摘 要 本文主要讨论近年来出现的一种金属管道伴热方法，这是大型石油化工企业热输管道加热、保温的新技术、新工艺。此种加热技术具有效率高，适用于长、中、短距离所有金属输液管道的伴热或是加热，而且具有安全可靠、安装维修方便等优点。因此，广泛用于各种不同性质的液态物质的管道运输中。
关键词 工业管道；电伴热；蒸汽伴热；保温
中图分类号 TM 文献标识码 A文章编号 1673-9671-(2012)011-0158-01
1 概述
电伴热是利用电伴热产品所产生的热量来补偿需伴热的管道、容器等工艺装置所散耗的热量。由于电伴热的电热带是安装在绝热层和管道（或设备）外壁之间，利用电热来补充输贮过程中所散失的热量，以维持在一定的温度范围内，达到保温和防冻的目的。
2 电伴热的主要设计
因为电伴热的电热带是安装在绝热层和管道（或设备）外壁之间，所以电伴热仍需有绝热层、防潮层和保护层。绝热层的材质、厚度和结构的选择应先按保温和防结露要求的绝热层厚度计算和选择电热带功率，当功率过大时，再增加绝热层厚度。用于保温为目的的绝热设防潮层。只有在确保夏季管道、设备表面不结露的情况下才可不设防潮层。保护层的设置要求与非电伴热保护层的设置要求相同。
3 电伴热和蒸汽伴热的区别
在工业管道保温方面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效率。而且，工业需要伴热的管道一般以仪表管线、工艺管线及化学管线为主，这些管线比较复杂，铺设蒸汽伴热管道十分不便。另外，在冬天运行时，蒸汽伴热管道经常会出现“跑、冒、滴、漏”现象，每年冬季维修部门都不得不在管线保温上花费大量的人力、物力来确定冬季运行安全。
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。20世纪70年代末-20世纪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，以电伴热全面代替蒸汽伴热。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。
自控温电伴热方案主要是通过自控温电伴热电缆自动控温来完成。由于整个温度控制过程都是有材料本身自动调节完成的，其控制温度不会过高也不会过低。因此，电伴热所具有的良好特性是其他伴热系统所无法比拟的。
4 电伴热系统施工工艺特点
笔者曾在上海石化芳烃配套项目中参建了工艺管道集肤效应系统电伴热的施工，下面就具体的施工工艺进行介绍。
4.1 材料检查
首先检查所接收的电缆及附件，确认型号是否正确，所有的电缆在外护套上印有材料编号，特殊的附件可参阅设计图纸。还要进行外观检查，确保产品在运输过程中被未被损坏。然后将伴热电缆及附件存放在清洁及干燥的环境中直到准备安装。
4.2 热管及集肤效应电缆盒安装
1）焊接要求。要求热管焊接及工艺管道焊接由具有焊工证的专业人员进行，选用适用于热管焊于及工艺管道的焊接设备及焊枪。焊接过程需非常仔细，确保整个热管及工艺管道不被焊伤。
2）热管连接。当工艺管道由两个管段连接并且热管为单一管道时，两个工艺管道必须在热管安装前连接，连接套管将用于两个热管接头。热管的内边在焊接前需打磨成斜面，安装承包商需在现场完成斜面制作。热管的内边必须排列成行以防止弯曲及双向弯曲，连接套管及热管进行10%的环形焊缝以提供一个密封和电气通道。该焊缝不应焊透，焊接深度应在热管壁厚的40%~60%。热管连接接头焊接完成后需进行外观检查，检查将确认热管是直线的，及焊接接头已适当清洁。所有的焊缝必须清洁，清除所有的焊渣及使用金属丝刷清洁。附加的外观检查，热管必须通过通球测试，在两个接头焊接完成后钢球需通过热管，钢球的直径将略小于热管的内径。如果钢球不能通过热管，管道必须切割及修补。3）热管焊接于工艺管道。热管必须平行安装在工艺管道上， 热管起点在工艺管时钟2点位置，过程及终点也必须在工艺管时钟2点位置。可采用一个模板使热管在焊接过程中始终保持在该位置。除在设计图中表示外，热管必须始终保持直线无弯曲。热管通过焊接附在工艺管上，焊缝覆盖比例为10%~20%。焊接后，使用小尖铁锤及金属丝刷清除所有残留焊渣。