ILriscaldatore elettrico per condotte di azotoIl sistema è un dispositivo che converte l'energia elettrica in energia termica per riscaldare l'azoto che scorre nella conduttura. La progettazione della struttura del sistema deve tenere conto dell'efficienza del riscaldamento, della sicurezza e del controllo dell'automazione. Di seguito sono riportati i componenti principali e le relative spiegazioni dettagliate:
1,Modulo principale di riscaldamento
1. Elemento riscaldante elettrico
• Componenti del riscaldamento centrale:
Tubo riscaldante elettrico a pinna: realizzato in acciaio inossidabile (come 304/316L) o in lega ad alta temperatura, con alette stampate superficialmente per aumentare l'area di dissipazione del calore e migliorare l'efficienza dello scambio termico. L'interno è realizzato in filo resistivo (lega di nichel-cromo), riempito con polvere di ossido di magnesio (MgO) come materiale isolante e conduttore di calore, garantendo isolamento elettrico e resistenza alle alte temperature (la resistenza termica può raggiungere i 500 °C o oltre).
Metodo di installazione:
ILtubi di riscaldamentosono distribuiti uniformemente lungo la direzione assiale della condotta e fissati alla parete interna o al manicotto esterno della condotta tramite flange o saldature, assicurando un contatto sufficiente con la superficie riscaldante durante il flusso di azoto.
È possibile combinare più set di tubi riscaldanti in parallelo/serie e la regolazione della potenza può essere ottenuta tramite controllo raggruppato (ad esempio riscaldamento a tre stadi: bassa, media e alta potenza).
2. Corpo della conduttura
Conduttura principale:
Materiale: acciaio inossidabile 304/316L (resistente alla corrosione da azoto secco), con lega 310S o Inconel disponibile per scenari ad alta temperatura.
Struttura: Saldatura di tubi in acciaio senza saldatura o collegamento a flangia, trattamento di lucidatura della parete interna (Ra ≤ 3,2 μ m) per ridurre la resistenza al flusso del gas, diametro del tubo progettato in base alla portata di azoto (m³/h) e alla velocità del flusso (consigliata 5-15 m/s), in conformità con gli standard GB/T 18984 o ASME B31.3.
• Strato isolante:
Avvolgere lo strato esterno con lana di roccia o fibra di silicato di alluminio, con uno spessore di 50-100 mm, e ricoprirlo con una piastra di acciaio inossidabile per ridurre la perdita di calore (temperatura superficiale ≤ 50 ℃).
2,Sistema di controllo
1. Unità di controllo della temperatura
• Sensori:
Elemento di misura della temperatura: termistore Pt100 (precisione ±0,1 ℃) o termocoppia di tipo K (resistenza alle alte temperature ≥ 1000 ℃), installato all'ingresso e all'uscita della tubazione e al centro della sezione di riscaldamento, per monitorare la temperatura in tempo reale.
Sensori di portata/pressione: misuratore di portata a vortice, misuratore di portata di massa termica (misurazione della portata), trasmettitore di pressione (misurazione della pressione), utilizzati per calcolare la richiesta di potenza termica.
• Titolare del trattamento:
Sistema PLC o DCS: algoritmo PID integrato, regola automaticamente la potenza di riscaldamento in base alla temperatura impostata (ad esempio tramite il regolatore di potenza del tiristore o il relè a stato solido SSR), supporta il monitoraggio remoto e la registrazione dei dati.
2. Modulo di controllo elettrico
• Sistema di alimentazione:
◦ Alimentazione in ingresso: CA 380 V/220 V，50 Hz，Configurare interruttori automatici e protezioni dalle perdite per supportare un'alimentazione elettrica trifase bilanciata.
Controllo di potenza: relè a stato solido (SSR) o regolatore di potenza, commutazione senza contatto, elevata velocità di risposta, lunga durata.
