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管道电伴热系统：排架结构管道散热量的计算
管道电伴热系统：为确保计算的准确性，在计算前应正确确定各项系数，它们是管道、容积、罐体等介质要求维持的温度T，管道的直径d，容器的表面积S，保温材料的种类及厚度，环境温度（最低平均温度）TH，敷设环境（室内或室外、地面或埋地）。并计算维持温度TW与环境温度TH之差△T，△T=TW-TH
本设计为碳钢管线，管径为1"，保温材料为聚氨脂泡沫塑料，厚度是40mm，管道中介质的维持温度15℃，冬季最低平均气温是-69℃，室外冬季平均风速10m/s，管道长度为8×12m，求管道每米热损失。
Q=q×f×g×h
Q-实际需要的伴热量
q-基本情况下单位长度管道的散热量（根据工艺系数查表3-1）
f-保温材料修正系数（查表3-2）
g-管材修正系数（查表3-3）
h-环境修正系数（查表3-4）
△T=TW-TH=15℃-（-69℃）=84℃
查表3-1 d=1 s=40mm △T=80℃时，得到：q=17.6w/m（取80℃）
查表3-2，保温层采用聚氨脂泡沫塑料修正参数为f=0.67
查表3-3，管材修正系数为：g=1
查表3-4，环境修正系数为：采用插入法计算得h=1.1
则所须伴热量Q=17.6×0.67×1×1.1=13w/m
表3-1 管道散热量q（w/m2）
散热量q，以瓦特/米（w/m）单位表示
表3-1中的散热量计算基于几个基本系数
保温材料：玻璃纤维
管道材料：金属
管道位置：室外，风速8.9米/秒，室内=室外×0.9
保温厚度mm
温度℃
管道大小
NB（mm）
NPS（寸）
外径（mm）
8
15
20
25
32
40
50
65
1/4
1/2
3/4
1
11/4
11/2
2
21/2
14
21
27
34
42
48
60
76
10
20
 
