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SHT3212-2020石油化工电阻式伴热系统设计规范.pdf简介：

SHT3212-2020是中国石油化工集团公司发布的一份关于石油化工领域电阻式伴热系统设计的规范。这份规范主要是为了指导和规范石油化工企业的电阻式伴热系统的设计、安装、运行和维护工作，确保伴热系统的安全、有效、经济运行。

电阻式伴热系统是通过电阻发热元件提供热量，用于保持设备或管道内的介质温度，防止冻结、凝固或结晶，以保证石油化工生产过程的稳定进行。该规范详细规定了伴热系统的选型、布置、线路设计、绝缘与保护、监控与控制系统等方面的要求，包括伴热设备的功率计算、线路敷设、温度控制等关键环节。

它涵盖了伴热系统的总体设计原则，系统的安全性、经济性、可靠性和环保性等方面，旨在提升伴热系统的性能，减少能耗，延长设备寿命，同时满足环保法规的要求。企业使用这份规范，可以确保其伴热系统的建设与运行符合行业标准和最佳实践。

SHT3212-2020石油化工电阻式伴热系统设计规范.pdf部分内容预览：

Vd ×(Pr)1/3 d Ve

hr一一线性化后的辐射传热系数，W/（m²℃）； Tm一一环境温度和辐射表面的平均绝对温度的估计值，K。 通过迭代法确定绝热层的热传导性和空气对流特性，可以进行更深入的分析计算。通过确定不同 热阻的实际降温来确定。然而，对于小的温度变化。这些特性不会造成温度大的变化，总的热损失是 极小的。

JC∕T 2048-2011 袋装水泥装车机SH/T32122020

与管道不一样，容器的热损失受容器本体散热片的影响，需在基本热损失计算中予以考虑。为了计 算总热损失，应按不同的区域进行热损失计算。总的热损失就是这些不同区域的热损失之和，如式（B.1） 所示。

Ctotal =Qins +Oslab +Osupt +Omanhole

容器形状多种多样，存储的介质千差万别，用一种严格的理论计算来计算所有可能的热损失会是一 个复杂的过程。大多数罐的伴热应用都不需要这么高的精度。 下面这些公式是计算容器热损失时较为保守的公式。

式中： Qins 绝热层热损失，W； Tp 要求的维持温度，℃ Ta 最低环境温度，℃： hi 罐与绝热层内表面间的内部空气传热系数，W/（m².℃）； 热绝热层厚度，m； K 平均温度下绝热层导热系数，W/（m².℃）； hco 绝热层外表面与气候防护层间的内部空气传热系数，W/（m².℃）； ho 气候防护层或绝热层外表面与周围环境间的外部空气传热系数，W/（m².℃）； 绝热层覆盖的表面积，m。

B.3混凝土底板表面积的热损失计算

混凝土底板表面积的热损失计算slab，当罐直接坐落在混凝土底板上时，罐底的热损失和混凝土底 板的热损失可以用近似“湿”区域的方式求得。对于混凝土底板，术语Tslab是混凝土底板与土壤交界处 的温度，以此替换最低环境温度Ta。可是，由于有最低环境温度和深层土壤温度Ti这两种不同温度的

SH/T 32122020

式中： Qnode 底板区域节点间的热损失，W； T 要求的维持温度，℃； Tnode 计算节点温度，℃； Xwall 罐壁厚度，m； Kwall 平均温度时罐壁导热系数，W/（m·℃）； Xslab 混凝土底板厚度，m； kslab 平均温度时混凝土导热系数，W/（m·℃）； Anode 底板区域节点间的表面积，m²。 将这些节点计算出来的热损失求和即可得到底板的总热损失。 有多种基于计算机节点温度分析的解析计算法。通常这些解析计算法将底板热损失分为如下两部 分： a 外部区域，将混凝土底板视为散热片，见式（B.4）； b）内部区域，采用与式（B.3）类似的公式。 般情况下，解析计算法计算出来的热损失较节点法要高

B.4容器支撑件热损失计算

与罐壁直接接触或在绝热层里的支撑或任何其他附件应视为散热片，其热损失可以用如下的通 （B.4）求得。

Qsupt—支撑件的热损失，W； hr——支撑件外露面与周围空气间的传热系数，W/（m². P. 上述横截面的周长，m； 支撑件导热系数，W/（m·℃）； 突出绝热层的支撑的横截面积，m²； Tp 要求的维持温度，℃； Ta 最低设计环境温度，℃； 散热片效率。可由用户确定，大多数情况下取1.0。

SH/T32122020

人孔热损失计算Qmanhole，如果人孔或手柄与介质有直接接触，则可用式（B.1）计算其热损失。否 则，其热损失可忽略。 容器的热损失因穿越绝热层表面的散热件而较复杂，常常需要进行更复杂的分析来确定总的热损 失，并且应咨询相关供应商。

人孔热损失计算Qmanhole，如果人孔或手柄与介质有直接接触，则可用式（B.1）计算其热损失。否 则，其热损失可忽略。 容器的热损失因穿越绝热层表面的散热件而较复杂，常常需要进行更复杂的分析来确定总的热损 失，并且应咨询相关供应商

SH/T32122020

附录C （资料性附录） 热损失设计的安全系数 热损失的计算结果是一个理论值，并没有考虑与实际现场安装相关的不利因素，所以计算值应考虑 安全系数。这个计算用的安全系数一般取值范围为1.1～1.25，并可按用户的要求调整。增加安全系数通 常用来补偿伴热系统的偏差，这些偏差通常与绝热系统、供电电压和电伴热器的特性有关。 安全系数应考虑下列内容： a）绝热性能降低； b 供电电压变化； c）分支回路压降； d）伴热器压降； 较高温度应用时的辐射和传热增强； f 绝热材料的质量。

