本规范的主要内容是;范围、规划性用文件、基本规定、电阻式伴热系统、使用环境、伴热器选择、控制、监测和报警、配电、绝热层和其他要求等。

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防冻伴热系统freeze protection

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建筑管理SH/T 32122020

伴热电缆回路cableloop 采用单根伴热电缆在表面折返敷设，以实现多重伴热或在一段与主伴热管道无分支的短距离管 设的电缆构成的导电线路。

稳态结构stabilizeddesign 通过设计和使用状态的规定，使伴热器的温度在最不利条件下稳定在最高上限温度以 用限温保护的结构

用于防止出现超过允许最高表面温度的上限温度（如故障情况下）而关断伴热器电源的装置。 3.25 机械式温度控制器mechanicalcontroller 如恒温器，利用双金属元件原理，或封闭在感温包/感温包和毛细管内的利用液体膨胀原理的恒温 器。温度的变化导致位移，使接触器触点闭合或断开。

电子式温度控制器electroniccontroller

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伴热垫heatingpad 由并联或串联元件组成的伴热器，具有足够的柔性，能适应被伴热表面的形状。 3.34 热点hotspot 伴热器上具有不可接受高温的一个点，会导致不充分的热消散，伴热器有损坏的风险。 3.35 外护套overjacket 在金属护套、防护层或铠装层外使用的用以防腐的绝缘材料连续层。 3.36 温度传感装置temperaturesensor 左用主温庭响应提供由信品或机域操作的设务

4.1电伴热系统设计应根据用途和工艺温度控制精度的分类，进行伴热器选择、热损失计算、温度控 副监测和报警系统设计、配电系统设计等内容。 4.2电伴热系统包括电气配电系统、温度控制、监控和报警系统、电阻式伴热系统等。 4.3电伴热系统主要参数应包括介质、维持温度、设计环境温度、热损失、最高护套温度、最高管道 容器温度、计算电压降、允许电压降、伴热器类型、伴热器额定功率、伴热器输出功率、伴热器功率密 度、防爆等级、防护等级、设备保护级别、温度控制元件、监控和报警系统、配电系统、绝热、热损失 设计的安全系数等。 4.4配电系统应包括配电屏、配电箱或分配电箱，应具有短路保护、过载保护、剩余电流保护等功能、 4.5温度控制、监控和报警系统应包括温度探测元件、监控元件和报警系统。

根据用途宜分为下列三种类型： a）防止凝固：防止管道或设备内介质凝固的电伴热系统，采用管道或容器的热损失补偿的方式 以保证其内介质温度高于其凝固点，并考虑一定的裕量； b）保持介质黏稠度：根据管道或容器内介质的黏稠度设计电伴热系统； C）防止冷凝：电伴热系统的设计应保证管道或设备内的气体介质温度高于该压力下的冷凝点。

5.2按工艺温度控制精度分类

根据工艺温度控制精度宜分为下列三种类型 a）类型I：用于温度保持在最低点之上的应用； b）类型Ⅱ：用于温度保持在适当的范围内的应用； c）类型I：用于温度控制在一个较窄的范围内的应用。 电阻式伴热系统的选择宜根据实际需要选择上述类型中的一种、两种，或者三种的组合

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5.3.1电阻式伴热系统的设计应经过热损失计算，确定伴热带在维持温度下的额定输出功率。 5.3.2应根据工艺专业选定的绝热层材质及厚度合理选择伴热器，以提供最优的伴热设计。 5.3.3在最不利的条件下，即使电伴热器的安装功率超出所需功率，电伴热器的使用方式、安装和操 作均不应造成爆炸性气体环境中爆炸性混合物的爆炸。 5.3.4应以极端操作条件和最低环境温度确定设计热损失和设计热输出；最低环境温度宜采用最冷月 平均最低温度， 5.3.5热损失计算参见本规范附录A和附录B。 5.3.6热损失计算的安全系数参见本规范附录C。 5.3.7电伴热管道表、电伴热设备表、仪表电伴热条件表等应包含电阻式伴热系统设计所需的最基本 的、必需的信息。电伴热管道表、电伴热设备表、仪表电伴热条件表参见本规范附录D。

