|
Технология устройства кабельной системы защиты теплоизолированных трубопроводов от промерзания
Данное руководство предназначено для установки и обслуживания саморегулирующегося нагревательного кабеля только на теплоизолированные трубы. Разработано на основе использования саморегулирующихся кабелей производства компаний "Raychem" и "Ebeco".
Внимание!
Установка под напряжением, установка поврежденных компонентов или поврежденного нагревательного кабеля, а также неправильная установка, открытая для проникновения воды или грязи, может вызвать искрение, поражение электрическим током или пожар.
Не соединяйте проводники саморегулирующего нагревательного кабеля между собой, так как это может повлечь за собой короткое замыкание.
Каждый неподсоединенный конец нагревательного кабеля должен быть защищен конечной муфтой.
Выбор нагревательного кабеля
Электронагревательные кабели применяются для защиты от промерзания трубопроводов, расположенных над землей или на глубине промерзания. Такие трубопроводы максимально подвержены прямому воздействию холода, поэтому необходимо обеспечение их хорошей теплоизоляцией. В качестве теплоизоляции могут быть использованы такие материалы, как вспененная пластмасса, минеральная вата, любые другие материалы, обладающие не худшими изолирующими свойствами, чем у упомянутых материалов. Толщина изоляционного слоя может составлять от 30 мм и более. Теплоизоляция трубопровода должна быть защищена от воздействия влаги, которая разрушает теплоизоляцию и снижает ее эффективность, слоем гидроизоляции.
Величина тепловых потерь зависит от размеров трубопровода, вида и толщины теплоизоляции, от наружной температуры.
Величина тепловых потерь рассчитывается по формуле:
Q = 2 х p х Ктп х L х (Тr-Тu) / Ln (D/d), где: Q – тепловые потери, Вт D – наружный диаметр трубы с изоляцией, м d – диаметр трубы без изоляции, м π – число "Пи" (3,14...) L – длина трубы, м Тr – температура среды внутри трубы, С Тu – наружная температура, С Ктп – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м0С
Для типового теплоизоляционного материала величина Ктп составляет 0,04 Вт/м0С. По табл. 1 можно определить величину Ln X (X = D/d).
Таблица 1
Х |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
6,0 |
Ln X |
0,0 |
0,4 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
Такой расчет можно выполнить, используя табл. 2, где ∆Т – разница между требуемой температурой внутри трубы и максимально возможной отрицательной наружной температурой.
Например, для трубы Ø 80 при толщине теплоизоляции 50 мм и разнице температур 400С (температура внутри +50С, минимальная температура снаружи –350С), расчетная величина тепловых потерь на 1 метр трубы составляет 13 Вт/м (см. табл. 2).
Величина тепловых потерь умножается на длину трубы. Полученное значение – тепловые потери всего трубопровода. Для предотвращения промерзания трубопроводов необходимо компенсировать эти потери с помощью системы обогрева.
Длина нагревательного кабеля, необходимого для защиты от промерзания рассчитывается по формуле:
L кабеля = Тепловые потери трубопровода, Вт / Мощность кабеля, Вт/м
Внимание!
- рекомендуется использовать теплоизоляцию слоем не менее 30 мм;
- для получения наилучших результатов по электро- и пожаробезопасности необходимо для каждой цепи использовать УЗО с уставкой в 30 мА;
- максимальная длина цепи нагревательного кабеля "Raychem FroStop Black" – не более 80 м, "Ebeco EB-Trace F-10" – не более 100 м;
- минимальная температура для монтажа системы обогрева –200С.
По проведенным расчетам составлена табл. 2 для определения величины тепловых потерь трубопроводов (Ватт на метр трубы) в зависимости от внутреннего диаметра, толщины изоляции и разницы температур.
