管式加热器设计与安装指南

组件 - 管式加热器

CE 标志UL 组件标志 CSA 标志
DVE 标志

管式加热器设计与安装指南

设计注意事项

护套材料

专用于抵抗过程或环境中存在的腐蚀并承受所需的护套温度。 标配护套材料为 INCOLOY ®、钢、铜和不锈钢(304 型)。 也可选配其他类型的不锈钢、MONEL®、钛和 INCONEL。

工作要求

技术部分概括了应用中总热量需求的计算方法。 如需帮助,请联系您当地的科模热思现场销售工程师,他将很乐意为您提供他的判断、经验和见解,帮您解决您的加热问题。

初步选定具体的加热器大小和额定值后,必须根据技术部分的曲线检查其功率密度。

如果所选加热器的功率密度高于曲线的规定值,则须做以下更改:

  • 使用更多功率密度较低的加热器来获得所需的功率容量。
  • 通过降低热损耗和/或提供更长的加热时间来减少功率容量。

功率密度

加热沥青、糖浆等传热性较低的较厚物质时,元件的功率密度或元件每平方英寸的功率必须较低。 加热空气、金属、液体及其他导热物质时,功率密度则应更高一些。 参见技术部分的曲线,确定允许的功率密度。

在需要较高工作温度的情况下,必须对功率密度进行限制,防止其超出最高护套温度。 每个管式加热器的规格中均给出了相应的功率密度。

一般而言,导热性较低的粘性材料需要的功率密度较低。 稀薄的液体及导热性较高的材料需要的功率密度则较高。 如果材料的散热能力较低,则会出现因过热导致的元件过早损耗。 此外,过热还可能致使材料烧焦、碳化或使其化学成分更改。

端子选择

库存的管式加热器与随附的标准端子一起发货,参见本部分的端子选件。 许多其他端子和终端密封均可订购。

注意

避免端子受到油烟、其他过程中产生的化学蒸汽、水分、天气等周围大气的污染。氧化镁绝缘具有吸湿性。

真空

在真空下,由于没有空气带走热量,管式加热器会出现高温运转。 因此,其功率密度需要低 20% 到 30%。 建议将元件的端子放置在真空外。

合规性

科模热思生产品质一流的加热器和控制装置,并在适用的情况下遵守加拿大标准协会 (CSA)、美国保险商实验室 (UL)、德国电气工程师协会 (VDE) 和 CE 等机构的规定。

安装指南

接线

必须遵守国家电气规程 (NEC)。 使用正确的线规来承载所需的电流非常重要。 电线的载流容量若不够大,可能会产生过热风险,从而变得脆弱易破。 在选择正确的电线和绝缘类型时,还应考虑环境温度。 确保端子的接线紧固牢靠。 在可能的情况下,确保端子远离热源。 (如需更高温度,请联系您当地的科模热思销售办事处)。

安装方法

元件附带有螺纹配件,可用于穿壁安装罐槽、烤箱等设备。压缩螺纹配件亦可用于现场安装。 密封环、夹子、支架和垫圈也可连接到元件上,进行安装。

轻松弯曲

要想对所需的地方加热,可将管式元件弯曲,以满足各类需求。 有关客户弯曲和出厂弯曲的详细信息,请参见下页。 弯曲时应选取一段管道或类似的光滑圆形物体,围绕其周围进行弯曲。 有关最小弯曲半径,请参见弯曲指南。

三角形横截面

这些横截面独特的元件专为表面温度较高的元件及需要极端刚度的应用打造。

三角剖分
三角剖分

科模热思获得专利的额外步骤,旨在增加隔热密度,最大限度提高传热性能,延长设备使用寿命。 该压实法可提高电阻丝间距的均匀性,帮助消除热点和冷点。 它还可增加元件刚度,对一些应用大有裨益。

