需長度的電伴熱帶；

6.法蘭處的介質容易泄露，因此電熱帶應避免敷設在正下方；

7.應避免電伴熱帶兩根母線直接接觸，造成短路；

8.處理電伴熱連接處和尾端采用的密封膠和絕緣膠布應防水；

9.屏蔽層必須接地，接地電阻不大于4Ω；

10.電伴熱帶的最小安裝彎曲半徑必須大于伴熱帶厚度的5～6倍；

11.電伴熱帶附件，即電源接線盒、尾端接線盒、二通接線盒和三通接線盒都應按照產品說明書進行接線，并且由于接線盒內部空間較小，芯線要盡可能剪短，兩股芯線距離不能太近，更不能搭接，嚴禁與編織層接觸，盒內清理干凈不能留有雜物，以防漏電和短路。還應在接線端預留一小段電伴熱帶以便將來維修使用；

12.安裝附件時，密封圈、緊固件要齊全，確保密封圈安裝到位，扣蓋緊固時，螺栓要對角緊固，使其均勻受力以防松動或盒內 進水。

在保溫材料安裝之前應檢查和測試

檢查電伴熱帶的表面是否存在損傷，附件是否安裝完整，用500 V兆歐表測試每一個回路，絕緣電阻應在20MΩ以上。

在保溫層施工時注意事項

電伴熱帶安裝并試驗合格后應馬上開始保溫層的施工，在保溫層施工時應注意以下幾點：1.必須使用材料類型、厚度、規(guī)格符合設計要求的保溫層材料；2.施工時必須采用干燥的保溫材料，不應含有水分，并且保溫層外應附有防水外罩；3.安裝保溫層時不得造成電伴熱帶的損傷，保溫層安裝完成后應馬上對電伴熱帶進行絕緣試驗。4.在外包保溫鍍鋅鐵皮時，嚴禁使用鉚釘，防止造成電伴熱帶的破損，使用的螺釘不能過長，以免刺破電伴熱帶護套；5.要在附件安裝位置的保溫層上貼標識標簽，便于出現(xiàn)故障時查找故障點和維修。

電伴熱的故障分析

電伴熱系統(tǒng)在正確安裝和操作的情況下，其運行完全可靠，并且使用壽命比較長。但是，在電伴熱及其附件是在項目建設期間安裝敷設的，無法完全避免由于安裝或維護不當造成電伴熱帶的損壞以及由于電伴熱帶損壞而出現(xiàn)的各種故障。下面介紹幾種容易出現(xiàn)的電伴熱帶的故障現(xiàn)象和處理建議。

1.電伴熱帶絕緣低，原因主要有3個：a.固定保溫的釘子刺破了電伴熱帶的芯線絕緣造成了接地；b.電伴熱帶的尾端未做保護或者尾端密封不嚴進水；c.電伴熱帶受潮或者是附件（如兩通、三通）進水，建議更換有問題的電伴熱帶，然后重新測量電伴熱回路絕緣阻值，直至滿足絕緣要求為止。

2.電伴熱帶過長，超過最大回路允許長度，造成電路過流，開關跳閘。建議重新計算和設計電伴熱回路，增加一個電伴熱回路。

3.伴熱溫度達不到設計溫度，原因主要有3個：a.電伴熱帶與被伴熱體的接觸不夠緊密；b.保溫層受潮；c.電伴熱帶的長度不夠。

電伴熱的日常維護

為了保證電伴熱系統(tǒng)的安全運行、伴熱效果達標和延長使用壽命，應定期對電伴熱系統(tǒng)進行檢查，通常按以下幾種情況進行。

1.電伴熱系統(tǒng)完工后，第一次使用前。

2.每年例行檢查一次，一般在冬季之前或裝置檢修期間。

3.每次故障排除之后應對維修后的回路進行預防性檢查，主要檢查內容。a.防護層：檢查所有電伴熱帶保溫材料外部的防護層有無損傷。防護鋁皮接縫處的密封硅膠是否完好，保溫層有無松動和脫落；b.電源接線盒：檢查所有的接線盒的外觀是否有破損，密封是否完好，檢查接線盒內部的接線點是否受潮和腐蝕，是否有松動虛接；c.檢查控制電纜是否腐蝕、破損，配電箱內熔斷器、指示燈等元件是否正常。

結語

電伴熱系統(tǒng)對于裝置的安全生產至關重要，因此要求施工人員一定要有高度的責任心，嚴格按照廠家資料和施工規(guī)范進行施工，施工過程要注意保護，盡量減少施工過程中人為因素引起的故障，確保電伴熱系統(tǒng)的正常運行。 ●