Таблица 2
Толщина изоляции, мм
| ΔТ |
Диаметр трубы без теплоизоляции (в дюймах и в мм) |
"1/2 15 |
"3/4 20 |
1" 25
|
1"1/4 32 |
1"1/2 40 |
2" 50 |
2"1/2 65 |
3" 80 |
4" 100 |
6" 150 |
8" 200 |
10" 250 |
12" 300 |
14" 350 |
16" 400 |
18" 450 |
20" 500 |
24" 600 |
10 |
20 30 40 60 80 100 120
|
7,2 10,7 14,3 21,5 28,6 36,0 44,5
|
8,4 12,6 16,8 25,2 33,7 42,4 52,3
|
10,0 15,0 20,0 30,0 40,0 50,3 62,2
|
12,0 18,0 24,0 36,0 48,1 60,5 74,8
|
13,4 20,2 26,8 40,2 53,6 67,4 83,4
|
16,2 24,4 32,5 48,7 65,0 81,7 101
|
19,0 29,0 38,0 58,0 77,0 97,0 119
|
23 34 45 68 90 114 140
|
29 43 57 86 114 144 177
|
41 61 81 122 163 205 253
|
52 78 104 156 208 261 322
|
64 95 127 191 255 320 395
|
74 111 148 222 295 372 459
|
81 121 162 243 323 407 502
|
92 138 184 276 368 463 572
|
103 155 207 310 413 520 641
|
115 171 229 343 458 576 711
|
137 205 274 411 548 689 850
|
20 |
20 30 40 60 80 100 120
|
4,6 6,8 9,1 13,6 18,2 23,0 28,4
|
5,3 7,9 10,6 15,7 21,0 26,4 32,8
|
6,1 9,1 12,2 18,2 24,4 30,7 37,9
|
7,2 10,8 14,4 21,6 28,8 36,2 44,9
|
7,9 11,9 15,8 23,9 31,8 40,0 49,4
|
9,4 14,2 18,8 28,2 37,7 47,4 58,7
|
11,0 16,0 22,0 33,0 44,0 55,0 68,0
|
13 19 25 38 51 64 79
|
16 24 32 48 63 80 99
|
22 33 44 67 89 112 138
|
29 42 56 84 113 142 175
|
34 51 68 103 137 172 212
|
40 60 80 120 160 202 249
|
44 66 88 131 175 220 272
|
50 75 99 149 199 250 309
|
56 83 111 167 222 280 346
|
61 92 123 184 246 310 383
|
73 110 147 220 293 369 456
|
30
|
20 30 40 60 80 100 120
|
3,6 5,4 7,3 10,9 14,5 18,2 22,7
|
4,1 6,1 8,3 12,4 16,4 20,8 25,7
|
4,7 7,1 9,5 14,2 18,8 23,8 29,4
|
5,5 8,2 10,9 16,4 21,8 27,6 34,1
|
6,0 9,0 12,0 18,0 24,0 30,1 37,3
|
7,0 10,6 14,0 21,0 28,0 35,3 43,6
|
8,0 12,0 16,0 24,0 32,0 41,0 50,0
|
9 14 19 28 37 47 58
|
11 17 23 34 46 57 71
|
16 24 31 47 63 79 98
|
20 30 40 59 79 100 123
|
24 36 48 72 96 121 149
|
28 42 56 84 112 141 174
|
31 46 61 91 122 153 190
|
34 52 69 103 138 174 215
|
38 58 77 116 154 194 240
|
43 64 85 128 170 214 265
|
51 76 101 152 202 254 315
|
40
|
20 30 40 60 80 100 120
|
3,1 4,7 6,2 9,4 12,5 15,7 19,6
|
3,5 5,3 7,1 10,6 14,0 17,6 22,0
|
4,0 6,0 7,9 12,0 16,0 20,0 24,8
|
4,6 6,8 9,1 13,7 18,2 23,0 28,4
|
4,9 7,4 10,0 14,9 19,9 25,1 31,0
|
5,8 8,6 11,5 17,3 23,0 28,9 35,9
|
7,0 10,0 13,0 20,0 26,0 33,0 41,0
|
8 11 15 22 30 38 47
|
9 14 18 27 37 46 57
|
12 19 25 37 50 63 72
|
16 23 31 46 62 78 96
|
19 28 37 56 75 94 116
|
22 33 43 65 87 109 135
|
24 35 47 71 94 119 147
|
27 40 53 80 107 134 166
|
29 44 59 89 119 150 185
|
33 49 66 98 131 165 204
|
39 58 78 117 155 196 242
|
50
|
