自控温伴热带于大型机械冬季安装、使用中的应用
作者：刘庆丰等
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2014年第9期
    刘庆丰 罗宁（上海电力安装第二工程公司）
    摘要：依托西北地区独特的能源优势，我国的能源基地逐渐向西北地区转移，西北地区火电新机组建设方兴未艾。西北工程建设的施工工期往往因冬季寒冷气候限制延长或滞后，然而主要限制冬季施工的原因为大型机械不能顺利安装及正常运转，为了解决这一问题，选择将自控温伴热带应用于大型机械动力系统及大型机械安装工器具，用作预热及保温，经实践本方法安全节能，取得了良好的效果。
    关键词：自控温伴热带冬季施工大型机械
    北方冬季施工气温几乎在-15℃-37℃之间，对大型机械的安装及正常运转带来了极大考验，如此严寒的天气使用常规保温材料对大型机械的启动无法满足启动及运转要求，而现场通常采用的方式为用电热扇或大功率照明灯烘热，其缺点主要为：①加热不均匀，设备受热亦不均匀，容易造成设备故障、减少设备寿命；②浪费电能，加热器或大功率照明灯热量大部分散失到空气中。为了解决以上两个问题，现将自控温
伴热带应用西北部工程冬季大型机械的安装及运转，无论从安全角度还是在高效节能方面都取得了良好的效果。下面先对自控温伴热带进行简述，然后分别介绍自控温伴热带于大型机械安装及运转中的应用。
    1 自控温伴热带简介
    自控温伴热带的带芯是一种很复杂的高分子复合物，它由多种材料和导电介质复合而成。在加热过程中，这个高分子材料的内部半导体通道的数量———电阻发生了惊人的正温度系数(简称PTC 效应)的变化。当环境温度升高时，高分子聚合物微分子膨胀，碳粒渐渐分开，引起了电路中断，电阻上升，伴热线自动减少功率输出；当环境温度降低时，高分子收缩变小，碳粒相应连接起来形成电路，伴热线发热功率又自动上升；当环境温度处于某一稳定状态时，系统将达到热输出稳定，使其具有温度自限性。它控制温度不会过高亦不会过低，能自动调解。从而，达到了安全可靠的目的。
    自控温伴热带属并联型带状物，所以在加热带内任何局部(微少段长)都具有单独适应环境温度变化的自动(任意温度———功率输出)调节功能。因而它可以任意切割，在允用长度范围内可适应不同长度需求，这对现场安装与施工极为方便。
    自控温伴热带是一种平行导线的电伴热补偿器件，其结构简单，外形扁平光滑，可以任意平敷，缠绕，应用范围极广。电伴热具有装置简单，发热均匀，控温准确，节约电资源，无环境污染，热交换效
率高，设计、安装、维护工作量小等突出优点，更适合工程建筑行业使用。
    1.1 相关电气设备设计
    所有的自控电伴热的电源部分，都需要接上过流保护和漏电保护，作为必要的电气保护，与热线相关的电气设备也需完全符合电气规定。
    一个电源点所能连接的最大热线长度定义如图1：
   
    举例：120m 热线，如何选过流保护开关，第一步：决定TS （热线启动时，设备、管道可能处于的最低温度）TS=0毅C。第二步：根据TS 确定过流保护开关容量，查表1。第三步：查表1，发现LMAX=67m需5A 的开关，LMAX=136m 需要10A 的开关足够。
    L1+L2+L3+L4＜最大热线长度LMAX单一热线最大长度与过流保护开关关系查表1。
    1.2 产品结构
    1.2.1 图2 为自控温型PTC 电热带的结构示意图及剖面图，L 表示电热带宽度(mm)，t 为厚度(mm) 。从图中可知，自控温型PTC 电热带的基体组成元件为：
    ①导体，一般采用绞合导线，使电流沿着电热带的整个长度方向传输；②电阻随温度变化的加热元件，称为PTC 层；③绝缘层。必要时也可增加；④金属编织层；⑤外护套。
   