这些元件的末端也可变为圆形,以方便使用螺纹配件或其他安装方法。

对于某些重载型应用,建议使用心形横截面。 该截面可通过模压增加结构强度,防止设备在高速气流或稠油及化合物中或在高温表面空气加热时出现变形或松垂。

表 1: 管式加热器护套材料尺寸

尺寸(英寸) 端子尺寸
护套材料 A B C D E F G
1 1 3/8 21/64 3-3/8 1-1/2 1±1/16 #10-32
钢或 INCOLOY ® 1 1 3/8 21/64 3-3/8 1-1/2 1±1/16 #10-32
铜、钢或 INCOLOY ® 1 1 1/2 15/32 3-7/16 2-1/2 13/16±1/16 #8-32
1. 在产品页面的表格中查看完整的加热器尺寸。

管式加热器改造

世界一流的电热元件制造商

科模热思为您提供最完整的管式加热器系列。 标准直径有:

管式加热器标准直径

圆形横截面

在需要在现场对元件进行特殊弯曲的情况下适应性强。

三角形横截面

获得专利的工艺可生产出尺寸控制最紧凑的元件。

三角剖分横截面

平压式。 获得专利的工艺可为夹紧应用提供较大的接触面积。 这意味着传热性能更高、使用元件数量更少,因为部署的元件额定值更高。

电压或功率

加热器可在任何电压下运行,并可选择适合实际限制范围内的应用的任何功率。 对于高于 480 V 的电压,需选用高压端子结构。 参见组件部分的管式加热器(仅适用于直径为 0.475" 或 1/2" 的加热器)

特殊功率分布

加热器可被设计为在加热段末端带有更高功率,以补偿特定应用中的损耗。 咨询您当地的科模热思销售办事处,了解更多信息。

管道

标准工业级壁厚:

压制弯曲

管式加热器在出厂时可弯曲至更紧凑的半径。 随后需对弯曲进行压制,以重新压实隔热层,延长设备使用寿命。 更大半径的客户弯曲则不需要压制。 (参见本部分的出厂弯曲指南)。

护套长度

直径更大的加热器非拼接长度可达 51 英寸。 这样可避免接头的使用,因为接头经常是造成加热器过早故障的主要原因。

表 2: 管式加热器护套长度

元件直径(英寸)
加热器最大长度 
(英尺 ± 1%)
0.2 10
0.246 40
0.375 40
0.315 40
0.43 40
0.475 51
3/8 17±1/8"
1/2 17±1/8"

注:单端元件的最大护套长度为 10 英尺。

端子结构

适合您应用的诸多选择。 管式元件通常配有端子,可在每一端进行电气连接。 单端结构在同一端带有两个端子。

UL 和 CSA

科模热思管式加热器是 UL 认可和 CSA 认证组件,并额外附带有终端密封。 库存元件亦可配备终端密封,一周内可予发货。 (UL 文件 E198480,指南 UBJY2,CSA 文件 40859)。 使用“端部密封/防潮层”代替端部密封。

VDE 和 CE

科模热思管式加热器经过 VDE 和 CE 认证。 请联系您当地的科模热思销售办事处。

广泛的护套材料选择

适用于各类应用。 标准护套材料为: INCOLOY ® 钢、304 和 316 型不锈钢、铜、INCONEL® 和 MONEL®。 此外,钛和其他 300 系列不锈钢护套亦可根据您的要求提供。 如需在应用中使用其他材料,请联系您当地的科模热思销售办事处。

冷段

科模热思根据要求供应长达 20 英寸的更长冷端。 如需更长的冷端,请联系您当地的科模热思销售办事处。

出厂弯曲

出厂时可进行更紧凑的弯曲。 管式加热器可制成各种不同形状,以满足您的各类应用需求。 使用特殊设计的弯曲工具和压制模具即可将加热器弯曲成不同大小的半径。

附加功能

科模热思亦可根据其广泛工程经验生产带有附加功能的定制化元件,满足艰巨工作的需要。

螺纹配件
螺纹配件

表 3: 螺纹配件

元件直径(英寸) 配件材料 Mtg. 钻孔直径(英寸) 最大壁厚(英寸) 螺纹 大小 尺寸(英寸)
F A B
0.246 黄铜 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 黄铜 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 黄铜 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 黄铜 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1
0.246 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1
0.246 不锈钢 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 不锈钢 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 不锈钢 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 不锈钢 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1