20 30 40 60 80 100 120
|
2,8 4,2 5,6 8,4 11,3 14,2 17,5
|
3,1 4,7 6,2 9,4 12,5 15,7 19,6
|
3,5 5,3 7,1 10,6 14,0 17,8 22,0
|
4,0 6,0 8,0 12,0 16,1 20,2 25,0
|
4,3 6,5 8,6 13,8 17,4 21,8 27,0
|
5,0 7,4 10,0 15,0 19,9 25,1 31,1
|
6,0 9,0 11,0 17,0 23,0 28,0 35,0
|
7 10 13 19 26 32 40
|
8 12 16 23 31 39 48
|
10 16 21 31 42 52 65
|
13 19 26 39 51 65 80
|
16 23 31 46 62 78 96
|
18 27 36 54 72 90 112
|
19 29 39 58 78 98 121
|
22 33 44 66 88 110 136
|
24 37 49 73 97 123 152
|
27 40 66 80 107 135 167
|
32 48 78 95 127 160 198
|
75
|
20 30 40 60 80 100 120 130
|
2,4 3,5 4,7 7,1 9,4 11,9 14,6 16,1
|
2,6 3,8 5,2 7,8 10,3 13,1 16,1 17,8
|
2,9 4,3 5,8 8,6 11,5 14,5 17,9 19,7
|
3,2 4,8 6,5 9,7 12,9 16,2 20,0 22,1
|
3,5 5,2 7,0 10,4 13,8 17,4 21,6 23,8
|
3,9 5,9 7,8 11,8 15,6 19,7 24,4 26,8
|
5,0 6,0 9,0 13,0 18,0 22,0 27,0 30,0
|
6 7 10 15 20 25 31 34
|
7 9 12 17 23 29 36 40
|
8 11 15 23 30 38 48 52
|
9 14 19 28 37 47 58 64
|
11 17 22 33 44 56 68 76
|
13 19 26 38 51 64 80 87
|
14 21 28 41 55 69 86 95
|
15 23 31 46 62 78 96 106
|
17 26 34 51 68 88 107 117
|
19 28 38 56 75 94 117 129
|
22 33 44 66 88 111 137 151
|
100
|
20 30 40 60 80 100 120 130
|
2,0 3,1 4,2 6,2 8,4 10,5 13,1 14,4
|
2,3 3,5 4,6 6,8 9,1 11,5 14,3 15,7
|
2,5 3,7 5,0 7,6 10,1 12,7 15,7 17,3
|
2,8 4,2 5,6 8,4 11,2 14,2 17,5 19,2
|
3,0 4,4 6,0 8,0 12,0 15,0 18,6 20,5
|
3,4 4,8 6,7 10,1 13,4 16,8 20,9 22,9
|
4,0 5,0 7,0 11,0 15,0 19,0 23,0 25,0
|
5 6 8 12 16 21 26 28
|
6 7 10 15 19 24 30 33
|
7 9 12 19 25 31 39 43
|
8 11 15 23 30 38 47 51
|
9 13 18 27 35 45 55 61
|
10 15 20 30 41 51 63 69
|
11 16 23 33 44 55 68 75
|
12 18 24 36 49 61 76 83
|
13 20 27 40 54 68 84 92
|
15 22 29 44 59 74 91 101
|
17 26 34 51 69 86 107 118
|
150
|
20 30 40 60 80 100 120 130
|
1,8 2,8 3,6 5,4 7,2 7,9 11,3 12,4
|
1,9 2,9 4,0 5,9 7,8 8,3 12,3 13,4
|
2,1 3,2 4,3 6,4 8,5 9,1 13,3 14,6
|
2,4 3,5 4,7 7,1 9,4 10,4 14,6 16,1
|
2,5 3,7 4,9 7,4 10,0 12,3 15,5 17,0
|
2,8 4,1 5,5 8,3 11,0 13,0 17,0 18,8
|
3,0 4,5 6,0 9,0 12,0 15,0 19,0 21,0
|
4 5 7 10 13 17 21 23
|
5 6 8 11 15 21 24 26
|
6 7 10 14 19 28 30 33
|
7 9 11 17 23 32 35 39
|
8 10 13 20 26 37 41 45
|
9 11 15 22 30 42 46 51
|
10 12 16 24 32 45 50 55
|
11 13 18 27 35 50 55 61
|
12 15 19 29 39 54 60 66
|
13 16 21 32 42 59 66 72
|
14 18 24 37 49 68 76 84
|
Установка нагревательного кабеля
Хранение нагревательного кабеля
Храните нагревательный кабель в сухом и чистом месте. Условия хранения и работы нагревательного кабеля: при температуре от -40 до +600С. Защищайте нагревательный кабель от механических повреждений.
