概述 伴热在工业生产中是常遇到的问题;因环境温度较低,使得在管道或容器中的液体冻结,而无法输送。这样就要求在管道或容器外面补充热量,目的是阻止管道或容器里的液体冻结,这一举措被称之为——伴热。一般我们常用到的伴热方式有;蒸汽伴热、热水伴热和电加热伴热。在这里我们所说的伴热是电加热伴热的一种—自限温电伴热带。 伴热带是人们所熟知的电阻加热方式的一种,电阻型加热的电阻(发热元件)有铜—镍合金和镍—铬合金,可以制作成串联电阻型电热电缆和并联电阻型电热电缆,电阻型电热电缆材料选择主要取决于所维持被伴热体温度。如高温矿物材料绝缘电热电缆( MI )型可维持温度达 427 ℃ 。这些电阻型电热电缆不受管道温度和气候条件的影响,这样使用起来受到了一定的限制,生产费用也较高。 随着材料科学的发展,电阻导体材料也有:用经过射线处理过的具有 PTC 性能的高分子半导体塑料的电阻,这种半导体塑料具有特殊的分子记忆能力,它可以根据环境温度的变化,自动进行电流量的调节,因此而派生出一种新型的自限温电伴热带产品,从此克服了原电阻型电热电缆的温度不能自行限制的不安全隐患,使用更为便捷。技术原理 自限温伴热带工作原理;在两根平行导线中间充填 PTC 高分子半导电塑料作芯带,其中高分子塑料是基体材料起骨架和填料载体的作用,无机导体填料是电流载体在绝缘体中形成连通的导电网络,起电流通道作用。当电源接通后,电流经过其中一根导线通过带芯到另一根导线上,形成回路,带芯通电后发热,以补偿管道的散热损失。 这种半导电塑料,在温度上升时,受热膨胀,使得部分电流通道网络逐步断开,通过的电流减少,发热量也随之减少。当温度上升到某个范围时,半导电塑料中电流通道因受热膨胀,几乎都成断路,电伴热带电源等于切断,而在温度降低时,芯带收缩,电流通道重新接通,电伴热带又开始供给热量,这就是自限温伴热带实现自动调节温度的原理。
(1)环境温度低时,半导体塑料微观收缩,电流通道增加,电阻体发热量增加。 (2)环境温度中等时,半导体塑料微观膨胀,部分电流通道断开,电阻体发热量减少。 (3)环境温度高时,半导电塑料有较大的热膨胀,几乎所有电流通道被切断,电流几乎不通,故发热量近似于零。 以上的工作原理,就是我们常提道的 PTC 效应。 PTC 效应即是正温度系数效应,特指材料电阻率随着温度升高而增大,并在一定温度区间电阻率急剧增加的特性。那么具备这种效应的材料也就称之为 PTC 材料,我们现在所介绍的电伴热带的带芯就是高分子 PTC 材料。由半晶高聚物与炭黑等混合制成。 电伴热带的电阻随着温度升高而增大,在降温时电阻能沿着原升温路线返回到原来的起点,这便是 PTC 的记忆功能。具有长期反复使用的记忆性能,是对电伴热带使用寿命长短品质优劣起着决定性的作用。
自限温电伴热带主要指标有:标称功率、温控指数、最高维持温度、最高曝露温度、最高表面温度、最大使用长度。自限温伴热电缆生产工序流程图;
技 术 特 性通过以上的分析自限温电热带与传统的伴热形式相比较,其特点有以下明显的优点: 1、在工业方面;传统的伴热形式是用蒸汽、热水伴热,投资费用大,(一般有锅炉、供热管道、水泵等一系列的设备)。而电伴热带只需要;电缆、电热带和特殊场合下防爆器件既可。投资是大大的降下来了。 2、在节能方面;蒸汽和热水在长途输送过程中,热损相当可观,能直接用在被伴热管道上的热能也有温度不平均的问题。这些在施用电热带伴时都可以避免,使得伴热效率高,节约了不必要的能源损耗。 3、在维护方面;传统的伴热所使用管道很容易锈蚀、堵塞、蚀穿,这样维护起来困难比较大,而电热带一次安装到位基本上没有问题。 4、从经济效益和社会效益上来比较,电伴热带有着明显的优势。例;某大型化肥厂 700 米 长工艺管线保温(维持温度 90~ 110 ℃ )采用蒸汽伴热和电伴热方案进行比较。 ( 不包括对锅炉的投资 , 如购置蒸汽价格应高出 20%) 1)从投资估算对照情况来看,经过精确核算,蒸汽管的投资是电伴热带投资的4倍。 2)操作费用对照表蒸汽工艺伴热管( DN20 )费用电伴热带( ZBR-PF 型)费用0.5 吨 / 小时 ( 全年 300 日 )60W/m( 启动功率 )15W/m (维持温度)0.5*300*24*50 元 / 吨180000 元 / 年700*15*300*24*0.5 元 /kw38800 元 / 年管道维护费用3000 元 / 年电伴热带维护费用1000 元 / 年小计 ;183000 元 / 年39800 元 / 年蒸汽和电伴热带的年费用比例 ; 4.5 : 1社会效益;在于环保、节能。给社会构造一个和谐的环境。