管式加热器出厂弯曲指南

注: OAL 表示总长:

管式加热器出厂弯曲指南 1

管式加热器出厂弯曲指南 2

管式加热器最小出厂弯曲半径

表 4: 最小出厂弯曲半径

元件内径与护套 内部 R1,2,3 A B1,2 C 内部 D E
1/2" INCOLOY ® 5 钢和铜: ∆
3/4
1/2 1,2,3
1-3/8
1-3/8
1
1 1,2
1-1/2
1-1/2
5
8
8
6
0.475" INCOLOY ®钢和铜
3/4
1/2
1-3/8
1-3/8
1
1-1/2
1-1/2
3
6
0.430" INCOLOY ®钢和铜
7/16
7/16
1-3/8 
1-3/8
1
1
1
1
3
8
6
3/8" INCOLOY ® 5 钢和铜: ∆
9/16
3/8
1-3/16
1-3/16
1
1
1-1/2 
1-1/2
3-3/4
6
3
0.375" INCOLOY ®钢和铜
3/8 
3/8
1-3/16 
1-3/16
1
1
1
1
2-5/8
2-5/8
5
3
0.315" INCOLOY ®钢和铜
9/16
5/16
1-3/16
1-3/16
1
1
1-1/2 
1-1/2
2
2
5
3
0.260" INCOLOY ®钢和铜
1/4
1/4
1-1/8
1-1/8
1
1
1
1-7/8
1-7/8
5
3
0.245" INCOLOY ®钢和铜
3/8
1/4
1-1/16
1-1/16
1
1
1-3/16
1-3/16
1-1/2 
1-1/2
5
3
0.200" INCOLOY ® 1/4 1/4 1 3/4 1-1/4 5

订购

请注明型号、部件号、电压、功率、特殊功能以及数量(如需要)。 对于出厂成形的加热器,请注明以下规格: A. 图号。 B. A、B 1,2、C、D、E、H、J、K、L 1,2 和 R 1,2,3 尺寸(根据需要)。 C. N - 匝数、Dia. - 元件直径- aid < - 角度(根据需要)。 D. 螺纹配件材料。 E. 特殊端子类型。 F. 元件(仅限于 TC、TI、TS)顶点位置(平面)。 G. 提交特殊细节草图。 注

  • 上述仅为一般指南。 您亦可订购特殊尺寸和配置。 请联系您当地的科模热思销售办事处。
  • 如果不需要配件,A 尺寸可能需要缩小。
  • 如需使用特殊配件,C 尺寸可能需要更大一些。
  • 当 R 尺寸小于客户最小弯曲半径时,E 尺寸为最小。
  • 仅适用于心形横截面。

管式加热器端子选件

标准、备用和防潮端子
管式加热器端子选件

管式加热器客户弯曲和装配件

支架、圆盘和夹子

加热器上可固定各类支架和夹子,以方便安装。 以下为典型配置。 如果您的安装需要其他类型的支架,请联系您当地的科模热思销售办事处。

管式加热器支架、圆盘和夹子

压力接头

现场安装的压力接头
压力接头

适用于直径为 0.475"、0.315" 和 0.246" 的元件。 这些接头可采用黄铜和钢两种材料制造,并经过 600 psi 流体静压测试,可用于罐槽壁以进行液体浸没,以及风管和各类其他应用中。

压力接头无需钎焊,即可在几分钟内完成现场安装。 它们可沿加热元件的冷段随意放置。 请勿将其置于加热段上方。 不得将其安装在 26 号端子(气密封)机其他宽于护套直径的端子上。