До установки нагревательного кабеля:
- проверьте маркировку нагревательного кабеля, которая указана на внешней оболочке;
- убедитесь, что уровень напряжения нагревательного кабеля соответствует напряжению сети;
- проверьте нагревательный кабель и компоненты на повреждения. Рекомендуется провести тест на сопротивление изоляции каждой бухты нагревательного кабеля;
- проверьте трубы, на которых будет установлен нагревательный кабель;
- убедитесь, что тестирование давления в трубах уже закончено;
- спланируйте место укладки кабеля;
- убедитесь, что на поверхности труб отсутствуют острые углы, грубая поверхность, способная повредить нагревательный кабель и т.д. Отшлифуйте поверхность или покройте трубы стеклянной или алюминиевой лентой.
При монтаже нагревательного кабеля:
- избегайте острых углов;
- не натягивайте нагревательный кабель с силой;
- не скручивайте нагревательный кабель и не надавливайте на него с силой;
- не ходите по нагревательному кабелю.
Рекомендации по укладке нагревательного кабеля
Разматывайте минимальное количество нагревательного кабеля до его укладки.
Оставляйте примерно 0,5 м нагревательного кабеля, необходимые для установки тройников, стыков, муфт и т.д. Возможно потребуется дополнительный нагревательный кабель для установки крепежей. При использовании спиральной укладки рассчитайте длину дополнительного нагревательного кабеля. Защитите муфтами концы нагревательного кабеля от воды, грязи, механических повреждений.
Рекомендации по методам укладки нагревательного кабеля
Нагревательный кабель может быть проложен по прямой, по спирали или многочисленными оборотами. Не закрепляйте нагревательный кабель металлическими предметами, виниловой изолентой, так как это может его повредить или не обеспечить надежного крепления.
Закрепляйте нагревательный кабель при помощи клейкой стеклоленты или алюминиевой ленты с интервалом в 30 см или с меньшим интервалом.
Прямая укладка нагревательного кабеля
Прямая укладка используется в случаях обогрева труб малого диаметра, когда длина кабеля (Lкаб) равна длине трубы (Lтpy6). На горизонтальных трубах прокладывайте нагревательный кабель, как показано на рис. 1. Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Виды применяемых клейких лент:
LK-120 – клейкая стеклолента, используется для общего применения.
АLU-75 и АLU-50 – клейкая алюминиевая лента (шириной 75 и 50 мм соответственно), увеличивает теплоотдачу. Прикрепляйте нагревательный кабель, как показано на рис. 2.
Спиральная укладка нагревательного кабеля
Спиральная укладка используется только в том случае, если длина кабеля больше длины трубы. Варианты спиральной укладки указаны на рис. 3 и 4.
Длина петли = Длина кабеля / Длина трубы
Шаг укладки:
- сделайте петли;
- зажмите каждую петлю и обмотайте ее вокруг трубы;
- располагайте нагревательный кабель равномерно и прикрепляйте его к трубе. В соответствии со спецификацией используйте термо- и гидроизоляцию;
- определите шаг укладки с помощью табл. 3;
- после укладки каждой петли закрепляйте нагревательный кабель;
- используйте тепло- и гидроизоляцию.
