O fabrică de proces într-un climat nordic pierde o linie de retur a condensului la 4:30 AM. Temperatura a scăzut la -18°C, linia a înghețat, iar tura de dimineață nu poate începe producția. Acest scenariu se repetă în fiecare iarnă în instalațiile care subestimează costul unei conducte neîncălzite. O linie blocată, inclusiv pierderea producției, a forței de muncă și a reparațiilor, costă de obicei mult mai mult decât o instalație completă de urmărire a căldurii electrice. De aceea, trasarea căldurii este specificată nu ca o comoditate, ci ca un strat protector pentru disponibilitatea procesului.
Urmărirea căldurii electrice este o modalitate controlată de a adăuga căldură la conducte, rezervoare, supape și instrumente din exterior. Menține temperatura fluidului sau previne înghețul prin compensarea căldurii pierdute prin izolația termică. Restul acestui articol explică cum funcționează, ce tipuri de cabluri sunt disponibile, cum să selectați sistemul potrivit și ce cauzează cele mai multe erori de câmp.
Un sistem electric de urmărire a căldurii constă dintr-un cablu de încălzire așezat de-a lungul suprafeței țevii, izolație termică instalată peste cablu și un sistem de control care pornește și oprește alimentarea. Când curentul trece prin elementul rezistiv din interiorul cablului, acesta generează căldură. Căldura se transferă prin peretele conductei în fluid, echilibrând căldura pierdută prin izolație.
Urmărirea căldurii diferă de încălzirea prin imersie într-un mod fundamental: elementul de încălzire nu atinge fluidul de proces. Acest lucru îl face potrivit pentru modernizarea liniilor existente, pentru țevi lungi și pentru echipamente în care un încălzitor intern ar perturba fluxul sau ar crea un punct fierbinte. Trasarea funcționează și la supape, flanșe, suporturi și instrumente, zone în care nu poate fi instalat un încălzitor cu imersie.
Alegerea cablului potrivit este cea mai importantă decizie în orice proiect de urmărire a căldurii. Cele trei tehnologii dominante sunt autoreglarea, putere constantă în paralel și putere constantă în serie. Fiecare are un comportament distinct, iar alegerea afectează lungimea circuitului, strategia de control și practica de instalare.
Cablurile cu autoreglare folosesc un miez de polimer conductiv între două fire de magistrală. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența polimerului crește și puterea de căldură scade. Acest efect de feedback înseamnă că cablul își limitează în mod natural propria temperatură. Poate fi tăiat la lungime în câmp și poate fi suprapus fără riscul de epuizare. Este cea mai comună alegere pentru protecția împotriva înghețului a țevilor mici și medii.
Cablurile cu putere constantă au un fir de încălzire înfășurat în jurul firelor magistralei și conectat la intervale. Ieșirea pe metru rămâne fixă indiferent de temperatura conductei. Aceste cabluri oferă o putere mai mare și mai consistentă decât tipurile cu autoreglare, dar nu trebuie suprapuse și necesită un termostat pentru a preveni supraîncălzirea. Se potrivesc pentru menținerea temperaturii acolo unde este nevoie de o putere constantă.
Pentru aplicațiile care necesită o ieșire stabilă pe distanțe medii, este disponibil un cablu flexibil de încălzire cu putere constantă, cu cabluri reci terminate în câmp și kituri de conectare standardizate.
Cablu de încălzire flexibil cu putere constantă pentru urmărirea căldurii de proces Acest cablu de putere constantă menține o putere termică uniformă pe unitate de lungime și poate fi tăiat pentru a se potrivi la fața locului, făcându-l potrivit pentru conducte de lungime medie care necesită un control stabil al temperaturii. Vizualizare produs → Cablurile în serie folosesc un singur conductor rezistiv pe toată lungimea. Puterea de ieșire este uniformă de-a lungul circuitului, iar lungimile circuitului se pot extinde pe kilometri. Acest lucru le face ideale pentru conducte lungi, linii de încărcare și aplicații în care punctele de alimentare cu energie electrică sunt îndepărtate. Cu toate acestea, acestea trebuie proiectate și fabricate la o anumită lungime, astfel încât planificarea este mai critică decât în cazul cablurilor paralele.