客户弯曲

本目录所列的库存管式加热器元件可在现场轻松简单配置。 如果选择铜制或不锈钢护套,需注明“需要完全退火,以进行弯曲”。 元件可环绕任何合适直径的圆形平滑表面进行弯曲。

为防止元件损坏,应遵守三大注意事项:

  • 用于弯曲元件的圆形物体的半径不得小于元件的最小半径,如下表所示。
  • 不得在弯曲的过程中使用带有锋利边缘的工具剖凿元件。
  • 元件的冷段末端不得至于弯曲范围内,亦不得在弯曲各边 1/4" 的范围内。 如需定位冷段末端,请参见元件目录页的尺寸并确定如下规格:

    示例

    要定位 TRI-1645 管式元件的冷段末端,请参考各产品页面。 护套长度: 16" 减加热长度: 9-1/8" 冷段总长: 6-7/8" 每一端的冷段长度 (6-7/8" ÷ 2) = 3-7/16"

可使用直径略大于护套直径的管段进行终端弯曲。 在末端应至少留出 1" 的直管段。

为保护护套,可将铜片栓接在虎口钳口上,并锉平管道末端,以去除锐缘。

弯曲前,最好对配置的尺寸进行部署。 此外,最好应从加热器中间开始,朝着终端进行弯曲。

客户弯曲

管式加热器客户弯曲

管式加热器设计与安装指南

设计注意事项

护套材料 —专用于抵抗过程或环境中存在的腐蚀并承受所需的护套温度

— 标配护套材料为 INCOLOY ®、钢、铜和不锈钢(304 型)。 也可选配其他类型的不锈钢、MONEL®、钛和 INCONEL。

工作要求 — 技术部分概括了应用中总热量需求的计算方法。 如需帮助,请联系您当地的科模热思现场销售工程师,他将很乐意为您提供他的判断、经验和见解,帮您解决您的加热问题。

初步选定具体的加热器大小和额定值后,必须根据技术部分的曲线检查其功率密度。

如果所选加热器的功率密度高于曲线的规定值,则须做以下更改:

  1. 使用更多功率密度较低的加热器来获得所需的功率容量。
  2. 通过降低热损耗和/或提供更长的加热时间来减少功率容量。

功率密度 — 加热沥青、糖浆等传热性较低的较厚物质时,元件的功率密度或元件每平方英寸的功率必须较低。 加热空气、金属、液体及其他导热物质时,功率密度则应更高一些。 参见技术部分的曲线,确定允许的功率密度。

在需要较高工作温度的情况下,必须对功率密度进行限制,防止其超出最高护套温度。 每个管式加热器的规格中均给出了相应的功率密度。

一般而言,导热性较低的粘性材料需要的功率密度较低。 稀薄的液体及导热性较高的材料需要的功率密度则较高。 如果材料的散热能力较低,则会出现因过热导致的元件过早损耗。 此外,过热还可能致使材料烧焦、碳化或使其化学成分更改。

端子选择 — 库存的管式加热器与随附的标准端子一起发货,参见本部分的端子选件。 许多其他端子和终端密封均可订购。

注意 — 避免端子受到油烟、其他过程中产生的化学蒸汽、水分、天气等周围大气的污染。氧化镁绝缘具有吸湿性。

真空 — 在真空下,由于没有空气带走热量,管式加热器会出现高温运转。 因此,其功率密度需要低 20% 到 30%。 建议将元件的端子放置在真空外。

合规性 — 科模热思生产品质一流的加热器和控制装置,并在适用的情况下遵守加拿大标准协会 (CSA)、美国保险商实验室 (UL)、德国电气工程师协会 (VDE) 和 CE 等机构的规定。

