绝缘对电伴热设计和运行的影响

即使按照中西部的标准，天气也很冷。那天早上，我接到了一家可再生柴油工厂的工厂经理的电话，该工厂距离家大约有两个小时的路程。一位兴奋的工厂经理宣布，他有 5 艘油轮等待装货，另外 5 艘正在运输途中。他无法将货物装上卡车，因为生物柴油因温度太低而堵塞流动。他已经确定了导致问​​题的管道，并希望我出来帮助排除故障。

当我到达时，操作员正在连接临时蒸汽管线以包裹管道并重新加热。最终，产品足够热，他们能够重新启动泵并装载卡车。

当我们沿着问题线走下去时，根本原因显而易见，我们发现了管道中保温层缺失或完全冻结的部分。在几个区域，我们可以看到管道上的热迹。后来我了解到，在夏天，一名承包商更换了管架中的一些管道，但没有重新安装隔热层和护套。秋入冬，雨水和融雪进入垂直管道段的保温系统，浸湿了大部分纤维保温材料，一旦足够冷，就会变成冰块。

在这种情况下，工厂不仅要支付卡车司机坐几个小时的费用，还要支付所有在最后一刻打电话的额外操作员的加班费。

热管理系统故障的成本高昂，但如果使用正确的材料进行隔热，通常是可以避免的。

在我的伴热职业生涯中，我帮助客户诊断其供暖系统的问题。系统故障的最初迹象通常是管道失去流量或发生破裂。确定电加热系统正常运行后，我的注意力将转向绝缘和护套系统。

为了使电伴热系统正常工作，绝缘性能必须与工艺设计需求相匹配，不仅在第一天，而且在系统的使用寿命内。加热电缆的输出以“瓦每英尺”表示，与通过绝缘层允许的热量损失相匹配。如果绝缘体受潮或损坏，系统就会失去平衡，从而产生问题。

在设计完整的热管理系统时，重要的是要考虑其隔热层的长期性能。

热、水和机械损坏——隔热的三大敌人。

潮湿或损坏的绝缘层可能会导致成本高昂的过程故障，导致线路冻结或堵塞。这些故障不仅维修成本高昂，而且还可能导致生产损失和意外停机。在某些情况下，如果洗眼站或主动消防设备冻结，伴热系统故障也会造成健康和安全风险。

一个常见的误解是护套或覆层顶部绝缘会阻止水进入绝缘系统。在我的经验中：

• 操作员在管道上行走和踩踏以进行维护或进入难以到达的区域，这会导致系统损坏。
• 护套已移除但未正确重新安装。
• 热循环过程会导致绝缘层和护套的膨胀和收缩。

发生这种情况时，护套中的渗透会导致水流入并与绝缘材料接触。传统的吸水隔热材料会保留管道附近的水分，导致伴热系统提供的热量与湿隔热材料增加的热量损失之间不平衡。

即使吸收的水分只有 3%，也会导致 3-4 倍的能量损失。这种不平衡将导致系统失败。如果不发生水流，浸水的保温材料将导致更大的热损失，并且可能导致管道冻结或堵塞。如果潮湿的绝缘层持续存在，也会增加以下风险： 保温层下腐蚀.

Pyrogel^® 旨在抵御机械绝缘的典型敌人；热、水和机械损坏。

绝缘厚度

为伴热项目选择隔热材料时的另一个重要考虑因素是厚度。绝缘良好的系统可以减少项目所需的电路数量。电路较少的伴热系统可以降低配电成本。这不仅会降低总安装成本，还会降低运营成本。

解决绝缘最严峻的挑战

大约二十年前，阿斯彭气凝胶开始重新构想隔热材料，这一努力的结果被称为 Pyrogel，经过独特设计，即使护套系统出现故障也能保持性能。 Pyrogel“ 多层系统允许交错的周向和纵向接缝，使水几乎不可能渗透。与传统的保温材料不同， Pyrogel 可以弹性地抵抗水或雪的侵入，保持资产干燥并帮助伴热系统按设计运行。

Pyrogel的超薄外形（比传统绝缘材料薄达 50%）也有助于解决间隙问题，这是一个限制伴热系统热阻的常见问题。

最后，如果伴热电缆出现故障或损坏，则必须拆除绝缘层以进行维修或检查。 Pyrogel 是一种灵活的气凝胶毯，设计可拆卸和重复使用。在我们中西部的一位客户那里， Pyrogel 已被删除、存储，然后在三个单独的维护事件中重新应用。

回顾我支持电伴热的时间，我仍然感到惊讶的是，有多少问题是由潮湿或绝缘退化引起的，这些问题对我的客户来说代价高昂。现在，在 Aspen Aerogels，我觉得我们拥有帮助伴热按预期执行的工具。如果您认识到上述一些问题，请随时 联络方式 与我或同事一起，我们将很乐意提供帮助。