1、美国瑞侃Raychem工业电伴热系统,上海安固全机电工程有限公司 瑞侃电伴热解决方案专家柯木水 18321929159,Pentair Thermal management,全球业务 年销售额: 八亿美元 业务分布: 40个国家地区 （6个生产基地和6个设计服务中心） 员工数量: 超过2,500名 总部位于美国德州休斯顿 值得信赖的品牌为客户提供覆盖全部产品系列的全方位交钥匙解决方案,滨特尔热控总览,伴热解决方案的全球领导者,2,工业电伴热,交钥匙工程服务,工程产品和特种加热解决方案,建筑与基础设施解决方案,工业伴热产品,滨特尔热控总览,3,工业电伴热,4,AGENDA,Pentair The
2、rmal Management 电伴热系统 Raychem自调控 控制与监测系统 应用业绩,工业电伴热,PRESENTATION TITLE,5,什么是伴热?,伴热是补充被伴热体系在环境中散失的热量,以维持体系的温度不降低。,加热是给被加热体系提供热量，以提高体系的温度达到要求。,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，如果只采取保温措施，不论保温措施做的多厚，管线或设备的温度最终都会下降到环境温度。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，管线既可以在该温度下保持温度的相对恒定，这种由外界向管线或者设备提供热量的方法
3、就是伴热。 。,伴热定义：,工业电伴热,7,伴热，温度，时间关系：,伴热可分为四种形式： 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。 4，以导热油为传热介质的称为导热油伴热。,伴热分类：,工业电伴热,电伴热线是用来补充管道及设备上的热量散失（尽管已用了保温材料） 伴热目的:防冻维持工艺温度降低介质粘度防液化环境取暖,什么是电伴热?,工业电伴热,电伴热就是利用电伴热设备将电能转化为热能，通过直接或间接的热交换，补充被伴热设备通过保温材料所损失的热量，并采用温度控制，达到跟踪和控制伴热设备内介质的温度，使之维持在一个合理和经济的
4、水平上。,电伴热定义：,工业电伴热,蒸汽伴热始终是一种主要的保温方式。其工作原理是通过蒸汽伴热管道散热以补充被保温管道的热损失。由于蒸汽的散热量不易控制，其保温效率始终处于一个较低的水平。20世纪70年代，美国能源行业就提出用电伴热方案来替代蒸汽伴热的设想。70年代末80年代初，包括能源业在内的很多工业部门已广泛推广了电伴热技术，以电伴热全面取代蒸汽，热水伴热的技术发展方向，也是国家重点推广的节能项目。 电伴热技术发展至今，已由传统的恒功率伴热发展到以导电塑料为核心的自控温电伴热。由于蒸汽伴热的热源是不稳定的，属于不可调节伴热方式，所以温度波动较大，整个管路伴热不均匀，有造成被测介质汽化的可能
5、性，而且耗能较大。电伴热克服了上述缺点，它以电热元件作热源，属于较稳定热源，伴热温度可通过温度开关精确控制，整个管路伴热均匀，不易造成汽化现象，仅当需要提供热量时才通电，能耗也较低，而且施工简便，维护量极少。,电伴热与蒸汽伴热对比：,工业电伴热,蒸汽伴热系统示意图：,往其它伴热线路,凝水回收,减压（如需要）,主蒸汽管,主凝水回收管,伴热管,汽井装置,蒸汽伴热线路所受限制,蒸汽压力降低 伴热管径小 液位的影响,电伴热系统示意图：,变压器,电线槽共用,恒温器（需要时可选用）,配电盘（可配警报器）,电伴热与蒸汽（热水）相比，具有诸多优势如下： （1）电伴热装置简单、发热均匀、控温准确，能进行远控，遥