Определение шага укладки нагревательного кабеля (мм)
Таблица 3
Диаметр трубы |
Коэффициент спирали |
мм
| дюйм |
1,1 |
1,2 |
1,3
| 1,4
| 1,5 |
25 32 40 50 65 80 90 100 125 150 200
|
(1") (1" 1/4) (1" 1/2) (2") (2" 1/2) (3") (3" 1/2) (4") (5") (6") (8")
|
250 310 350 430 520 630 720 800 990 1180 1520
|
170 210 240 300 360 430 490 560 680 810 1050
|
140 170 190 240 290 350 390 440 550 650 840
|
110 140 160 200 240 290 330 370 460 550 710
|
100 130 140 180 210 260 290 330 400 480 620
|
Пример: для трубы диаметром в 80 мм требуется 1,3 м нагревательного кабеля на метр трубы. Шаг – 350 мм.
Разрезание нагревательного кабеля
Отрезайте лишний нагревательный кабель только после того, как он будет установлен.
Отрезая лишний нагревательный кабель, вы никак не повлияете на мощностные характеристики тепловыделения с одного метра кабеля.
Варианты типовых установок
Устанавливайте нагревательный кабель таким образом, чтобы обслуживание системы в будущем было нетрудоемким. Соблюдайте требования по креплению нагревательного кабеля.
Клапан
На рис. 5 показана типовая установка нагревательного кабеля на клапане. Конфигурация может изменяться из-за различных форм клапана и длины нагревательного кабеля.
- В соответствии с размерами клапана рассчитайте необходимое количество дополнительного кабеля.
- Закрепляйте нагревательный кабель с помощью стеклоленты.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Фланец
На рис. 6 показана типовая установка нагревательного кабеля на фланце.
- Необходимое количество дополнительного нагревательного кабеля равно двум диаметрам трубы.
- Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Колено
На рис. 7 показана типовая установка нагревательного кабеля на изгибе трубы типа колена.
- Прикрепляйте нагревательный кабель к внешнему (длинному) радиусу колена.
- Прикрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Подвесной крепеж
На рис. 8 показана типовая установка нагревательного кабеля на трубе с подвесным крепежом.
- Не зажимайте крепежом нагревательный кабель. Нагревательный кабель должен быть расположен поверх крепежа.
- При установке подвесного крепежа дополнительного нагревательного кабеля не требуется.
- Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Труба на опоре
На рис. 9 показана типовая установка нагревательного кабеля на трубе, закрепленной на опоре.
- Для такого монтажа потребуется дополнительный нагревательный кабель.
- Прикрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию.
Установка компонентов
Установочные компоненты (силовые соединения, конечные муфты и т.д.) должны соответствовать требованиям стандартов.
При установке компонентов должны соблюдаться требования настоящего руководства, включая рекомендации по подготовке токопроводящих жил для подсоединения. До начала установки компонентов убедитесь, что они удовлетворяют требованиям системы.
Саморегулирующийся нагревательный кабель состоит из параллельных цепей. Не скручивайте токопроводящие жилы, так как это может повлечь за собой короткое замыкание.
Необходимые установочные компоненты
Концевая заглушка (Конечная муфта – Е 02).
Комплект соединения (Соединительная муфта – СЕ 01).
Монтажная коробка (Подсоединение к коробке – СЕ 16).
Комплект ответвления (Разветвление – Т 02).
Типовая система
На рис. 10 показана типовая система защиты трубопроводов от промерзания, основанная на саморегулирующемся нагревательном кабеле. В иных системах могут отсутствовать те или другие установки.
Рекомендации по установке компонентов
- На горизонтальных трубах монтажные соединительные коробки, по возможности, размещайте под трубами.
- Устанавливайте монтажные соединительные коробки в доступных местах, но так, чтобы они не подвергались механическим повреждениям.
- Устанавливайте нагревательный кабель таким образом, чтобы концы силового и нагревательного кабеля были направлены вниз.
- Убедитесь, что монтажные соединительные коробки установлены надежно.
- Прокладывайте нагревательный кабель от монтажной соединительной коробки до начала изоляции таким образом, чтобы предотвратить механические повреждения.
- Определите длину цепи нагревательного кабеля.
- Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
- Обязательно используйте тепло- и гидроизоляцию (включая основу клапана).