| Proprietate | Auto-reglare | Putere constantă în paralel | Seria Putere constantă |
|---|---|---|---|
| Comportamentul de ieșire | Scade pe măsură ce temperatura crește | Ieșire fixă pe metru | Ieșire uniformă de-a lungul circuitului |
| Tăierea câmpului | Tăiați la lungime la fața locului | Tăiați la lungime în punctele desemnate | Lungime proiectată din fabrică |
| Suprapunerea permisă | Da | Nu | Nu |
| Lungimea tipică a circuitului | Până la 100 m | Până la 200 m | Kilometri posibili |
| Cel mai potrivit pentru | Protecția la îngheț a țevilor mici | Mentinerea temperaturii | Conducte lungi și putere mare |
Începeți cu scopul operațional. Sistemul previne înghețarea sau menține temperatura procesului? Protecția împotriva înghețului permite o bandă de temperatură mai largă și un control mai simplu. Menținerea temperaturii, în special pentru fluide vâscoase sau procese exoterme, necesită un control precis și o putere de ieșire prin cablu care să se potrivească cu pierderea de căldură la cea mai scăzută temperatură ambientală.
Calculul pierderilor de căldură necesită patru intrări și, în practică, nu puteți sări peste niciuna dintre ele:
Odată ce pierderea de căldură pe metru este cunoscută, o comparați cu ieșirea cablului. O marjă de siguranță obișnuită este de 10 până la 20 la sută, dar supradimensionarea dincolo de aceasta risipește energie și poate deteriora fluidele sensibile la temperatură. Tipul de fluid contează și el: uleiul greu are nevoie de o temperatură de menținere mai mare decât apa, iar un fluid care se solidifică în condiții ambientale necesită o putere de urmărire mai mare pentru a se recupera după o oprire.
Clasificarea zonelor periculoase schimbă totul. În atmosfere explozive, cablul, conexiunile și dulapul de control trebuie să aibă o certificare corespunzătoare și să fie instalate conform cerințelor zonei. Un cablu standard într-o zonă clasificată este o încălcare directă a siguranței.
Pentru sarcina de protecție împotriva înghețului, unde temperatura ambientală scade rar sub -20°C și mediul este apa sau un fluid de proces ușor, un încălzitor de urme de temperatură înaltă cu construcție rezistentă la umiditate acoperă majoritatea instalațiilor exterioare.
Încălzitor de urme de temperatură înaltă pentru protecție împotriva înghețului Conceput pentru protecția împotriva înghețului în instalațiile exterioare, acest încălzitor cu putere constantă funcționează în mod fiabil la temperaturi ridicate și se potrivește țevilor care transportă apă sau fluide ușoare de proces în climatul rece moderat. Vizualizare produs → Pe teren, majoritatea defecțiunilor de urmărire a căldurii se datorează mai degrabă erorilor de instalare decât defectelor de cablu. Cablul trebuie să intre în contact complet cu suprafața țevii; un spațiu de aer între cablu și țeavă acționează ca un strat izolator și creează un punct rece. Fixarea cablului la fiecare 300 până la 500 mm cu bandă sau curele aprobate, nu cleme care pot zdrobi jacheta, este o practică standard.
Marginile ascuțite de pe suporturile pentru țevi și flanșe pot tăia mantaua în timpul instalării sau în timpul expansiunii termice. Cablul trebuie direcționat pentru a evita marginile sau protejat cu o protecție metalică. Conexiunile și terminațiile sunt punctele cele mai vulnerabile. Fiecare îmbinare și etanșare la capăt trebuie realizate cu kitul aprobat de producător și etanșat împotriva umezelii. O singură terminație prost etanșă este cea mai frecventă cauză a declanșărilor de defecțiune la pământ.
