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一种保温伴热的新技术

发布于:2014-10-16 12:58:16 来自:环保工程/节能技术 [复制转发]
可用于水、气管线及罐体的保温伴热。或北方特殊场地如温室、蔬菜大棚的保温。
技术名称:超新高分子聚合物恒功率伴热电缆
技术核心:采用高分子聚合物为发热体,超导材料为母线,创新性的生产工艺流程,组合成低电压长距离的伴热装置。

1、高分子聚合物发热体导电机理:
高分子聚合物发热体是通过在高分子材料中加入多种导电填料、添加剂,采用分散复合、层积复合,使其形成超导电发热体。它的导电发热机理一般可分为导电回路和回路导电两个方面。大量的实验研究结果表明:当复合体系中导电填料的含量增加到某一临界含量时,体系的电阻率急剧降低,电阻率——导电填料含量曲线上出现一个狭窄的突变区域,在此区域中,导电填料含量的任何细微变化均会导致电阻率的显著改变,这种现象通常称为“渗滤”现象。在突变区域,体系电阻率随导电填料含量的变化又恢复平缓,高分子树脂基体与导电填料之间的界面效应对复合体系中导电回路的形成具有很大的影响。在高分子聚合物材料的加工过程中,导电填料粒子的自由表面变成湿润的界面,形成聚合物—填料界体,体系产生界面能过剩,随着导电填料含量的增加,聚合物——填料的界面能过剩不断增大,当体系界面能过剩达到一个与聚合物种类无关的普适常数之后,导电粒子开始形成导电网络,宏观上表现为体系的电阻率突增。高分子聚合物恒功率伴热电缆导电方式属于电子传导型,填充材料相互接触形成网链,从而使其发热。当粒子达到高分子聚合物某一特定值时,聚合物的粒子开始形成链,电阻率剧增,这种电导率突变的点被称为渗透阀值,也称渗透理论。导电粒子通过微电流相互接触,形成了等效电路,也称隧道效应。

2、高分子聚合物发热体发热特性:
根据热力学理论研究,由于内在的高分子特质,把高分子聚合物长链经过特定的化学组合处理和物理组合处理后,能把电能转换成热能。高分子聚合物高温发热体具有自身调节的功能,是一种无限长度平行并线电热补偿的加热装置,其外形扁平光滑,具有各种大小不同的电功率,使其能自动补偿温度变化。当发热表面温度升高时,能自动下降热输出功率;反之,表面温度降低时,能加大热输出功率。可连续调节,即使发热体叠加时,也能自动调节,防止过热,对于应用的电源及周边环境温度波动变化,也能自动调节,连续提供必要的热量。

3、超导体材料电源线导电机理:
由于超导电材料具有零电阻和完全的抗磁性,因此只需消耗极少的电能,就可以获得的稳定强磁场。超导体的基本特性之一是当它处于超导态时具有理想的导电性,同时由于其载流能力远远强于常规导体,因此,利用超导体可以传输大电流和产生强磁场,并且没有电阻热损耗。使用超导材料可以减少电气损耗、提高缩体积、减轻重量、降低成本,还可以提高装置的极限容量。超导材料由于其零电阻特性以及比常规导体高得多的载流能力,可以输送极大的电流和功率而没有电功率损耗。超导电缆的阻抗仅为常规电缆的十分之一,常规电缆的电压降≥5%,超导电缆比常规电缆电压降减低70%以上,电流输送能力是常规电缆的3-5倍。

4、控制方式
电源采用恒流控制方式(恒流控制原理是负载电流既可以通过外部控制信号进行控制,又能够在单独的一个点上保持稳定:不受电网电压波动与负载阻抗变化的影响),电压电流可调开关电源,三相380V或220V输入,直流0V-110V输出(也可12V-48V输出),电压0-110v可调,电流20-100A可调,RS-485通讯接口,数据通过PLC系统4上传中央控制室,能进行远程监控,遥控,便于远程控制实现自动化管理。

5、高分子聚合物的优点
a、低电压、安全
由于采用直流12V-48V、0V-110V安全电压,不仅有效的保障了生产安全,也可以有效的防止原有的高压、高温加热方式引起自燃的隐患。
b、低能耗、节能
高分子聚合物高温发热体最大优点是:在产生理想发热量后电阻升高,电流在下降,最高下降幅度三分之一,具有显著节能的效果。(1)产品安装简单、发热均匀、控温准确,通过PLC系统能进行远程监控,控制,实现自动化管理。(2)具有防爆、全天候工作性能,可靠性高、使用寿命长。 (3)无泄漏,有利于环境保护。(4)节省钢材:它不需要蒸气伴热所需的一来一去二道伴热管路。 (5)节省保温材料。(6)节约水资源。(7)设计工作量小,施工方便简单,维护工作量小。(8)效率高,能大大降低能耗。 无论一次性投资,还是年运行费用,比蒸汽伴热都要节省;有的项目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。 (9)电热带使用寿命:在正确维护下,高分子聚合物加热装置使用寿命为5年或更长。
c、运行成本
根据敏感管壁(介质)的温度而自调发热量,是一种节能措施。高分子聚合物发热体每米用电量为15W/m。管道全长为1000m,每小时用电量为1000×15/1000=15KW/h。当管道温度达到维持温度上限时,发热量将逐渐减少,输出功率亦随之下降,耗电量一般为额定功率的60%;厂用电价按0.60元/KW/h计,运行日为100天(2400小时),则每年正常耗电费用为:(15×2400)×0.60×60%=12960元,该装置与温控器配合使用时,不但可以精确维持管道或加热体的介质温度,还可以大大的降低运行费用成本。高分子聚合物发热体单位长度的发热量恒定,使用的越长输出的总功率越大。应用最广泛的每米用电量20W/m。管道全长为1000m,每小时用电量为1000×20/1000=20KW/h。当管道温度达到维持温度上限时,输出功率随之进入稳定,耗电量保持不变;每年正常耗电费用为:(20×2400)×0.60=28800元,高分子聚合物加热装置与温控器配合使用时,也可精确维持管道或被加热体的介质温度。

6、应用范围

电伴热产品可广泛用于石油、化工、电力、医药、机械、食品、船舶等行业的仪表、管道、泵体、阀门、槽池和罐体容积的伴热保温、防冻和防凝,是输液管道、储液介质罐体维持工艺温度最先进、最有效的方法。电伴热不但适用于蒸汽伴热的各种场所,而且能解决蒸汽伴热难以解决的问题,如长输管道的伴热、窄小空间的伴热、无规则7外型的设备如仪表(泵)伴热、无蒸汽热源或边远地区管道和设备的伴热、塑料与非金属管道的伴热等。


全部回复(4 )

只看楼主 我来说两句
  • 学海无止境
    最后有应用实例
    2014-11-06 16:29:06

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    赞同0
  • chxl1061
    chxl1061 板凳
    新材料 新技术 感谢分享
    2014-10-17 08:27:17

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这个家伙什么也没有留下。。。

节能技术

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