- Оставляйте петли нагревательного кабеля на соединениях для возможного будущего ремонта.
- Дополнительный нагревательный кабель должен быть обмотан вокруг трубы.
- Не натягивайте нагревательный кабель при входе/выходе нагревательного кабеля из соединительной коробки и около изоляции.
- На всех концах нагревательного кабеля должны быть установлены конечные или соединительные муфты.
Терморегуляторы
Для управления системой обогрева трубопроводов можно использовать различные виды терморегуляторов разных производителей. На примере фирмы Eberle GmbH к применению рекомендуются следующие типы терморегуляторов:
DTR 3102 – дифференциальный диапазонный терморегулятор, задающий верхнее и нижнее значения, между которыми включается нагрев кабельной системы;
ITR 3 – универсальный терморегулятор с выносным датчиком температуры, с фиксацией режима – для обеспечения заданной температуры под слоем гидро- и теплоизоляции.
Возможно также применение терморегуляторов серии ITU и серии UTR, или иных удовлетворяющих требованиям системы.
Теплоизоляция
Проверка перед установкой изоляции
Визуально проверьте нагревательный кабель и компоненты на правильность установки и убедитесь в отсутствии каких-либо повреждений.
Рекомендуется провести тестирование кабеля на сопротивление изоляции до покрытия трубы термоизоляцией.
Рекомендации по установке изоляции
- Убедитесь, что изоляция соответствует температурному режиму системы обогрева.
- Используйте тепло- и гидроизоляцию в соответствии со спецификацией.
- Проверьте тип и толщину изоляции. Не рекомендуется использовать теплоизоляцию, толщиной менее 30 мм. Для уменьшения возможных повреждений нагревательного кабеля сразу после укладки кабеля рекомендуется изолировать его.
- Проверьте, чтобы все трубопроводы, включая все оснащение, углубления в стенах, а также другие области были изолированы.
- Убедитесь, что кабель не был поврежден острыми предметами во время установки.
- Проверьте, чтобы все изоляционные элементы были правильно установлены.
Подключение к сети и электрозащита
Подключение к электрической сети должно выполняться с соблюдением всей нормативов ПЭУ, СНиП и местных требований. Для обеспечения максимальной защиты рекомендуется использовать УЗО с уставкой 30 мА.
Тестирование нагревательного кабеля
Рекомендуется проводить тесты на сопротивление изоляции:
- перед установкой нагревательного кабеля;
- перед установкой теплоизоляции;
- перед подключением к электросети;
- периодически в профилактически целях.
По завершении установки кабеля должен быть проведен тест на сопротивление изоляции между токопроводящими жилами и оплеткой или металлической трубой при 2500 В, как показано на рис. 11. Показатель должен быть не менее 10 МОм независимо от длины нагревательного кабеля.
Работа, обслуживание и ремонт труб
Работа нагревательного кабеля
Температура окружающей среды не должна превышать уровень, указанный в Инструкции. Кабель должен эксплуатироваться при температуре от –40 до +600C. Превышение указанного диапазона может уменьшить срок службы нагревательного кабеля или повредить его. Для поддержания нужной температуры необходимо использование тепло- и гидроизоляции трубопроводов.
Проверка и обслуживание
Визуальная проверка
Нагревательный кабель, находящийся на поверхности, и изоляция труб, должны периодически проверяться на отсутствие каких-либо повреждений.
Измерение сопротивления
Сопротивление системы должно измеряться регулярно. В системе обогрева труб сопротивление должно измеряться ежегодно до наступления холодного периода. В системах поддержания температуры тестирование должно проводиться по крайней мере два раза в год.
Регулярно должно проводиться тестирование системы электрозащиты и системы контроля температуры.
Ремонт труб и обслуживание
Изолируйте цепи нагревательного кабеля и защищайте нагревательный кабель от возможных механических и термальных повреждений во время проведения ремонтных работ.
Проверьте установку нагревательного кабеля после проведения ремонтных работ. Восстановите теплоизоляцию в соответствии с рекомендациями. Проверьте действие системы электрозащиты.
Материал предоставлен Компанией "Ceilhit"
|