安装指南

接线 — 必须遵守国家电气规程 (NEC)。 使用正确的线规来承载所需的电流非常重要。 电线的载流容量若不够大,可能会产生过热风险,从而变得脆弱易破。 在选择正确的电线和绝缘类型时,还应考虑环境温度。 确保端子的接线紧固牢靠。 在可能的情况下,确保端子远离热源。 (如需更高温度,请联系您当地的科模热思销售办事处)。

安装方法 — 元件附带有螺纹配件,可用于穿壁安装水箱、烤箱等设备。压缩螺纹配件亦可用于现场安装。 密封环、夹子、支架和垫圈也可连接到元件上,进行安装。

轻松弯曲 — 要想对所需的地方加热,可将管式元件弯曲,以满足各类需求。 有关客户弯曲和出厂弯曲的详细信息,请参见下页。 弯曲时应选取一段管道或类似的光滑圆形物体,围绕其周围进行弯曲。 有关最小弯曲半径,请参见弯曲指南。

三角形横截面

这些横截面独特的元件专为表面温度较高的元件及需要极端刚度的应用打造。

三角剖分 — 科模热思获得专利的额外步骤,旨在增加隔热密度,最大限度提高传热性能,延长设备使用寿命。 该压实法可提高电阻丝间距的均匀性,帮助消除热点和冷点。 它还可增加元件刚度,对一些应用大有裨益。

这些元件的末端也可变为圆形,以方便使用螺纹配件或其他安装方法。

对于某些重载型应用,建议使用心形横截面。 该截面可通过模压增加结构强度,防止设备在高速气流或稠油及化合物中或在高温表面空气加热时出现变形或松垂。

三角剖分

管式加热器改造

世界一流的电热元件制造商 — 科模热思为您提供最完整的管式加热器系列。 标准直径有:

管式加热器标准直径

圆形横截面 — 在需要在现场对元件进行特殊弯曲的情况下适应性强。

三角形横截面 — 获得专利的工艺可生产出尺寸控制最紧凑的元件。

三角剖分横截面 — 平压式。 获得专利的工艺可为夹紧应用提供较大的接触面积。 这意味着传热性能更高、使用元件数量更少,因为部署的元件额定值更高。

电压或瓦数 — 加热器可在任何电压下运行,并可额定为适合实践限制范围内应用的任何瓦数。 对于高于 480 V 的电压,需选用高压端子结构。对于高于480V的电压,需选用指定高压端子 参见组件部分的管式加热器(仅适用于直径为 0.475" 或 1/2" 的加热器)

特殊功率分布 — 加热器可被设计为在加热段末端带有更高功率,以补偿特定应用中的损耗。 咨询您当地的科模热思销售办事处,了解更多信息。

管道 — 标准工业级壁厚:

压制弯曲 — 管式加热器可在出厂时弯曲至更紧凑的半径。 随后需对弯曲进行压制,以重新压实隔热层,延长设备使用寿命。 更大半径的客户弯曲则不需要压制。 (参见出厂弯曲指南)。

护套长度 — 直径更大的加热器非拼接长度可达 51 英寸。

这样可避免接头的使用,因为接头经常是造成加热器过早故障的主要原因。

元件直径(英寸) 加热器最大长度
(英尺 ± 1%)
0.2 10
0.246 40
0.375 40
0.315 40
0.43 40
0.475 51
3/8 17±1/8"
1/2 17±1/8"
注 — 单端元件的最大护套长度为 10 英尺。

端子结构 — 适合您应用的诸多选择。 管式元件通常配有端子,可在每一端进行电气连接。 单端结构在同一端带有两个端子。

UL 和 CSA — 科模热思管式加热器是 UL 认可和 CSA 认证组件,并额外附带有终端密封。 库存元件亦可配备终端密封,一周内可予发货。 (UL 文件 E198480,指南 UBJY2,CSA 文件 40859)。 使用“端部密封/防潮层”代替端部密封。

