电伴热系统在隧道中的应用

电伴热系统在隧道中的应用

摘要：随着高速公路建设的快速发展，在建设期及运营期之间的各种安全问题变得尤为重要，消防安全是重中之重。隧道内消防管道的防冻保温需要采取电伴热系统的保护，保证管道的安全，实现消防系统的安全运行。

关键词：电伴热系统;隧道;管道防护中

随着《高速公路网规划》的逐步实施，逐步成为全国公路隧道大省，高速公路的发展，高速日趋饱和，越来越多的在建高速为山区高速公路，几乎都涵盖了隧道。因此隧道机电安装的设计和施工成为了重点和难点。如何保证隧道运营的安全性，隧道消防也成为不可或缺的部分。消防管道和生命安全息息相关，尤其是在寒冷的冬季，消防管道的防冻保温就需要电伴热系统的保护，来保证消防管道不被冻结。通常隧道所处地理位置的日常气温及其温度的极限；在隧道口等部位风速较大，温度较低；隧道内部长期处于潮湿状态等，冬季冰冻几率较大，为了保证消防系统在冬季冰冻期能够正常运行，隧道消防系统采用管道电伴热系统。

1、电伴热系统的产生和优势

1．1电伴热系统的产生

20世纪50～60年代国外着手研究用电能转换热能的

新产品。各种电伴热产品逐渐出现。我国80年代后期在石油化工企业开始大量采用电伴热产品。近20年来电伴热在我国工业中的应用越来越广泛，国内外的各种电伴热产品也竞相在市场上出现。

1．2电伴热系统的优势

传统的办法是以蒸汽、热水或导热油为热媒用内外伴管、夹套管或内外盘管的方式向设备和管道提供所需的热量。蒸汽在供汽、疏水、凝液回收，温度控制，热能量利用

方面不仅工程量庞大，而且运行成本高，加上蒸汽系统的设备和管道还容易腐蚀。正是因为上述的原因电伴热产品越来越受到欢迎。

它比别的伴热方式有以下优点：

（1）电伴热产品体积小、柔性好、系统结构简单、设计和施工方便、维护量小；

（2）使用寿命可长达15～25年；

（3）维持温度的范围广泛，最高可达450℃以上；（4）热效率高节约能源；

（5）在没有蒸汽供应的装置电伴热是**的选择；（6）电伴热产品比蒸汽系统的设备更耐腐蚀；

（7）先进的监控系统：对电伴热系统可实现现场及远程监控，并提供趋势跟踪和历史记录，且可对重要参数进行预报警，从而保证正常运行，减少人员巡检维护的成本；

（8）可抵抗恶劣环境：采用含氟聚合物制成的电伴热线，

确保在恶劣环境下的经久耐用。基于精准的热损模型，管道防冻系统可以为管道提供准确的伴热，避免能源浪费。

电伴热系统与传统的蒸汽伴热相比，不管是一次性投资，还是年运行费用，电伴热带比蒸汽伴热带都要节省；有的项目电伴热带的一次性投资可能会略高于蒸汽热水伴热，但以年运行费用论，通常电伴热运行1～2年节省的费用就能收回投资。

2、电伴热系统的技术要点

2．1电伴热系统工作原理

管道保温防冻的目的就是补充由于管道外壳内外温差

引起的热散失。要达到管道防冻保温的目的，只需要提供给管路损失的热量，保持管道内流体的热量平衡，可维持其温度基本不变。发热电缆管道保温防冻系统就是提供给管路损失的热量，维持其温度基本不变。

2．2电伴热系统的组成

管道电伴热系统由发热电缆供电电源系统、管道防冰冻电缆加热系统和管道电伴热智能控制报警系统三部分组成。每根伴热电缆单元包括温控器、温度传感器、空气开关、交流越限报警隔离变速器、伴热电缆断路监测器、工作状态显示器、故障蜂鸣报警器及变压器等电路，以便观察、控制与调节电伴热工作情况。

工作状况下，温度传感器安置在被加热的管道上，可随时测量出其温度。温控器根据事先设定好的温度，与温度传感器测出的温度比较，通过伴热电缆控制箱内的空气开关与交流电流越限报警隔离变速器，及时切断与接通电源，以达到加热防冻目的。

2．2．1系统组成

（1）电源供电系统由低压配电盘电源开关、输配电管线、

电伴热控制箱组成。对于每个电伴热电缆加热回路，电伴热控制箱均配置空气开关、漏电开关、环境温控系统等装置。

（2）根据消防管道的种类、直径、长度及保温材料种类、厚度选用不同规格型号的伴热电缆敷设在管道上。为确保伴热电缆敷设牢固，沿管道方向将伴热电缆用聚酯带固定。

（3）伴热电缆外设保温材料，并在做好保温的管道上加上管道种类、伴热电缆起始点及编号、接线盒位置及编号等标识。

2．2．2发热电缆

（1）伴热电缆应通过电气安全认证；

（2）母线应选用抗高温、抗腐蚀的多股镀镍铜丝；

（3）绝缘层应为耐热氟塑料或聚氯乙烯弹性体，绝缘材料有良好的机械物理性能，绝缘性≥2MΩ；

（4）屏蔽层应为镀锡或镀镍铜丝网，屏蔽密度不小于80%，具有良好的可塑性；

（5）护套层应采用含氟聚合物绝缘防腐外套；

（6）电压适用范围：220V±10%。

2．2．3伴热电缆安装

根据管道径和长度选择伴热电缆的型号和长度，安装伴热电缆时不应折或长距离在地面拖拉

。碰到锐利的边棱要先垫上铝箔胶带或将其锐利处打磨光滑，以防将伴热电缆外层边缘划破。伴热电缆的最小弯曲半径应小于厂家样本中的规定值，伴热电缆应紧贴设备、管道表面，以利热传导，安装时，先清除伴热电缆途径处的油污、水分或其他赃物，每隔一定距离应用铝箔胶带将其固定。安装电热带附件时，电热带应具有一定富余量。

2．2．4 电伴热控制箱的安装

（1）电伴热控制箱的结构、电器安装、电路布置必须安全可靠、操作方便、维护容易。箱体材料应进行表面处理或采用耐腐蚀材料。

（2）电伴热控制箱内缆线必须带有识别标签。

（3）电伴热控制箱应有足够的机械强度，应具有抗震能力，以保护元件安装后及操作时无摇晃、不变形。

（4）电伴热控制箱的面板上应设有灯光显示。

（5）电伴热控制箱内相同规格的功能单元应具有互换性，即使在出线端短路事故发生后，其互换性也不被破坏。

（6）电伴热控制箱采用的断路器应与低压配电系统的断路器协调一致。满足瞬时短路、过载保护、漏电保护等功能的要求，并满足与上级开关的保护配合。

3、电伴热的应用

随着科技不断进步，技术创新，新材料的应用，电伴热技 术更加经济、安全可靠，应用领域越来越宽广，广泛应用于化工、 电力、石油、机械、建筑等行业的管道、阀门、罐体溶剂的伴热保温、防冻。它不仅适用于热水、蒸汽伴热，而且能解决蒸汽伴热难以解决的问题，如：对于热敏感性介质，电伴热能有效地进行温度控制，防止介质过热分解。需要维持较高温度的管道、设备，如≥200℃，一般蒸汽难以达到，而电伴热技术可以实现。近些年气候反常的原因，造成我国大部分城市出现管道冻裂现象，造成了不小的经济损失，如果在管道和罐体上安装了电伴热系统就可以有效地解决管道结冰冻裂现象。对于高速公路隧道中的管道安全防护起到重要的作用。

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