Înainte de a acoperi cablul cu izolație termică, măsurați rezistența de izolație a fiecărui circuit. Acest test detectează devreme deteriorarea cablului și pătrunderea umezelii. Citirea minimă larg acceptată este de 20 de megaohmi, deși instalațiile noi citesc adesea câteva sute. Înregistrați valoarea pentru fiecare circuit; devine baza pentru întreținerea viitoare.
Standardele de construcție și inspecție pentru urmărirea căldurii electrice acoperă aceste puncte în detaliu și merită revizuite înainte de începerea lucrărilor la șantier.
Tehnici de construcție și standarde de inspecție pentru trasarea căldurii electrice .
Un cablu de urmărire a căldurii fără controler este un încălzitor care funcționează la capacitate maximă, indiferent de nevoie. Într-o aplicație de protecție împotriva înghețului, asta poate însemna energie irosită luni de zile. Un termostat cu senzor de linie plasat pe suprafața țevii întrerupe alimentarea atunci când temperatura țevii este peste punctul de referință, în timp ce un controler cu senzor de mediu răspunde la temperatura exterioară. Pentru menținerea temperaturii, un controler cu un senzor plasat pe țeavă sau direct pe fluid oferă un control mai strâns.
Toate circuitele de urmărire a căldurii ar trebui să includă protecție împotriva defecțiunii la pământ. Curentul de scurgere într-un cablu de încălzire sănătos este mic, dar o manta deteriorată poate crea o cale către masă pe care întreruptoarele standard nu o detectează. Un dispozitiv de eroare la pământ de 30 mA protejează atât personalul, cât și sistemul. În zonele periculoase, dulapul de comandă trebuie să fie omologat pentru zonă și integrat cu restul filozofiei de protecție.
Acolo unde trasarea trece printr-o zonă clasificată, componentele de alimentare și de monitorizare aparțin unei incinte certificate proiectate pentru locație.
Dulap de control al urmelor de încălzire pentru locații periculoase Acest cabinet de control certificat integrează monitorizarea temperaturii și managementul puterii pentru circuitele de urmărire a căldurii, oferind o funcționare sigură în medii clasificate și susținând verificări de întreținere fiabile. Vizualizare produs → Sarcina de întreținere a unui sistem de urmărire a căldurii bine instalat este scăzută, dar nu este zero. O inspecție anuală înainte de sezonul rece ar trebui să includă o verificare vizuală a mantalei cablului pentru tăieturi, abraziune sau atac chimic; verificarea că izolația este intactă și hidroizolată; și un test de rezistență la izolație în comparație cu linia de bază a instalației. O citire care scade cu mai mult de 25% față de valoarea inițială semnalează o problemă în curs de dezvoltare.
Modurile obișnuite de defecțiune sunt umiditatea la terminații, deteriorările mecanice cauzate de lucrările de întreținere la conductă și termostate defectuoase. Când se declanșează un circuit, verificați mai întâi controlerul, apoi terminația, apoi cablul. Nu resetați pur și simplu întrerupătorul și plecați, deoarece o defecțiune la pământ care nu este localizată va reveni.
Înlocuirea unei secțiuni deteriorate a cablului cu autoreglare este simplă atunci când se utilizează kitul de îmbinare al producătorului. Pentru cablurile de alimentare constantă în serie, opțiunile de reparare sunt mai limitate, deoarece întregul circuit poate fi afectat.
Designul sistemului ar trebui să țină cont deja de mentenabilitatea. Cutiile de conectare accesibile, circuitele etichetate și o înregistrare a calculelor de proiectare fac fiecare intervenție viitoare mai rapidă și mai sigură. Un sistem de urmărire a căldurii bine documentat este un avantaj; unul fără acte este o răspundere care așteaptă o noapte rece.
Drepturi de autor © Jiangsu Weineng Electric Co.,Ltd. Toate drepturile rezervate.
Producători de încălzitoare electrice OEM/ODM
