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电伴热技术

时间:2014-12-07      阅读:2233

电伴热技术来源
    在石油、石化、化工等行业由于管线、设备需要在一定的温度(高于环境温度)下运行,如只采取保温措施,不管保温做得多厚,管线或设备的温度zui终都会降到环境温度,其原因是由于存在热损失。伴热,就是通过外界对管线或设备提供热量,当提供的热量与管线或设备的热损失相当时,管线即可在该温度下保持温度的相对恒定。这种由外界向管线或设备提供热量的方法就是伴热。 
伴热可分为三种形式: 
1、以电为能源的称为电伴热 。 
2、以蒸汽作为传热介质的称为蒸汽伴热 。 
3、以热水作为传热介质的称为热水伴热。 
电伴热的特点
    电伴热,相对于蒸汽伴热,由于其控制温度准确、传热效率高、安装简便及操作和维护方便等优点,正受到用户、设计院的重视而得到越来越广泛的应用。 
    电伴热的设计相比蒸汽伴热而言比较简单,只要遵循并理解相关的标准、厂商的设计要求和正确的设计方法,就可以快速、地设计出一套的电伴热系统。 
    但是电伴热由于其涉及的专业较多,如工艺、配管、电气和仪表,在安装时除上述专业外还涉及非常重要的环节-保温,应做好各专业的协调、衔接才能保证电伴热系统达到预期的效果。 
一、自限温电伴热技术
    北京中海华光电伴热技术有限公司在科研、开发电伴热材料和辐射交联技术,并把导电塑料和辐射交联技术与电热产品技术结合起来,在2004年推出了系列的自限温电伴热带,实现了电伴热材料的划时代突破。 
   北京中海华光自限温电伴热带有两种结构的,一种结构是由导电塑料和母线挤压而成,另一种结构是将导电塑料拉成纤维包在母线上而成。导电塑料是由塑料加导电碳粒构成,当给平行母线通电时,碳粒就在两条平行母线间形成电路。 
在每根电伴热带内,母线之间的电路数随温度的影响而变化,当电伴热带周围的温度变冷时,导电塑料产生微分子的收缩而使碳粒连接形成电路,电流流经这些电路,使中海华光电伴热带发热;当温度升高时,导电塑料产生微分子的膨胀,碳粒渐渐分开,引起电路中断,电阻上升,电伴热带自动减少功率输出。 
二、中海华光电伴热带标准 
    中海华光电伴热带产品设计是以达到或超过用户的要求为指导思想,产品在制造前需进行深入细致的设计审查,在生产线上采用严谨的生产技术来保证产品的质量。中海华光电伴热带所有的电伴热产品均需满足国家电伴热标准,该标准结合了中国电伴热的耐用性、稳定性、可靠性标准,所有中海华光电伴热带产品均满足以下: 
自控标准:为满足快速起动和节能的要求,中海华光电伴热带具有严格的自控标准,在产品进入市场前,我们测量热输出随温度变化的调整率。 
循环温度下的稳定性:对中海华光电伴热带进行加热和冷却循环试验,我们保证其热量输出的稳定性,这项试验是使用户确信中海华光电伴热带内绝缘层与导电塑料之间及母线与导电塑料之间接触紧密,并且塑料内的导电碳粒分布正常。 
加速热老化试验:这是一种寿命测试方法,中海华光电伴热带产品加热超过其额定温度范围,我们可以计算出它们在额定温度范围内的正常使用寿命。 
三、导电塑料技术基本原理


伴功率输出变化随管道温度变化而变化 
当管道温度升高伴输出功率减小 
每点提供管道所需热量 
冷管线提供更多热量 
热管线提供较少热量 
四、自限温电伴热带的结构与原理 
1、自限温电伴热带结构 

温度低时,碳分子收缩,导通回路多,输出功率大 
温度高时,碳分子膨胀,导通回路少,输出功率小 
周而复始,自动调控,保持管道恒温,不需要恒温器。 
2、工作原理 
根据欧姆定律 
P = V2 /R
电阻增加输出功率减少;既温度增高输出功率减少。 
反之,温度减少,输出功率增高。 
导线之间并联无数随温度变化的可变电阻。 
五、辐射交联技术在电伴热系统的应用


塑料的基本结构

电子加速器产生高能量电子


聚合物辐射交联


辐射交联后的聚乙烯


辐射交联使得绝缘塑料中的氢键断开,原来的绝缘塑料具有了导电性,同时辐射交联使导电塑料成为立体网状结构,碳碳键的影响力已跨越链之间。 
六、工作(使用)寿命 
阿瑞尼阿斯方程式 
K=Ae-E.RT
K = 化学反应率 
E = 反应活能 
R = 气体常数 
T = 温度 
A = 频率因素 
LOG (寿命)= 常数(1/ T) 
根据阿瑞尼阿斯方程式-加速老化试验预测伴寿命。

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