6.1.1电伴热系统的安装与使用应满足当地的气象地质条件。 6.1.2电伴热系统的使用环境可包括：正常环境、爆炸性气体危险环境、腐蚀性环境、低温环境等。 6.1.3伴热器应在规定环境条件下正常运行，如腐蚀环境或低温环境。 6.1.4电伴热系统的防爆、防护、防腐等级的选择应满足安装所在区域的环境要求。 6.1.5电伴热系统的各组成部分的防护等级应满足GB/T4208的要求。室外安装的电伴热系统的各组 成部分的防护等级不应低于IP55，并应满足相关规范的要求。

6.2爆炸性气体危险环境

安装在爆炸性气体危险环境中的电伴热系统应符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3、GB38 B3836.14、GB/T3836.15和GB50058的有关规定，应根据不同的危险区域选择适合的防爆结构 等级和保护级别。

7.1伴热器的最高耐受温度应高于工件最高操作温度和暴露温度。 7.2伴热器的最高允许功率密度的选用值，应使伴热器温度既不超过最高耐受温度，也不超过要求的 气体温度组别，并满足本规范8.3.1的要求。该选用值可选择制造商数据和工艺要求值的较低值。 7.3伴热器选择应满足GB/T19518.2中6.6的要求。

a）自控调温/自限温并联伴热器（电缆）： b) 恒功率并联伴热器： c） 限功率并联伴热器： d）带有高温聚合绝缘串联伴热器（组）； e）矿物绝缘串联伴热器（组）。

a）自控调温/自限温并联伴热器（电缆）； b) 恒功率并联伴热器； c）限功率并联伴热器； d）带有高温聚合绝缘串联伴热器（组）； e）矿物绝缘串联伴热器（组)。

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7.5当需要伴热的管线长度天于单根并联伴热电缆的最天充许长度或制造长度时，宜采用多回路伴热 电缆分段组合或串联伴热电缆的方式。 7.6防冻伴热系统和温度补偿系统，当热输出和操作温度受限时，宜采用自控调温/自限温并联伴热器。 7.7当最大允许温度超出自控调温/自限温伴热器的适用范围时，或者所需的热输出高时，应选择限功 率伴热器。 7.8当所需温度超过恒功率并联伴热电缆的适用范围时，宜选择矿物绝缘电缆，

3.1.1电伴热系统应设置温度控制、监测和报警系统。 8.1.2控制和监测系统应与工艺温度控制精度相适应。 8.1.3控制和监测系统宜提供伴热电缆回路监控和隔离功能。 8.1.4控制和监测应满足电伴热系统的操作和安全要求。 3.1.5大型的电伴热系统宜设置集中的成组控制和监控设备（控制站）。 8.1.6当采用环境比例温度感应控制器时，伴热系统的实际热输出应按环境温度与预设的最低环境温 度的比例进行调整，以补偿实际热损失： 3.1.7有监测要求的情况下，将电伴热系统温度信号、电气配电系统故障报警信号等送至仪表DCS系 统或电气SCADA系统。现场配电箱和分配电箱宜设置就地公共故障报警。 3.1.8电伴热系统的温度控制、 监测和报警系统设计还应满足GB/T19518.1和GB/T19518.2的要求。

8. 2 基于工艺温度控制精度的温度控制设讯

2.1应根据工艺温度控制精度合理选择控制器的精度及温度裕量，以达到节能的目的。 2.2工艺温度控制精度类型I的温度控制设计应满足下列要求： a） 宜设置环境温度传感控制： b） 可用单个传感控制装置、配电盘对一个单元或区域的供电进行控制； C 用于防止凝固目的的电伴热系统，其起动伴热系统的温度设定值，应高于介质的凝固点并宜考 惠一定的裕量； d） 用于防止冷凝目的的电伴热系统，其起动伴热系统的温度设定值，应高于给定工艺压力下的介 质的冷凝温度并宜考虑一定的裕量： e） 用于防冻目的的电伴热系统，应采用环境温度感应设备。起动温度设定值应高于冷凝温度并宜 考虑一定的裕量； f 宜用盲管感应控制或环境比例温度控制技术达到节能的目的： 当采用盲管控制技术时，应保证控制用盲管有足够的长度，使其温度不受邻近管线中介质流动 的影响；温度传感器应安装在与流动条件无关的位置。 2.3 工艺温度控制精度类型II的温度控制设计应满足下列要求： a 应至少设置机械式温控器，可设置电阻式温度探测器RTD； 6 宜设置管道温度感应控制，宜根据管道温度控制输出功率。 2.4工艺温度控制精度类型Ⅲ的温度控制设计应满足下列要求： 应采用热电偶或电阻式温度探测器RTD的电子控制器，可实现现场调校，及提供最大灵活限 度的温度报警和检测功能的选择； b）宜设2个热电偶或电阻式温度探测器RTD，一个用于控制，一个用于报警：

