烟气电加热器

  管道中的气体在压力作用下进入电加热器进口，沿着电加热器内部特定的散热热力学原理设计的路径，带走电热元件表面散发出的大量热量，在电加热器出口得到满足工艺要求的气体温度。

  防爆电加热器为卧式结构，主要由电热管集束（含防爆接线腔、散热区及隔热层、折流板）、容器部分组成。

1.技术要求

 1)电加热器按GB/T 3836.1、2、3标准制造，防爆等级ExdIICT4 Gb；

 2)电加热器所在地为户外，防护等级IP65，防腐等级THWF2。

 3)电加热器有安全可靠的静电接地措施，配内、外专用接地螺栓，并均有明显的接地标志，现场电加热器本体及接线盒需设置单独的接地端子。

 4)电加热器容器外部应另配保温支撑、保温措施（由用户现场完成）。

 5)电加热元件与法兰的焊接必须采用密封焊（俗称深口焊），不允许使用套管焊。

 6)电加热器控制柜布置在配电室内。

 7)接线盒配置不锈钢防雨罩，运行时接线盒表面温度不超过60℃。

 8)接线腔内加热元件和接线端子之间采用高温导线接线。

 9)电加热器本体接线盒内配防结露加热器，防止加热器接线腔内部出现结露现象，防结露加热器在加热器工作时断开，在加热器停止运行时自动加热。

 10)电加热器现场操作盘由卖方提供。

 11)电加热器的设计寿命20年。

2. 电热元件设计

  加热器采用U型高性能管状发热元件（电热管）作为基本发热器材，最终外径为Φxx，电热管采用国际同步的生产工艺。 

 1)绝缘材料选择高温结晶氧化镁粉，在1050℃时也能保持很好的绝缘性能；

 2)电热管壁厚xxxmm，外壳采用S321不锈钢制成；

 3)电热丝采用高温镍铬合金丝（Cr20Ni80）；

 4)加热元件成品后需高温烧结处理。

 5)电加热元件的引出棒和电阻丝的连接采用柔性连接及氩弧焊接。

 6)电热元件的封口材料采用耐高温二次固化绝缘密封方式。

 7)加热元件的弯管处二次压扁，以恢复绝缘材料的密度。

 8)电热芯带吊耳，电热管提供不低于10%的备用量（最少1个）。

 9)在防爆接线腔内带有加热管接线图。

 10)工厂测试冷态单根加热元件的绝缘电阻≥500MΩ，每个加热器束整体绝缘电阻≥50 MΩ；到现场后加热器束整体绝缘电阻≥50MΩ；加热器安装后至投运前时间不超过3个月内，加热器束整体绝缘电阻≥20MΩ；电加热器相间电阻值满足计算结果，并且平均误差在5%以内。

 11)加热器相间电阻值满足计算结果，并且平均误差在5%以内。

3.功率密度的确定

  加热器的功率密度：即电加热元件单位发热面积上的功率，它是电加热元件极重要的参数，直接影响加热器的使用性能及使用寿命，它的取值是一个非常专业的问题，受到许多因素的影响 (如介质的流速、温度、物理和化学性质及介质流过加热元件的方向等等) 。如果取值大则会引起过热、结焦，严重时很快就会引起加热元件的损坏；取值偏小，则会引起体积增大和成本的急剧增加。

  根据卖方提供的技术参数，运用“电加热元件的计算机辅助设计”软件，选择最优的功率密度。

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4.电热元件的氧化及解决办法

  引起氧化的原因有：对介质加热时间过长，局部加热温度过高，元件表面含碳量高等原因。卖方提出如下解决办法：

（1）缩短流体电加热器介质在容器内的停留时间；提高流速，减少电热管与流体间的滞留层，增加了电热管与流体间的传热系数，降低了电热管的表面温度，延长了电热管的使用寿命。

（2）合理安排加热器内部结构及各加热组工作的均匀性，对称性；

5. 电热元件制作及检测

 5.1电热管的制作：

发热体相互间、管内连接导体相互间以及它们与金属管的间距大于2mm，管内连接导体与发热体之间采用压接或硬钎连接并按GB3836.3-2021表1和表3规定最小电气间隙和最小爬电距离，金属管末端的管口采用绝缘材料，并进行充分的绝缘处理和防潮处理，按GB3836.1-2021的规定进行型式试验。

 5.2 电热管必须承受下列试验：

 1)1.1倍额定电压，额定频率通电1分钟、断电4分钟为一周期，重复试验，承受1分钟下列交流电压的介电强度试验：2E＋1000（2×电加热器的额定电压＋1000V）最低1760V，按2000V进行高压测试。

 2)以1.1倍额定电压、额定电流通电5分钟，断电状态，全部浸入水中25分钟为一周期重复试验50周期后，在大气中放置40分钟，再承受1分钟，所示交流电压的介电强度试验。

 3)在＋40±5℃相对湿度为90±5％的温热箱中放置24小时后，立即擦去表面潮气，用500伏兆欧表测量带电部分与非带电部分之间的电阻值，须不小于10兆欧。

 4)在冷态（室温）时，电加热器元件的绝缘电阻大于500MΩ。

 5)电加热器内部加热元件的其它方面应符合JB/T 2379－2016，《管状电加热元件技术条件》的规定。

 6)电加热器内部电热元件要求100％做试验。

 5.3 电热管的制作

  通过灌粉、振粉、缩管、弯管。最后检测：绝缘电阻单支电热管>500MΩ；组装后≥50MΩ；高压测试≥2000V/min。符合国标GB3836.1～3及B/T2379。

 1)电热管汇集法兰：采用德国EWM湿面的计算机控制的自动管板氩弧焊，将加热元件的管壳与法兰牢固焊接，使电热管固定，并成为受压容器的一部分。

 2)散热区及隔热层：电热管非加热区，外增加不锈钢套管，并填充隔热层，防止热量的传递。

 3)散热区的制作：法兰与散热套管及防爆腔室底板间先用自动氩弧焊打底，再进行强度焊接，最后做水压试验；确保产品质量。

 4)防爆接线腔：位于电热管集束顶端，电热元件引线端设置有非加热区，防爆接线腔采用离开式布置，有效地阻止由容器管板经散热区套管传递过来至防爆接线腔室内的温度≤60℃。因功率较大且落地安装电加热器须直接与现场接地网连接，故接线腔内、外设专用接地端子。

 5)折流板:为避免局部过热烧坏电热元件，容器内设置折流板。

 5.4 与买方之间的接口

  机械部分：所有法兰接口均带配对法兰及垫片、紧固件。

  烟气进/出口：Φ2845X6mm，材质为S30408，焊接

  排污口： SO80-class150RF，材质为S30408  SH/T3406-2013，带阀门及垫片、紧固件。