MI矿物绝缘加热电缆工程设计方案
时间：2016-10-10 阅读：8884
MI矿物绝缘加热电缆工程设计理论主要是：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，来保证被加热物体可以保持所需的工艺温度而能正常工作。
1、设计使用矿物绝缘加热电缆需要提供的参数。
（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zui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。
2、各种设施及场所需要的加热热量
（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zui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。
3、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zui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。
MI矿物绝缘加热电缆工程的施工适宜领域
1、化学工业：加热管道、容器、罐体等，要求产品在加工过程中保持需要的工艺温度场所。
2、石油工业：内外原油管道、阀门、装置、油罐加热。
3、发电站： 燃油电站的油管路、容器供油加热；水电站的管路防冻加热；核电站的水管、阀门及反应堆钠回路预热。
4、天然气业：气罐水封加热、管道阀门及装置加热、催化反应器中的气体加热、天然气气体品管路加热等。
5、建筑工业：水泥快速干燥加热、耐火砖的预干燥、住宅和建筑物内部取暖加热。
6、造船工业：甲板和船舱间防冷凝加热。
7、农畜产业：家禽家畜养殖暖房防冰、采暖、种植植物生长加热。
8、城市建设：道路、斜坡、台阶、桥梁、隧道路面等防冰加热；体育运动场、广场、机场跑道等融雪除冰；屋顶、房檐、雨漏等防结冰等场所。