Циркуляционные нагреватели, обычно называемые проточными нагревателями, представляют собой чистое и эффективное средство для нагрева протекающих газов или жидкостей. Они состоят из набора нагревательных элементов – керамических сухих ТЭНов, сосуда высокого давления (бака), клеммной коробки, монтажного оборудования, изоляции и входных/выходных патрубков. В зависимости от условий процесса нагрева циркуляционные нагреватели могут изготавливаться с различными материалами оболочки, размерами а также номиналами мощности и давления. Кроме того, циркуляционные нагреватели сконструированы таким образом, что поток направляется непосредственно на нагревательные элементы, помещенные в защитных колбах, обеспечивая быстрое срабатывание и равномерную передачу тепла.
В дополнение к тому, что циркуляционные нагреватели просты в установке и обслуживании, их самыми большими преимуществами являются высокая эффективность, быстрое время отклика, равномерная теплопередача. Однако для реализации этих преимуществ нагреватель должен быть правильно спроектирован.
Проточные нагреватели от компании Полимернагрев производятся только под заказ. Поэтому выбор нагревателя подразумевает тщательную проработку всех параметров процесса нагрева для проектирования наиболее оптимальной конфигурации.
1. Условия применения
Циркуляционные нагреватели используются во многих технологических процессах и популярны в химической промышленности, переработке нефтепродуктов, производстве электроэнергии и переработке природного газа. Их можно использовать для нагрева воздуха, азота, водорода, воды (в том числе деионизированной, питьевой, чистой и технологической) и масла (в том числе гидравлического, смазочного, топливного и сырого). Их также можно использовать для перегрева — процесса, при котором пар нагревается до очень высоких температур, чтобы увеличить его значение энтропии.
Чтобы гарантировать большой срок службы и соответствие требованиям процесса и области применения, нагреватель должен быть спроектирован с учетом следующих параметров:
- Химический состав, вязкость, термические свойства и коррозионная природа нагреваемой среды.
- Минимальная и максимальная скорость потока.
- Рабочее и расчетное давление.
- Минимальные и максимальные рабочие и расчетные температуры.
- Место установки (в помещении или на улице).
- Ориентация при монтаже (горизонтальная или вертикальная).
- Условия окружающей среды.
- Доступная мощность (напряжение, фаза, сила тока).
- Требования к датчику температуры.
- Требования к температурному режиму.
- Требования к падению давления.
Заранее определяя наибольшее количество переменных, связанных с вашей задачей по нагреву, вы оптимизируете свой выбор параметров нагревателя.
Сухие ТЭНы находятся внутри труб проточного нагревателя для обеспечения качественного безопасного нагрева
2. Материалы
Материалы конструкции являются важным решением. На выбор предлагаются стандартные материалы для корпуса и колб, в которых размещаются нагревательные элементы, включая углеродистую сталь и нержавеющую сталь 316. Одним из важнейших факторов, которые следует учитывать при выборе подходящих материалов для нагревателя, является химический состав и коррозионная активность нагреваемой среды.
3. Плотность мощности
Еще одним фактором, который нельзя упускать из виду, является удельная мощность. Насколько горячим будет нагревательный элемент? Это важный фактор, который может помочь определить срок службы нагревателя. Кроме того, он анализируется для определения физического размера и количества используемых сухих ТЭНов. Как правило, чем выше рабочая температура нагревателя, тем короче его срок службы.
Должны быть выполнены расчеты, чтобы определить требуемую мощность для конкретной задачи по нагреву, чтобы убедиться, что нагреватель может соответствовать надлежащей скорости нагрева и другим требованиям нагревательного процесса. Мощность и удельная мощность обычно определяются путем рассмотрения типа нагреваемой среды, скорости потока и максимальной разницы температур (перепад температур или ΔT) на нагревателе.
Должна быть выбрана такая плотность мощности, которая обеспечит как безопасную рабочую температуру нагревателя, так и целостность жидкости.
РИСУНОК 1. Существуют общие рекомендации и рекомендации по ориентации, обеспечивающие полное погружение нагревательных элементов и помогающие снизить температуру корпуса нагревателя.
4. Ориентация нагревателя
-
Доступное пространство и ориентация также должны быть в центре внимания при проектировании нагревателя. Можно следовать следующим общим рекомендациям по ориентации нагревателя, чтобы обеспечить полное погружение нагревательных элементов:
-
При работе с жидкостями нагреватель должен располагаться горизонтально входным и выходным патрубками вверх.
-
В качестве альтернативы, для жидкостей нагреватель можно расположить вертикально так, чтобы клеммная коробка находилась внизу, а впускное отверстие было ближе всего к днищу. Это поможет гарантировать, что элементы всегда будут погружены во время работы.
-
Для воздуха или газов нагреватель должен быть ориентирован горизонтально, так чтобы впускной патрубок находился ближе всего к клеммной коробке.
-
В вертикальном положении обогреватель должен показывать клеммную коробку и впускные патрубки внизу. Обе ориентации сделаны для снижения температуры в корпусе (рис. 1).
5. Элементы управления
Наконец, необходимо выбрать правильную систему управления для обеспечения надежного, безопасного и точного управления нагревателем. Используя систему управления мощностью кремниевого выпрямителя (SCR) с ПИД-регулятором температуры, нагреватель может быстро и точно реагировать на изменяющиеся условия процесса, обеспечивая чрезвычайно жесткий контроль. SCR необходимы там, где важен точный контроль или сокращение брака. Как правило, датчик температуры располагается на выходе из нагревателя, чтобы обеспечить обратную связь с системой контроля температуры процесса для точного контроля. Другой датчик температуры следует прикрепить непосредственно к оболочке одного или нескольких элементов, чтобы обеспечить немедленную обратную связь с контроллером безопасности верхнего предела. Это помогает предотвратить перегрев из-за неправильного потока, низкого уровня жидкости или скопления шлама.
Для проточных нагревателей мы проектируем и собираем индивидуальные шкафы управления нагревателями, для обеспечения максимальной точности и эффективности контроля за процессом нагрева.
В заключение, необходимо учитывать ряд факторов и принимать решения, чтобы эффективно выбрать правильно спроектированный циркуляционный нагреватель для данного нагревательного процесса. Крайне важно, чтобы к процессу подошел профессиональный инженер, чтобы убедиться, что все сделано правильно и в наилучших интересах срока службы и производительности нагревателя. Обращайтесь к нашим специалистам по телефону для получения профессиональной консультации по выбору параметров проточных нагревателей.