    1.2.3 自控温伴热带各种系列及主要参数见表2：表1院单一电源最大电热带长度渊LMAX冤220V
   
   
    根据自控温伴热带上述参数与其他供热保温材料（功率）相比，其工作效益及经济效益有着很大的优点。
    1.3 电伴热带的选型
    在实际工程中如何选择电伴热带，要具体情况具体分析，不宜按工程区块划分，都选恒功率电伴热带，或都选自控温电伴热带，从设计、安装角度讲，恒功率电伴热带一般受节长限制，若切割时未能准一个节长，则该部分伴热带不起作用，这不仅影响其伴热效果，同时也造成浪费；而自控温电伴热带可随意切割，能确保电伴热完整。所以要从技术经济角度综合考虑，而选择不同电伴热带。
    2 自控温伴热带于大型机械安装中的应用
    北方冬季12 月份左右安装中大型机械塔式起重机为例，当时日平均气温为-22℃，而安装机械的塔节之间为高强度螺栓联接，需要用大功率的液压扭矩扳手来紧固高强度螺栓，液压扭矩扳手通常都置于室内温暖环境，可一拿到现场在-18℃的低温下液压扭矩扳手由于低温液压油粘稠度增加导致无法启动，考虑采用用电热扇烘热，可烘热只能限于液压扭矩扳手机械本身，而安装扭矩扳手的油管要拖很长，该处又是薄弱位置，油管的保温根本无法照顾到，液压仍无法正常工作。
   
    为了解决这一难题，自控温伴热带就应用其中，具体方法如下：①将自控温伴热带于液压扭矩扳手机体外壳均匀缠绕数圈，用棉毯裹好。②然后将伴热带一头引出沿着油管方向同油管扎成一束直到液压头。③再用保温胶带将扎成一束的油管和伴热带全程缠绕起来（见图4），最后将伴热带通电约15 分钟液压扭矩扳手便可正常作业。
   
    3 自控温伴热带于大型机械运转中的使用仍以北方工程于冬季时间塔式、履带式起重机冬季作业运转为例，根据液压制动装置的工作原理及液压油的工作维持温度，塔式起重机的变幅、主钩、小钩卷扬机制动系统均为液压制动。即使做好设备外部保温如果工作前不用外部热源加热也无法正常启动。同样的方式、方法将自控温伴热带应用于其中（见图5）。
    具体方法：
    ①将自控温伴热带均匀缠绕于液压刹车油泵上及液压油管路上，然后再在外部做好保温防护，将伴热带通电约15 分钟液压刹车油泵即可正常作业。
    ②而使用大功率照明灯和加上外部搭棚保温还得需45 分钟左右姑且运转。
    不妨着重从经济效益、安全隐患两方面对施工现场液压制动装置保温及加热采用高功率电热扇、大功率照明灯和自控温电伴热带方案进行比较。
    电热扇或大功率照明灯由于散出热量不集中，被加热保温设备很难达到所需的温度，所以需要搭设保温棚来进行外部保温。（按工艺及安全条件需脚手管、保温材料、铁丝等材料），为了使得受热均匀及加快效率，必须使用两台电热扇及以上相对加热，如果需要大功率照明灯长时间加热，那么对照明灯管的要求必须质量好，并配备更换灯管。并时刻需要专人监护，以防长时间加热灯管破损引起火灾损坏设
备。加上在同样的时间内大功率的耗电量也大。这样使用起来费工、费料、费时、费电也达不到预期的加热效果。
    而所谓的自控温伴热带无论是使用还是安装、维护，工作量都很小，其能自动限制加热时的温度。安装后并不需要长时间监护，为了安全符合电气规定需装设漏电保护。漏电保护的选择查表得知，其无论是平覆、交叉重叠，受热是集中的，把其缠绕在液压制动装置上并用保温棉毯把它覆盖，缠绕长度根据被加热设备之长度和总面积来决定，长时间工作会随着环境的温度变化而变化。根据其功率决定单位能耗极小。在同样的时间里达到加热及保温效果，并高效的节约了材料和人工，加快了设备的正常运转。
    4 结束语
    就北方冬季施工而言，自控温伴热带被广泛的运用。工程大型机具安装、使用发挥了巨大作用，为加快进度、安全作业带来很大方便。根据自控温伴热带的安装、维护方便，成本较低，且可以二次回收利用等特性，是节约成本的一个重要途径，并为西北地区冬季施工中应用开辟了广阔的前景。
    参考文献：
    [1]GB50169-92 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S].
    [2]BS6351-1983 表面电加热装置技术条件[S].
    [3]美国电气与电子工程学会IEEE515-1989.工业设备用电阻加热带的试验、设计、安装和维护的推荐标准[S].varchar2最大长度
    [4]电工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.
    作者简历：刘庆丰（1986-），男，山西大同人，助理工程师，安徽淮南项目机施专工，研究方向院火力发电设备安装及吊装工程管理曰罗宁（1992-），男，河北石家庄人，连云港新海项目机施专工，研究方向院火力发电设备安装及吊装工程管理。