6、控，实现自动化管理。 （2）电伴热具有防爆、全天候工作性能，可靠性高，使用寿命长。 （3）电伴热无泄漏，有利于环境保护，有利于生产环境洁净。 （4）节省钢材：它不需要蒸气伴热所需的一来一去两趟伴热管路。 （5）节省保温材料，节省空间。 （6）节约水资源，不像锅炉每天需要大量的水。 （7）电伴热还能解决蒸气和热水伴热难以解决的问题，如空间较小的场所或不规则设备的伴热。 （8）电伴热设计工作量小，施工方便简单，维护工作量小。 （9）效率高，能大大降低能耗。有的项目，无论是一次性投资，还是年运行费用，电伴热系统比蒸汽伴热系统都要节省；有的项目电伴热系统的一次性投资可能会略高于蒸汽热水伴热系统，但以年
7、运行费用论，通常电伴热系统运行1-2年节省的费用就能收回投资。,电伴热与蒸汽伴热对比：,工业电伴热,隔热后的管道的传导热量损失,insulation,pipe,环境温度 = -10F (T1) 管道维持温度 = 40F (T2) T = 40- (-10) = 50F 管道直径 = Dp = 2 inch 1” 厚的玻璃纤维隔热 因此, 隔热参数为: Di = Dp + 2 * 隔热层厚度 = 4 inches,T1,T2,Heat loss,对于管道:,k 玻璃纤维 = .00611 watt-in/F-ft,需要选择功率大于2.74 W/ft的伴热线，温度在40F,伴热的负载线分析:,-1
8、0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90,管道温度 (F),W/ft,1.0,5.0,4.0,3.0,2.0,3BTV,功率温度线,热量损失线,管道温度的平衡点,热量损失以及系统工作的负载线,-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90,管道温度 (F),W/ft,1.0,5.0,4.0,3.0,2.0,3BTV,功率温度线,3 W/ft CW heater,热量损失线,3 W/ft CW heater,我们服务的垂直市场,石油化工,油气,电力,炼油,民用和 基础设施,电伴热控制与监测系统,自调控 电伴热线,矿物绝缘 工业电缆,蒸汽伴热 电伴热,本土化产
9、品,工业解决方案,全球电伴热管理及交钥匙解决方案的领导者,长线伴热,储罐保温,泄漏检测,罐体加热,配电柜,耐火电缆,预制伴热与保温管束,控制与监测,安全喷淋装置,管道防冻,工艺温度维持,井下伴热,工业电伴热,工业电伴热系统的组成,20,电伴热盘柜,变压器,带灯尾端,远程组态及监控软件 DigiTrace Supervisor,保温材料,RTD 温度测量,电源接线盒,伴热线,工业电伴热,电伴热技术对比以及产品特点,Temperature,Power,Temperature,Power,Temperature,Power,21,工业电伴热,电伴热等效工作原理,22,串联,并联,工业电伴热,电伴热产
10、品,工业电伴热,24,AGENDA,Pentair Thermal Management 电伴热系统 Raychem自调控 控制与监测系统,工业电伴热,Raychem自调控电伴热,工业电伴热,了解Raychem,作为滨特尔热控旗下的知名品牌，Raychem就是技术创新，优质服务的代名词 1971年Raychem成功研发出自调控技术，于1975年获得专利。并将这种高新技术应用到电伴热领域中。（20年专利期限过后市场才出现其他品牌的自调控电伴热 产产品） 2008年伊始，Raychem自调控电伴热跨越了新的里程碑，生产了3亿多米自调控电伴热线,1,000,000,000 英尺 绕地球赤道7.5圈,
11、工业电伴热,自调控伴热线原理,电阻,温度,功率,温度,工业电伴热,自调控伴热线原理,自调控电缆的性能特点,Raychem与辐射交联,辐射交联技术通过高能电子束辐射使聚合物分子之间建立新的链接,从而改变其分子结构及特性. 改变了材料的特性 改善了下列性能: 耐热性增强 抗化学腐蚀 Etc.,辐射化学技术实现交联,Raychem 的意思是 Radiation Chemistry,工业电伴热,恒功率电伴热线,瑞侃的自调控伴热系统,温 度,快速起动,节 能,功率,自调控技术的优点,工业电伴热,自调控技术的深层次特性,准确的伴热量 起动电流现象 断路器额定值 较低的交叉点温度 无条件温度等级,工业电伴热