6.2
7.2
8.5
10.1
12.1
13.6
16.4
19.3
30
 
9.4
11.0
12.9
15.4
18.5
20.7
24.9
33.7
40
 
12.7
14.9
17.5
20.8
25.0
27.9
9.5
39.7
20
20
 
4.0
4.6
5.3
6.2
7.3
8.0
14.5
11.1
30
 
6.2
7.0
8.1
9.4
11.1
12.2
19.6
16.8
40
 
8.3
9.5
10.9
12.7
15.0
16.5
30.2
22.8
60
 
12.8
14.7
16.9
19.6
23.1
25.5
8.1
35.1
25
20
 
3.6
4.1
4.6
5.3
6.2
6.9
8.1
9.3
30
 
5.4
6.2
7.1
8.1
9.5
10.4
12.3
14.2
40
 
7.4
8.4
9.5
11.0
12.9
14.1
16.6
19.2
60
 
11.4
12.9
14.7
17.0
19.8
21.8
25.6
29.6
80
 
15.6
17.7
20.2
23.3
27.2
29.9
35.1
40.6
100
 
20.1
22.8
26.1
30.1
35.1
38.6
45.4
52.5
30
20
 
3.3
3.7
4.2
4.8
5.5
6.1
7.1
8.1
30
 
5.0
5.6
6.3
7.3
8.4
9.2
10.8
12.4
40
 
6.7
7.6
8.6
9.8
11.4
12.5
14.6
16.8
60
 
10.3
11.7
13.2
15.1
17.6
19.2
22.5
25.9
80
 
14.2
16
18.2
20.8
24.1
26.4
30.9
35.5
100
 
18.3
20.7
23.4
26.8
31.1
34.1
39.8
45.8
120
 
22.7
25.6
29.0
33.2
38.6
42.2
49.3
56.7
140
 
27.2
30.8
34.9
40.0
46.4
50.8
59.4
68.3
160
 
32.1
36.2
41.1
47.1
54.6
59.8
69.9
80.4
180
 
37.1
42.0
47.6
54.5
63.2
69.2
80.9
93.0
40
20
 
2.8
3.1
3.6
4.0
4.6
5.0
5.8
6.6
30
 
4.3
4.8
5.4
6.1
7.0
7.7
8.9
10.1
40
 
5.8
6.5
7.3
8.3
9.5
10.4
12.0
13.7
60
 
9.0
10.1
11.3
12.8
14.7
16.0
18.5
21.1
80
 
12.3
13.8
15.5
17.6
20.2
21.9
25.4
28.9
100
 
15.9
17.8
20.0
22.7
26.0
28.3
32.8
37.3
120
 
19.7
22.1
24.8
28.1
32.2
35.1
40.6
46.2
140
 
23.7
26.5
29.8
33.8
38.8
42.2
48.8
55.6
160
 
27.9
31.2
35.1
39.8
45.6
49.7
57.4
65.5
180
 
32.3
36.2
40.6
46.0
52.9
57.5
66.5
75.8
50
20
 
2.6
2.8
3.2
3.6
4.1
4.4
5.0
5.7
30
 
3.9
4.3
4.8
5.4
6.2
6.7
7.7
8.7
40
 
5.3
5.9
6.5
7.3
8.4
9.1
10.4
11.8
60
 
8.1
9.0
10.1
11.3
12.9
14.0
16.0
18.1
80
 
11.2
12.4
13.8
15.5
17.7
19.1
22.0
24.9
100
 
14.4
16.0
17.8
20.1
22.8
24.7
28.4
32.1
120
 
17.8
19.8
22.1
24.8
28.3
30.6
35.1
39.8
140
 
21.5
23.8
26.6
29.9
34.0
36.8
42.3
47.9
160
 
25.3
28.1
31.3
35.2
40.1
43.4
49.8
56.3
180
 
29.2
32.5
36.2
40.7
46.4
50.2
57.6
65.2
80
20
 
2.1
2.3
2.6
2.8
3.2
3.4
3.8
4.3
30
 
3.2
3.5
3.9
4.3
4.8
5.2
5.8
6.5
40
 
4.4
4.8
5.2
5.8
6.5
7.0
7.9
8.8
60
 
6.7
7.4
8.1
9.0
10.0
10.8
12.1
13.5
80
 
9.2
10.1
11.1
12.3
13.8
14.8
16.6
18.6
100
 
11.9
13.0
14.3
15.9
17.8
19.1
21.5
24.0
120
 
14.7
16.1
17.8
19.7
22.0
23.6
26.6
29.7
140
 
17.7
19.4
21.4
23.6
26.5
28.4
32.0
35.7
160
 
20.9
22.9
25.1
27.8
31.2
33.4
37.7
42.1
180
 
24.1
26.5
29.1
32.2
36.1
38.7
43.7
48.1
表3-2 保温材料修正参数
 
 
保温材料
保温系数f
导热常数（w/m.k）10℃
玻璃纤维
1.0
0.036
岩棉（管壳）
1.22
0.044
棉管壳
1.11
0.04
珍珠岩
1.31
0.047
聚氨脂泡沫塑料
0.67
0.024
聚苯乙烯泡沫塑料
1.86
0.031
硅酸钙
1.50
0.054
石棉縄
1.83
0.066
复合硅酸盐毡FHP-VB
0.65
0.0234
硅酸铝耐火纤维板
1.0
0.036
表3-3 管材修正参数
管道材料
修正系数
碳钢
1
铜
1.05
不锈钢
0.9
塑料
0.65
表3-4 环境修正参数
环境条件
修正系数
室内
1
室外风速5米/秒
1.05
室外风速15米/秒
1.15
室外风速25米/秒
1.3
确定凯发在线平台官方网站的功率及长度
根据散热量及介质维持温度选择相应的电热带，其最高维持温度必须高于介质温度，单位长度热损失大于电热带额定功率时（即比值大于1时），用以下方法来修正：
 
a.当比值大于1.5时，采用两条或更多条的电热带平行敷设，电热带长度为管道长度。
 
b.当比值在1.1-1.5之间时，可采用卷绕法，如图，方法为根据热损失与电热带功率的比值，查表3-5得到郑绕的节距，并按此敷设。电热带长度为管道长度×比值。
 
c.修改保温材料或厚度。
 
 
 
 
管径
每米管线所需功率与加热电缆米功率之比
 
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1"
229
152
102
102
76
1 1/4"
305
203
152
127
102
1 1/2"
330
229
178
152
127
2"
432
280
229
203
178
2 1/2"
508
356
280
229
203
3"
610
432
330
280
254
3 1/4"
711
483
381
330
280
4"
787
533
432
356
305
4 1/2"
889
610
483
406
356
5"
990
660
533
457
381
6"
1168
787
635
533
457
8"
1500
1041
838
711
610
产品样本10℃时，每米输出功率15W/m，小于散热量q=13W/m
确定安装系数13/15＝0.87
管道部分长度L1＝8×12×0.87＝83.52m
其它部分:L2=2×1+0.13×22=4.86m（二个接线盒，二个尾端）
总长度L＝L1＋L2＝83.52+4.86＝88.38m
    电热带实际总长度L=88.38m，选用10A开关，电热带可以任意切割。
 总功率N=L×q=88.38×13=1149W(1.149KW)。
由于石油钻井工地有防爆要求，故选择的器件也须满足防爆等级要求。根据《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)》及《石油设施电气装置场所分类》，工作区为2区，eT2类电气设备。
为了减少电热带加热油管的时间以及方便电热带的敷设，采用双带平行敷设。
故重新计算单边电热带长度L1＝3.493×12×2+0.13×11+2＝87m
一个管排架用两根电热带，所以总长L＝87×2＝174m
总功率N＝15×174＝2.6KW
额定电流I＝2.6×1000/220＝11.8A
所以要选择额定电流为16A及以上的防爆开关，及提供大于2.6KW，电压为220V的交流电源。

相关信息：排架结构管道电伴热设计和配置
来源：安邦集团      时间：2012-02-20 13:44:26
  
　

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