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c）当要求伴热系统维护或检修时不影响工艺操作时，伴热设备应为穴余设置

8.3基于安全的温度限制

3.3.1安装在爆炸性气体危险环境的电伴热系统，在所有可预见的合理条件下，伴热系统应设计成伴 热器表面温度被限制在温度组别或点燃温度之下，当温度不高于200℃时低于该温度值5K，当温度高 于200℃时低于该温度值10K。应通过采用GB/T19518.1和GB/T19518.2规定的稳态结构或通过采用 按GB/T19518.1和GB/T19518.2的限制最高设备温度的温度控制装置达到上述要求。 B.3.2伴热器护套最高表面温度应不超过工件材料和绝热材料的最高暴露温度。 B.3.3当采用控制设计来限制最高护套温度时，应采用温度控制器或温度限制装置。温度控制器或温 度限制装置的设定温度应不高于最高允许护套温度，并应满足本规范8.3.1的要求。 B.3.4安装在爆炸性气体危险环境的电伴热系统，当最高表面温度限定要求使用温度控制装置实现时， 对于1区应符合a），对于2区应符合a）或b)： a）对于1区应用：保护装置如限温器，应能提供系统断电保护以防止最高表面温度超过最高容许 温度。一旦传感器故障或损坏，伴热系统在故障设备更换前应断电。保护装置的操作应独立于 温度控制器。保护装置应具备下列特性： 1）仅能通过手动方式重新启动； 2）仅当正常操作条件恢复后，方可重新启动； 3）重新启动需要锁定工具或钥匙； 4）为防止随意操作，温度设定应可靠并加锁； 5）当传感器故障时，须切断回路供电： b）对于2区应用：可以使用具有故障报警的单独温控装置，并应采取足够的报警监测措施。

8.4伴热器的过热保护

3.4.1可采用恒温器监控伴热器的表面温度，并在伴热器表面温度过高时切断电源。 8.4.2伴热器的最高耐受温度应高于

8.5机械式温度控制器

8.5.1机械式温度控制器宜安装在现场， 8.5.2机械式温度控制器的温度传感器的选择，应考虑传感器及其组成部件的最高额定温度，以及可 能承受的任何腐蚀条件

8.6电子式温度控制器

选择合适的控制电缆以保证控制器和传感器的

3.7.1传感器宜安装在维持温度的典型点上。 .7.2当管道伴热回路经过不同环境温度的区域（例如伴热设备的内部和外部）时，宜分别在不同温 度区域设置传感器、设置相应控制。 3.7.3在复杂的管道系统中，在选择传感器安装位置之前，应评估所有可能情况下的物料流态。 3.7.4温度传感器宜避免设置在受伴热器直接影响的位置。 B.7.5传感器应牢固安装，确保与被测部件的良好热接触。

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8.7.6某些工艺介质和某些管道材质的温度灵敏度需要同时保证温度的控制和限定最高温度。控制传 感器宜环绕伴热带至少90°安装。限定最高温度的传感器可紧挨伴热带安装，其报警设定值为材料或系 统的最大允许温度并应扣除一定的安全裕度

8.8.1当电伴热系统可能运行在设计限值之外时，应发出报警，并应采取措施。 8.8.2应根据工艺温度控制精度的不同为类型I、I或I的电伴热系统设置合适的报警系统 容宜包括工艺温度高报警、工艺温度低报警和伴热回路故障报警、电气系统故障报警。在满足 艺要求的前提下，高温信号可以用于报警或使保护设备动作。

