Ogrzewanie towarzyszące (heat tracing) dodaje kontrolowane źródło ciepła wzdłuż rury, zbiornika lub przewodu przyrządu, tak aby ich zawartość utrzymywała się powyżej zadanej temperatury, czy to po prostu powyżej punktu zamarzania, czy wartości procesowej koniecznej, by płyn pozostał możliwy do pompowania. Jest mało widoczne, dopóki nie zawiedzie, a zamarznięta lub zgęstniała linia może wyłączyć jednostkę na wiele godzin.
Każda rura lub zbiornik wystawiony na warunki otoczenia traci ciepło przez ścianki i izolację. Płyny na bazie wody w chłodnym klimacie grożą zamarznięciem i pęknięciem rur albo złączek.
Wiele płynów procesowych nie musi zamarznąć na stałe, żeby stać się problemem: ciężkie paliwa opałowe, stopiona siarka, bitum i ropy o dużej zawartości wosków gwałtownie gęstnieją wraz ze spadkiem temperatury, a pompa lub zawór dobrane do projektowanej lepkości mogą zablokować się przy zimnym medium.
Ogrzewanie utrzymuje płyn powyżej istotnego progu i kompensuje straty ciepła, zamiast szybko podnosić temperaturę.
Elektryczne ogrzewanie towarzyszące wykorzystuje oporowy kabel przymocowany do rury pod izolacją, występujący w dwóch popularnych rodzinach.
Oba systemy zasilane są przez termostat lub regulator i są chronione zabezpieczeniem przed prądem upływowym (ground-fault), ponieważ uszkodzony kabel w mokrej izolacji stanowi zagrożenie porażeniem i pożarem.
Ogrzewanie parowe prowadzi cienką rurkę wzdłuż rury procesowej, przewodząc niskociśnieniową parę, która skrapla się i oddaje ciepło utajone, przy czym kondensat odprowadzany jest przez pułapkę parową. Nadaje się do zakładów z istniejącą siecią parową i dostarcza wysoką, stałą moc, ponieważ temperatura kondensacji jest określona przez ciśnienie pary.
Trudniej je precyzyjnie regulować niż ogrzewanie elektryczne, bo obwód jest albo na parze, albo nie, a ponadto wymaga utrzymania pułapek i przewodów kondensatu. Ogrzewanie elektryczne przejęło większość nowych realizacji, ale ogrzewanie parowe wciąż jest powszechne w starszych instalacjach i na bardzo długich odcinkach.
Dobór ogrzewania opiera się na obliczeniu strat ciepła, a nie tylko na temperaturze utrzymania, uwzględniając średnicę rury, grubość izolacji, minimalną projektową temperaturę otoczenia (najzimniejszy utrzymujący się stan, a nie krótkotrwały, godzinny spadek), prędkość wiatru i osłonę.
Niedawymiarowane ogrzewanie zawiedzie w najzimniejszy dzień projektowy, mimo że przez większość roku wydaje się działać; przewymiarowane ogrzewanie marnuje energię i zwiększa ryzyko przegrzewania. Mokra lub brakująca izolacja potęguje straty ciepła i jest częstą przyczyną, że system „kiedyś działał”.
| Metoda sterowania | Lokalizacja sensora | Typowe zastosowanie | Kompromis |
|---|---|---|---|
| Pomiary otoczenia | Czujnik powietrza zewnętrznego dla całej strefy | Ochrona przed zamarzaniem w wielu obwodach | Tani, ale nie potwierdza, że konkretna rura jest ciepła |
| Pomiary przy linii | Termostat przymocowany bezpośrednio do rury | Ochrona przed zamarzaniem lub łagodna kontrola procesowa | Potwierdza stan rury, jeden punkt pomiarowy na obwód |
| Sterowanie oparte na RTD | Czujnik Pt100 RTD podłączony do regulatora lub DCS | Dokładne utrzymanie temperatury dla cieczy wrażliwych na lepkość lub niebezpiecznych | Najwyższa dokładność, wyższy koszt instalacji |
Pomiary otoczenia załączają cały obwód zależnie od warunków zewnętrznych, co jest w porządku dla wody użytkowej i przewodów odwadniających. Pomiary przy linii umieszczają punkt decyzyjny bezpośrednio na rurze, co jest dokładniejsze tam, gdzie ekspozycja lub izolacja się różnią. Sterowanie oparte na RTD, niemal zawsze Pt100 RTD, odpowiada rzeczywistym parametrom procesowym i dostarcza ciągły sygnał trendowany w systemie CMMS.
Elektryczne ogrzewanie towarzyszące w klasyfikowanych strefach zagrożenia musi być dobrane do odpowiedniej strefy i grupy gazowej, a maksymalna temperatura powierzchni kabla powinna być utrzymana poniżej temperatury samozapłonu medium procesowego z odpowiednim marginesem, znanym jako oznaczenie T.
Ograniczanie mocy w kablu samoregulującym pomaga w tym kontekście, ponieważ trudniej mu „wymykać się” do wysokiej temperatury powierzchni tak jak nieuregulowany element. Obwody nadal wymagają ochrony przed prądem upływowym i zakończeń hermetycznych zgodnych z klasą strefy, a ogrzewanie parowe całkowicie unika problemów związanych z klasyfikacją elektryczną.
Awaria ogrzewania zwykle wynika z uszkodzeń mechanicznych podczas innych prac, przedostania się wody przez źle uszczelnione łącze, usuniętej i nieodtworzonej izolacji, wyzwolonego wyłącznika różnicowoprądowego, na który nikt nie zareagował, lub zepsutego termostatu zablokowanego w pozycji załącz/wyłącz. Kontrola ciągłości przy uruchomieniu oraz okresowe badania termowizyjne to praktyczne sposoby wykrycia problemów zanim ostra zima je ujawni.
Krytyczne obwody zasługują na zaplanowane kontrole, dokumentowane w ten sam sposób jak integralność rur izolowanych , ponieważ oba mają wspólną przyczynę źródłową: uszkodzoną izolację i ukrytą wilgoć.
Powiązanie alarmów z wyzwalaniem zabezpieczenia różnicowoprądowego z systemem sterowania tak, aby błąd automatycznie generował zlecenie robocze, to środek zapobiegawczy, który platforma CMMS taka jak Fabrico obsługuje dobrze. Zarezerwuj demo Fabrico .
Nie zawsze. Kabel samoregulujący jest łatwiejszy w montażu i dominuje w ogólnej ochronie przed zamarzaniem. Kabel o stałej mocy nadaje się do długich obwodów lub zastosowań wymagających większego strumienia cieplnego, niż pozwala na to maksymalna moc kabla samoregulującego.
Nie. Ogrzewanie kompensuje straty ciepła; nie eliminuje potrzeby ich ograniczania. Zdegradowana izolacja zwiększa tempo strat ciepła, które ogrzewanie musi pokryć, i może doprowadzić system prawidłowo dobrany do przekroczenia jego możliwości.
Termostat wystarcza do podstawowej ochrony przed zamarzaniem, ale RTD daje ciągły, dokładny sygnał wspierający precyzyjne utrzymanie temperatury i zdalne alarmowanie, co ma znaczenie, gdy lepkość lub reaktywność są wrażliwe na temperaturę.
Nie, zwykle więcej. Ogrzewanie parowe zależy od pułapek parowych i przewodów kondensatu, które wymagają okresowej kontroli, oprócz stanu izolacji, co jest wspólną cechą obu systemów.
Zaloguj
Blog