SH/T32122020

根据电伴热系统的不同应用，电伴热系统设计需要如下文件/参数的全部或部分： 危险区域划分图，内应含危险区的温度组别或危险介质的引燃温度； 温度设计参数； 系统流程图； 可能引起管道温度升高的工艺过程，如蒸汽吹扫。 设备布置图（平面图、立面图等）； 设备详图（泵、阀、过滤器等）； 管道图（平面布置图、三维图、管线表等）； 配管技术要求； 绝热材料参数，包括材料类型、公称尺寸、厚度和k值。 上述内容可以在电伴热管道表、电伴热设备表、仪表电伴热条件表等表格中明确。 电伴热设计应取得不同项目的供电条件，及配电盘、供电电缆等的规格书。

D.2电伴热回路设计信息和数据

每个电伴热回路应在图纸上表示出来，说明它的实际位置、配置、以及电伴热系统和管道/设备、 仪表系统的有关数据。图纸和/或设计数据应包括下列内容： 配管系统标示； b） 管道尺寸和材料； ） 管道位置或管号； d） 电伴热器名称或回路编号： e） 电源接线盒、尾端和温度传感器（如有）的位置； f) 电伴热器编号； g） 主要设计数据如下： 1） 维持温度； 2） 最高工艺温度； 3） 最低环境温度； 4）上限温度； 最高暴露温度； 6） 吹扫温度（如有）； 最高护套温度（如果需要）； 加热参数（如有要求时）； 9 管道规格及长度或容器规格等； 10）单位长度管道上电伴热器的伴热比

SH/T 3212—2020

11）用于阀门、管道支架和其他散热件的伴热带裕量； 12）电伴热器长度； 13）工作电压； 14）在维持温度下电伴热器单位长度的功率； 15）单位长度管道上维持温度下的热损失： 16）总功率； 17）回路电流，起动和稳定状态工况； 18）危险场所分类，包括各个场所的最低点燃温度（如果需要）； 19）材料表。

D.3电伴热设计成品文件

电伴热设计成品文件宜包括： a）电伴热计算书，含热损失计算： 6） 用电负荷统计表； 最终材料表，包含所需伴热器类型、长度等，也包括所需配电盘/屏、分配电盘、供电电缆及 温度控制和报警系统等所有材料： d） 设计说明； e） 电伴热器敷设图； 配电盘/屏、分配电盘等的一次系统图和二次控制原理图等，含编号或名称； 名） 现场分配电盘等的位置图； h） 报警和控制设备名称以及设定值； i） 安装和维护手册。

伴热管道表、电伴热设备表、仪表电伴热条件表

SH/T32122020

SH/T32122020

SH/T32122020

SH/T 32122020

在爆炸性气体环境中，保证伴热器护套最高表面温度低于爆炸性气体环境的点燃温度是非常关键 的。护套最高表面温度取决于伴热器的功率密度、综合传热系数和被加热表面的最高可能温度。 准确确定爆炸危险环境中应用的电伴热器的护套最高温度是很重要的。一些例子如下： a）对于非金属管道的伴热应用，伴热器的最高温度可能接近工件、绝热材料或其他元件的最高耐 受温度； b） 对于不带控制或不带环境温度控制的伴热应用，以及对于达到平衡状态时有潜在护套高温的伴 热应用； c 工艺温度要求高的关键应用； d 对于爆炸危险区域内的伴热应用，假设控制恒温器故障，伴热器护套温度不能超过危险介质的 点燃温度或温度组别

E.2金属管道和护套温度的理论计算

管道温度的公式是根据热

SH/T3212—2020

Tsh +T, UC

E.3金属容器和护套温度的理论计算

SH/T32122020

通过测量电伴热器护套温度或人工热点的温度，用限温器限制。当传感器直接安装在伴热器 套温度可由式（E.4）计算：

Tsh=T,+Toffset .........................

Tsh = T, + △Toffse

TL一一限温器的设定温度，℃； 的结果，比如电伴热器和传感器的几何形状和质量、伴热器的输出功率、热转换效率和控 制系统滞后等因素。

E.5理论护套温度计算一非金属应用

《圆线同心绞架空导线 GB/T1179-2008》SH/T 32122020

Qsf + T, U.,C

式中： sf——对于稳态结构，为按110%额定电压和制造商的电伴热器输出功率上限修正的电伴热器输出 功率，W/m; Tf一流体温度，℃； 其他代号的定义同前。 类似的，对于非金属容器，伴热器护套温度计算公式为：

E.6理论护套温度计算非金属应用

通过测量电伴热器护套温度或人工热点的温度，用限温器限制。当传感器直接安装在伴热器上时 温度可由式（E.6）计算：

Tsh = T +AToffsel

TL一一限温器的设定温度，℃； fset——传感器和伴热器实际最高护套温度间的差值，由经验数值得出。该值是多个变量共同作用 的结果，比如电伴热器和传感器的几何形状和质量、伴热器的输出功率、热转换效率和 制系统滞后等因素。

SH/T3212=2020

绝热层的材料选择、安装与维护对电伴热系统的性能起关键作用。绝热系统一般用于防止大量热损 失，由电伴热系统来弥补损失的热量。因此绝热将直接影响电伴热系统总体的性能。 绝热层的主要功能是，在高于环境温度的条件下，降低从工作表面散热的速度，这样可以： 一降低运行成本； 一改善系统性能； 一提高系统输出能力。 在对需要电伴热的管线、容器或其他机械设备进行热损失分析之前GB／T 38852.1-2020标准下载，应了解绝热系统的选择，考虑 的主要因素如下： 绝热材料的选择； 气候防护层的选择（保护层）； 经济绝热厚度的选择； 选择合适的绝热层尺寸