.8.2应根据工艺温度控制精度的不同为类型、ⅡI或ⅢI的电伴热系统设置合适的报警系统。报警内 容宜包括工艺温度高报警、工艺温度低报警和伴热回路故障报警、电气系统故障报警。在满足安全和工 艺要求的前提下，高温信号可以用于报警或使保护设备动作。 .8.3报警器宜与温度控制器集成布置，也可单独设置。温度报警应具备下列功能： a）低温报警：提示管道系统和工艺介质温度已降至预设的最低值，且后续温度降低可能超出可接 受的操作设计要求； b）高温报警：提示管道系统和工艺介质温度已超过预设的最高温度，且后续温度升高可能超出可 接受的操作设计要求。

3.8.3报警器宜与温度控制器集成布置，也

a）低温报警：提示管道系统和工艺介质温度已降至预设的最低值，且后续温度降低可能超出可接 受的操作设计要求； b）高温报警：提示管道系统和工艺介质温度已超过预设的最高温度，且后续温度升高可能超出可 接受的操作设计要求。 8.8.4控制和报警回路宜与DCS和监测系统集成在一起，应考虑控制和报警回路、DCS和监测系统 的兼容性，以确保成功以及可靠的数据传输。

当并联伴热带长度较长时，应合理选择电伴热器的输出功率，合理布置温度传感器的位置，以保 带末端的功率密度不低于起始端功率密度

寸于需要精确温度控制的垂直长管线，应避免出现烟窗效应。宜维持温度的裕量和管道内流体的 垂直长管线进行多段温度控制。

9.1.1应按照GB50052和SH/T3038的规定，根据电伴热在工艺装置和系统单元中的重要程度、对供 电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上的影响，合理确定负荷等级。 9.1.2电伴热系统的配电系统宜包括电源、配电系统、配线电缆、控制系统以及伴热器分配系统等。 9.1.3伴热器分配系统宜包括现场配电盘、就地开关、就地温控器、接线盒、冷端引线等。 9.1.4配电系统应符合GB50052和GB50054的有关规定。爆炸危险环境中电伴热系统的配电系统设 计应满足GB50058的有关规定。 9.1.5双系列或多系列工艺流程各自的电伴热系统，宜由不同供电回路供电。 9.1.6工艺流程每一个独立部分的电伴热系统部分、管道或仪表用电伴热系统部分均宜由独立的分支 回路供电，并宜单独控制。 9.1.7应按照开关数量、恒温器数量、电缆敷设工作量降至最低的原则，进行电伴热系统的配电设计。 9.1.8电伴热系统的保护装置、测量仪表、控制电器和导线的设置，应便于操作、监视和维护，应避 免受热、受潮、受电磁感应、受撞击和避免集聚灰尘。 9.1.9海拔高于1000m的电伴热系统的使用场所设计应考虑海拔高度的影响。

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9.2.1供电电源应采用交流三相或单相电源，额定电压不超过1000V，额定频率为50Hz。 9.2.2系统额定电压应符合GB/T156的规定。 9.2.3电伴热系统引起供电电压偏差和频率偏差应满足国家现行规范的有关规定。 9.2.4当电网系统中的电机负荷较多、较频繁起动时，在进行电伴热系统设计时，应考虑这些负荷可 能引起的电压偏差。

9.3配电屏、配电箱和分配电箱

9.3.1配电屏宜布置在变配电所或控制室。电伴热配电箱或分配电箱可布置在现场。现场配电箱和分 配电箱应深入电伴热系统负荷中心。

9.3.3布置在变配电所和控制至内的配电屏应符合下列要求： a） 其进出动力电缆的连接宜采用柜内铜母排在柜内下侧连接的方案，铜母排应带连接孔。配电屏 进出线处应带塔形密封接头。 b） 屏体、隔板、内侧板及底板等宜采用覆铝锌板；面板、外侧板可采用冷轧钢板，静电喷涂。配 电屏不应在吊装、运输等过程中产生变形。 c）配电屏宜采用自然通风的冷却方式；当要求强制通风时，应设置必要的空气过滤器、.风扇等。 9.3.4配电屏、配电箱和分配电箱应设置单相或三相分支配电回路。当采用单相分支回路时，各出线 分支回路宜均匀分配至三相。

4.1防雷防静电接地设计应满足人身安全及电伴热系统正常运行的要求，应符合GB50058、 065、GB50650、GB/T21714、SH/T3038和SH/T3097的有关规定。 4.2有电伴热的管道、设备等应可靠接地。