VDE 和 CE — 科模热思管式加热器经过 VDE 和 CE 认证。 请联系您当地的科模热思销售办事处。

广泛的护套材料选择 — 适用于各类应用。 标准护套材料为: INCOLOY ®、钢、304 和 316 型不锈钢、铜、INCONEL® 和 MONEL®

此外,钛和其他 300 系列不锈钢护套亦可根据您的要求提供。 如需在应用中使用其他材料,请联系您当地的科模热思销售办事处。

冷段 — 科模热思根据要求供应长达 20 英寸的更长冷端。 如需更长的冷端,请联系您当地的科模热思销售办事处。

  尺寸(英寸) 端子尺寸
护套材料 A B C D E F G
1 1 3/8 21/64 3-3/8 1-1/2 1±1/16 #10-32
钢或 INCOLOY ® 1 1 3/8 21/64 3-3/8 1-1/2 1±1/16 #10-32
铜、钢或 INCOLOY ® 1 1 1/2 15/32 3-7/16 2-1/2 13/16±1/16 #8-32
1. 在产品页面的表格中查看完整的加热器尺寸。

出厂弯曲 — 出厂时可进行更紧凑的弯曲。

管式加热器可制成各种不同形状,以满足您的各类应用需求。 使用特殊设计的弯曲工具和压制模具即可将加热器弯曲成不同大小的半径。

附加功能 —科模热思亦可根据其广泛工程经验生产带有附加功能的定制化元件,满足艰巨工作的需要。

螺纹配件
元件直径(英寸) 配件材料 Mtg. 钻孔直径(英寸) 最大壁厚(英寸) 螺纹 大小 尺寸(英寸)
F
A
B
0.246 黄铜 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 黄铜 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 黄铜 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 黄铜 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1
0.246 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1
0.246 不锈钢 13/32 7/32 3/8 - 24 15/32 7/8
0.315 不锈钢 15/32 5/16 7/16 - 28 13/16 7/8
3/8 不锈钢 17/32 5/16 1/2 - 28 13/16 7/8
1/2-0.475 不锈钢 21/32 5/16 5/8 - 24 13/16 1

压力接头

现场安装的压力接头 — 适用于直径为 0.475"、0.315" 和 0.246" 的元件。 这些接头可采用黄铜和钢两种材料制造,并经过 600 psi 流体静压测试,可用于罐槽壁以进行液体浸没,以及风管和各类其他应用中。

压力接头无需钎焊,即可在几分钟内完成现场安装。 它们可沿加热元件的冷段随意放置。 请勿将其置于加热段上方。 不得将其安装在 26 号端子(气密封)机其他宽于护套直径的端子上。

现场安装的压力接头
压力接头

客户弯曲

本目录所列的库存管式加热器元件可在现场轻松简单配置。 如果选择铜制或不锈钢护套,需注明“需要完全退火,以进行弯曲”。 元件可环绕任何合适直径的圆形平滑表面进行弯曲。

为防止元件损坏,应遵守三大注意事项:

  1. 用于弯曲元件的圆形物体的半径不得小于元件的最小半径,如下表所示。
  2. 不得在弯曲的过程中使用带有锋利边缘的工具剖凿元件。
  3. 元件的冷段末端不得至于弯曲范围内,亦不得在弯曲各边 1/4" 的范围内。 如需定位冷段末端,请参见元件目录页的尺寸并确定如下规格:

    示例 — 要定位 TRI-1645 管式元件的冷段末端,请参考各产品页面。 护套长度: 16" 减加热长度: 9-1/8" 冷段总长: 6-7/8" 每一端的冷段长度 (6-7/8" ÷ 2) = 3-7/16",可使用直径略大于护套直径的管段进行终端弯曲。 在末端应至少留出 1" 的直管段。

    注 — 为保护护套,可将铜片栓接在虎口钳口上,并锉平管道末端,以去除锐缘。

弯曲前,最好对配置的尺寸进行部署。 此外,最好应从加热器中间开始,朝着终端进行弯曲。

管式加热器客户弯曲

下载管式加热器设计与安装指南