焊缝上任何底部缺口及凹坑对于工艺管或热管都是不允许的。热管焊接附在工艺管上时，应避开工艺管道的焊缝距离至少为50 mm。4）集肤效应系统盒子安装规程。电源盒，拉/接线盒及终端盒的安装采用与热管安装相同的方法。盒子将100%连续焊接在工艺管上。所有电缆盒的位置将在设计图纸上表示。5）最终检查及核查清单。焊接完成后，需进行外观检查，检查将确认热管连接主管的断面及热管接头已经适当的清洁，使用尖铁锤清除所有焊渣及使用金属丝刷清洁表面，确认所有的盒子入口已清除毛刺及带斜面。焊缝严密性测试将通过使用氮气及压缩空气进行，通过使用压力表在两个盒子间进行测试，如果发现泄漏，使用肥皂水确认漏点位置。所有的泄漏点在进行下一步前须进行改正，测试的目的是确保焊缝的完整性和盒子的严密性。就热管安装至工艺管上后，通球测试将再次进行，使用压缩空气推动该球穿过热管。如果球不能通过热管，管道将被切割及修补。作为最后一步，移除所有灰尘，如通过使用压缩空气吹扫。清洁工作完成后，使用塑料堵头密封热管端部直到准备安装伴热电缆。确认对所有管道安装检查已经完成，保留检查表作为永久纪录。在整个安装过程中保持热管及电缆盒的干燥及清洁是必需的。
4.3 集肤效应伴热电缆安装
1）伴热电缆拉线前的准备。6 mm~8 mm线径的聚丙烯拉绳必须安装在热管内部，这个拉绳是安装集肤效应伴热电缆及清洁热管所需要的。一个空气枪或胶带将使用于第一次在两个盒子间安装拉线，该拉线将用于安装拉绳。2）清洁热管。小块棉布将附在拉绳上，棉布将被拉过热管以清洁及干燥热管，在通过热管后如果任何潮湿在棉布上显示，使用更多的棉布通过该热管直到没有潮气显示。3）集肤效应电缆安装。该管道必须已经完全通过测试并释放给安装伴热电缆，伴热电缆安装完成后将不允许进行任何焊接。使用电缆拉线器或其他合适的方法将集肤效应伴热电缆系在拉绳上。除非制造商特别说明，根据设计的电缆排列表，施工承包商必须首先确定每卷电缆的安装位置，电缆安装起点与终点间的距离至少比电缆盘上标注的电缆长度小5 m。拉线过程中至少需要一个人在拉线盒位置进行协助，电缆盘必须放在一放线轴架上，他将允许方便于拉线，线盘将被置放于合适的位置，使其没有粘连或电缆翘曲，应当从最近的拉线盒慢慢的拉动拉绳，轻轻的将电缆插入最近的盒子的热管，当更多的线进入热管，拉绳应当安装或进入下一个拉线盒。仔细指导及监控通过每个拉线盒的电缆路径，确保足够的伴热电缆已提供给拉线盒便于回路延伸。按照介绍连接伴热电缆，介绍在每个连接组件内，在设计图上记录每个中间接头的位置。确保足够的伴热电缆已提供给拉线盒便于回路延伸。安装时做好电缆长度的记录，对于精确计算管道每米功率，总的长度是必需的，伴热电缆外护套上标有长度标尺用于核对安装长度。
4.4 测试
1）测试要求。以下为将需设备：钢球、氮气或压缩空气/压力表、2500VDC 摇表、电压表、钳形电流表。2）准备。在开始测试程序前确认所有的电气连接及接地已经预先核对完毕，在完成所有测试后，确认所有的接线盒，控制器等已合上以防止潮气进入。3）测试。以下测试将在集肤效应系统上进行：所有热管接头必须进行外观检查，检查将确认热管是直线的及焊接接头已完全清洁。热管将进行通球测试，通球将在个焊接断面间进行。焊缝测试将在2个接线盒间进行。热管焊至工艺管后，通球测试将再进行一次。每段伴热电缆均须进行绝缘测试。
绝缘测试：使用2500 VDC 摇表测量电缆导体与管道接地间的绝缘，最小读数需为50 兆欧并做记录。电缆中间接头完成后绝缘测试应再次进行。确认每3米在保温外皮上安装警示标签已完成。
5 结束语
由以上的介绍和分析，可以了解电伴热虽然施工比较繁琐，且投资较高，但操作费用却有较大的降低，经济效益是显著的。而且，从国内多家石油和化工企业电伴热运行情况来看，电伴热已经达到预期效果。无论从技术性能、经济效益，还是节能、环保方面，都明显优于蒸汽伴热，相信在不久的将来，电伴热方式肯定会取代蒸汽伴热方式。
参考文献
[1]焦辉.电伴热技术在给排水管道保温中的重要性[J].经营管理者,2011,15.
[2]王照亮,梁金国,王弥康.电伴熱采油和输油工程设计[J].石油大学学报(自然科学版),1998,02.