5.1应设置适用于电阻性伴热元件的短路保护、过载保护、剩余电流故障保护。每个进出线回 置单独的电流保护装置。 5 2~断欧要应能承受伴热元件的启动由流

2.5.4对用于爆炸危险环境的电伴热系统应符合下列最低要求： a）采取措施使所有导线从电源端起得到隔离。 b）对每一个分支回路提供过电流保护。 根据系统接地型式采取防止接地故障的保护措施。 d）对TT和TN系统采用的接地故障保护装置为：伴热器分支回路的保护应具备切断高阻接地故 障及短路故障的能力，可通过接地故障保护装置来完成。应采用30mA动作定值，该动作电流 应高于伴热器供货商给定的伴热器固有电容泄漏电流。 e）对IT系统：应安装电气绝缘监测装置，以保证在任何情况下当电阻不大于50Q/V（额定电压） 时断开电源。 f)对a)、b)）、c)、d）的要求可由一台装置执行。 9.5.5电气配电系统故障报警信号应包括短路保护动作、过载保护动作、剩余电流保护动作等。

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.5.6电气保护设备应满足GB/T14048.1、GB/T14048.2、GB/T14048.3、GB/T14048.4、GB/T14048.5 和GB/T14048.6等的要求。剩余电流故障保护装置应满足GB/T6829的要求

9.6.1配电盘至伴热器的电源电缆的截面应满足最大负荷的启动电流；并在满负荷条件下，线路压降 不应超过国家标准的有关规定，并与电气保护相配合。 9.6.2电缆的选择应符合GB50217及相关国家标准的规定。 9.6.3电伴热器与现场配电箱、电伴热器与电伴热器之间以及电伴热器与终端接线盒之间的连接应通 过电源接线盒、中间接线盒、终端接线盒。

.7.1下列情况应采用

a）电源电缆和伴热电缆的连接； b）配电盘的回路接至分支回路时，一条回路宜设一个接线盒； c 三相回路转换为三个单相回路： d 直通接头或分接头应采用接线盒，安装在绝热层外。 .7.2 接线盒内应设置足够的端子。每一个导体应接至独立的端子。 9.7.3接线盒内应设置足够的接地端子和接地母排，满足所有供电电缆和伴热电缆的金属屏蔽和铠装 层有接地需要。

当伴热系统要求在低环境温度下启动时，电流保护装置的额定值和特性应满足伴热系统在低环境温 度下启动的条件。

10.1绝热层的设计应符合SH/T3010的规定。 10.2电伴热器的选择和布置应与绝热层的材质和厚度相适应。 10.3宜优化绝热层材料和厚度的选择，以满足增加单个回路长度、减少回路数及减少电伴热系统输出 总功率的要求。 10.4绝热层的选择及设计参见本规范附录F。

11.1当工艺过程对电伴热系统有要求时，应设置回路监控和备用电伴热系统。当监控到电伴热系统发 生故障时，应自动启动备用电伴热系统。 11.2当使用较长的并联伴热器时，宜将温度传感器布置在离伴热器、散热点和电源连接点较远的位置 11.3电伴热器的总长度应包括工件所需电伴热器的长度、各种工件附件所需的电伴热器长度及安装所 需的电伴热器长度。

附录A （资料性附录） 管道热损失计算

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应注意对流系数和绝热层热导系数都与温度相关。开始的时候，不知道每个传热位置的温度，应该 假设一个温度。根据最初假定的温度，可以计算出热损失及新的温度。如果新的温度与之前假定的温度 相符，则意味着假设正确。如果不相符，则计算出来的新温度需作为新的假设温度，再次计算热损失及 新的温度。假设温度梯度的示意参见图A.1。

图A.1假设温度梯度

式中： 自然对流的传热系数，W/（m.℃）； 系数，取1.32； 管道表面的温度，℃； 周围环境空气温度，℃：

h= C, T Tar h= C, × T T.

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Vd ×(Pr)1/3 d Ve

hr一一线性化后的辐射传热系数，W/（m℃）； 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地下室标准规范范本，总的热损失是 极小的。

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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/（m.℃）； 热绝热层厚度，m； K 平均温度下绝热层导热系数，W/（m.℃）； hco 绝热层外表面与气候防护层间的内部空气传热系数，W/（m.℃）； 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/（m.℃）； 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

紧固件标准SH/T 32122020