12、,功率输出跟随温度而变化 当管道温度升高时，功率输出将会减少准确的热量提供给管道 管道低温部分获得较多的热量传入 管道高温部分获得较少的热量传入,准确的伴热量,工业电伴热,起动 电流,断路器选型是基于起动电流 在起始温度时，整根自调控伴热线开始工作 经过300秒左右, 伴热线内核加热产生所谓的稳态功率输出 Raychem将起动电流定义为在300秒之后，稳态功率输出时的电流 在这之前的电流称为瞬间电流 (冲击电流) 瞬间电流应当小于断路器的瞬间分断能力,工业电伴热,如何选择断路器大小?,-30 -10 10 30 50 70 90 110,F,W/ft,1.0,5.0,4.0,3.0,2.0,M
13、in PT,6.0,7.0,Max PT,起动电流功率温度窗口的最高值保守设计,工业电伴热,自调控性能解决重叠问题,恒功率电伴热线,自调控电伴热线,工业电伴热,可达到无条件的温度级别,下例中 (XTV) 表示的是伴热线通过自身加热所能达到的最高温度,工业电伴热,技术选型图,矿物绝缘,集肤效应伴热系统 (STS),240,220,200,180,160,100,80,60,40,20,维持温度. (F/ C),0,50,150,250,400,500,700,1000,1500,2500,2000,140,120,164,492,820,1312,1640,2297,3281,4921,8202
14、,6562,464,428,392,356,320,212,176,140,104,68,284,248,限功率,自调控,20 kms.,12 miles,12000,1125,串联恒功率,回路长度 (m, ft),工业电伴热,39,AGENDA,Pentair Thermal Management 电伴热系统 Raychem自调控 控制与监测系统 应用业绩,工业电伴热,工业电伴热系统中控制和监控的趋势,控制和监控的日益重要性 安全要求 减少工厂人员 提高生产质量和产量需要更精准的温度范围 更低的操作和维护成本 通向更高的要求 集中访问电伴热系统状态的重要信息 对电伴热装置功能细节的要求 用于
15、趋势分析的数据，简化故障查找,工业电伴热,什么是C&M?,理解电伴热控制与监测,工业电伴热,产品的不同分类方法,就地 vs. 远程就地 现场测温并控温远程 从远程地点进行控制环温 vs. 管温环温 使用一个温度探头来测环温，从而激活温控器。管温 通过在管线上直接测温 (RTD, 毛细管, TC等.) 来进行温控。机械式 vs. 电子式机械式 通过毛细管中水银的热胀冷缩来推动机械触点控制伴热回路通断。电子式 通过RTD或者TC等电信号反馈来参与温控，控制算法有简有繁。,工业电伴热,防爆区域的温控产品,工业电伴热,典型电伴热温控方案,工业电伴热,温度工作电流接地故障 电路完整性,Deg C,伴热系
16、统中需要监视的数据,工业电伴热,NGC产品定位,46,DigiTrace NGC-30,DigiTrace NGC-40,DigiTrace NGC-20,Local Control,Central Control,工业电伴热,温控算法 - On / Off,利用死区 (on/off) 控制模式来控制接触器的通断,47,工业电伴热,温控算法 - 比例控制,主要用于: 管温感测 满足精确的温控要求工作原理: 通过固态继电器 (SSR) 来实现通断 在1秒内的连续通断周期 滞环控制可在2C 至 50C之间设定,48,工业电伴热,比例环温控制 PASC,工业电伴热,NGC系列温控系统用户,50,工业电伴热,51,AGENDA,Pentair Thermal Management 电伴热系统 Raychem自调控 控制与监测系统 应用业绩,工业电伴热,遍布全球的产品和技术应用,问题?,工业电伴热,