• Dispositivo di protezione di sicurezza:
Protezione da sovratemperatura: dotato di un termostato bimetallico incorporato o di un interruttore di temperatura, quando la temperatura misurata supera il valore impostato (ad esempio 20 ℃ in più rispetto alla temperatura target), l'alimentazione di riscaldamento viene interrotta forzatamente e viene attivato un allarme.
Protezione da sovracorrente/cortocircuito: trasformatore di corrente + interruttore automatico per prevenire anomalie del circuito causate da guasti ai tubi di riscaldamento.
Protezione dalla pressione: il pressostato è collegato per arrestare l'impianto e impedire la sovrapressione della tubazione (si attiva quando supera 1,1 volte la pressione di progetto).
Funzione di interblocco: collegato alla fonte di azoto, il riscaldamento viene inibito in assenza di flusso di gas per evitare la combustione a secco.
3,Componenti ausiliari
1. Collegare e installare i componenti
Flange di importazione ed esportazione: vengono utilizzate flange piatte RF (PN10/PN16), realizzate con lo stesso materiale della tubazione e la guarnizione di tenuta è una guarnizione rivestita in metallo o una guarnizione in PTFE.
• Staffa e parti di fissaggio: staffa in acciaio al carbonio zincato o in acciaio inossidabile, a supporto dell'installazione orizzontale/verticale, con spaziatura progettata in base al diametro del tubo e alla capacità portante (ad esempio, spaziatura della staffa della tubazione DN50 ≤ 3 m).
2. Interfaccia di test e manutenzione
Interfaccia di misura della temperatura/pressione: interfacce filettate G1/2 "o NPT1/2" di riserva all'ingresso e all'uscita della tubazione per facilitare lo smontaggio e la calibrazione dei sensori.
• Uscita di scarico: una valvola di scarico DN20 è installata nella parte inferiore della tubazione per lo scarico regolare dell'acqua di condensa o delle impurità (se l'azoto contiene tracce di umidità).
• Foro di ispezione: le tubazioni lunghe o le strutture complesse sono dotate di flange di ispezione ad apertura rapida per una facile sostituzione dei tubi di riscaldamento e la pulizia delle pareti interne.
4,Progettazione di sicurezza e antideflagrante (se richiesto)
Grado di protezione antideflagrante: se utilizzato in ambienti infiammabili ed esplosivi (ad esempio officine petrolchimiche), il sistema deve essere conforme allo standard antideflagrante Ex d IICT6, il tubo riscaldante deve essere antideflagrante (con certificazione antideflagrante per le scatole di giunzione) e i componenti elettrici devono essere installati in armadi di controllo antideflagranti.
Protezione di messa a terra: l'intero sistema è collegato a terra in modo affidabile (resistenza di messa a terra ≤ 4 Ω) per prevenire l'accumulo di elettricità statica e rischi di dispersione.
5,Applicazioni tipiche
Industria chimica: spurgo con azoto, preriscaldamento del reattore, riscaldamento del processo di essiccazione.
Industria elettronica: riscaldamento con azoto ad elevata purezza nella produzione di semiconduttori (richiede la lucidatura delle pareti interne per evitare contaminazioni).
Metallurgia/Trattamento termico: Riscaldamento in ingresso al forno, ricottura dei metalli con riscaldamento in atmosfera protettiva.
riassumere
ILriscaldatore elettrico per condotte di azotoIl sistema è incentrato su elementi riscaldanti elettrici e raggiunge un preciso aumento di temperatura grazie al controllo intelligente. La sua struttura deve bilanciare efficienza termica, sicurezza e ottimizzazione della fluidodinamica, rendendolo adatto a scenari industriali che richiedono controllo della temperatura, pulizia e prevenzione delle esplosioni. In fase di progettazione, i materiali, la configurazione di potenza e gli schemi di controllo devono essere selezionati in base a specifiche condizioni operative (portata, temperatura, pressione, ambiente) per garantire un funzionamento stabile a lungo termine.
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Data di pubblicazione: 10-04-2025
