Hệ thống duy trì nhiệt
Hệ thống duy trì nhiệt có thể được chia thành hai loại lớn: chất lỏng và điện. Hệ thống duy trì nhiệt chất lỏng sử dụng phương tiện gia nhiệt ở nhiệt độ cao để truyền nhiệt sang đường ống. Chất lỏng thường được chứa trong một ống hoặc một ống nhỏ gắn vào đường ống đang được duy trì nhiệt. Nếu hơi nước là chất lỏng duy trì nhiệt, chất ngưng tụ sẽ được đưa trở lại lò hơi hoặc được thải ra ngoài. Một số tính năng mong muốn đã khiến hơi nước trở thành hệ thống duy trì nhiệt ban đầu được lựa chọn để duy trì nhiệt độ quy trình và bảo vệ chống đóng băng. Nhiệt ẩn cao từ quá trình bay hơi của hơi nước là lý tưởng cho các ứng dụng truyền nhiệt. Chỉ cần một lượng nhỏ cho tải nhiệt lớn; và nó có thể làm nóng đường ống một cách nhanh chóng, ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi và chảy đến điểm sử dụng mà không cần bơm. Hơi nước có sẵn ở khắp mọi nơi và không độc hại.
Nếu sử dụng chất lỏng truyền nhiệt hữu cơ, nó sẽ được đưa trở lại bộ trao đổi nhiệt để hâm nóng và tái tuần hoàn. Nói chung, việc làm nóng chất lỏng duy trì nhiệtcó thể được cung cấp bằng nhiệt thải từ dòng quy trình, đốt nhiên liệu hóa thạch, hơi nước hoặc điện.
Hệ thống duy trì nhiệt điện chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt và truyền nó vào đường ống và chất lỏng chứa trong đó. Phần lớn các hệ thống duy trì nhiệt điện thương mại được sử dụng ngày nay đều thuộc loại điện trở và có dạng cáp đặt trên đường ống. Khi dòng điện chạy qua các phần tử điện trở, nhiệt được tạo ra tỷ lệ với bình phương dòng điện và điện trở của các phần tử đối với dòng điện. Các hệ thống dò điện chuyên dụng khác sử dụng các hiệu ứng trở kháng, cảm ứng và dẫn truyền qua da để tạo ra và truyền nhiệt.
Các đoạn trích sau đây từ Bảng công nghệ số ST 102 của Viện Kiểm soát Chất lỏng (FCI) xác định các lợi ích của Duy trì nhiệtbằng hơi nước so với Duy trì nhiệtbằng điện.
Nhiều bài báo đã viết về những ưu điểm của hơi nước so với điện (hoặc ngược lại) trong các ứng dụng duy trì nhiệt. Một trường hợp hợp lệ có thể được đưa ra cho cả hai trường hợp, tùy thuộc vào phương pháp được tác giả cụ thể quảng bá. Những bài viết quảng cáo này thường dựa trên những cân nhắc nghiêm ngặt về mặt kinh tế và chỉ đại diện cho một phần của câu chuyện. Bài viết này nhằm mục đích cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những lợi ích thực tế vốn có của hơi nước mà trước đây có thể đã bị bỏ qua. Dưới đây là một số điểm và sơ đồ đường ống đơn giản hóa để xem xét.
Duy trì nhiệt
Gia nhiệt vết là một yếu tố quan trọng trong hoạt động đáng tin cậy của đường ống, bồn chứa và thùng xử lý trong toàn bộ ngành công nghiệp chế biến. Bảo vệ chống đóng băng cho đường ống dẫn nước là cần thiết cả trong các ngành công nghiệp chế biến cũng như trong các tòa nhà thương mại và sinh hoạt. Điều quan trọng không kém là việc duy trì nhiệt các đường ống xử lý mang chất lỏng chỉ có thể được bơm ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đóng băng của nước. Ví dụ, nhiều dòng dầu và mỡ phải được dò nhiệt. Trong ngành công nghiệp xử lý hóa chất, vô số sản phẩm như nhựa đường và lưu huỳnh chỉ có thể được vận chuyển qua đường ống ở nhiệt độ cụ thể.
Phương pháp duy trì nhiệtnào
Lượng năng lượng nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ mong muốn có thể ảnh hưởng đến loại đồ thị được sử dụng. (Các phương pháp tính toán tải nhiệt nằm ngoài phạm vi thảo luận này). Việc lựa chọn phương pháp duy trì nhiệtthường sẽ nằm giữa hơi nước, chất lỏng nóng hoặc duy trì nhiệtbằng điện. Nước nóng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm đòi hỏi nhiệt độ tương đối thấp, chẳng hạn như giữ sô cô la ở trạng thái nóng chảy và dầu nóng đôi khi được sử dụng trong xử lý hóa học, đặc biệt khi cần nhiệt độ cao. Tuy nhiên, đối với phần lớn các ứng dụng, sự lựa chọn nằm giữa duy trì nhiệt hơi nước và duy trì nhiệt điện.
Một sự kết hợp của bộ điều chỉnh nhiệt độ được gọi là Van duy trì nhiệt hơi nước cảm biến môi trường xung quanh. Các van này cảm nhận nhiệt độ của không khí xung quanh bộ truyền động và mở van khi nhiệt độ đạt đến điểm đặt. Chúng thường được sử dụng để duy trì nhiệt hơi nước của các dòng dầu, khí đốt hoặc hóa chất phải được giữ không bị đóng băng.
Trong các nhà máy lọc dầu, nhà máy chế biến dầu mỏ và bất kỳ ngành công nghiệp nào xử lý chất lỏng nặng, thường có những lúc cần phải làm nóng sản phẩm trước khi di chuyển. Chất lỏng nhớt trở nên cực kỳ khó khăn và đôi khi không thể bơm được nếu chúng nguội xuống dưới một nhiệt độ nhất định. Để tránh điều này, cần phải cung cấp nhiệt cho sản phẩm để giữ cho sản phẩm đủ chất lỏng để chảy mà không tốn quá nhiều công sức của máy bơm.
Như bạn có thể biết, duy trì nhiệt hơi nước là một trong những phương pháp thiết thực nhất được sử dụng để cung cấp nhiệt bổ sung cho dây chuyền xử lý nhằm bảo vệ sản phẩm, dụng cụ, van và các bộ điều khiển tự động khác khỏi nhiệt độ chất lỏng xử lý thấp. Có thể sử dụng phương pháp duy trì nhiệt hơi nước để ngăn chặn sự đóng băng, đông đặc hoặc tách rời, đặc biệt quan trọng trong các dây chuyền không thể xả, xả hoặc xả nước trong khi bộ phận xử lý hoặc thiết bị đang hoạt động.
Nói một cách đơn giản nhất, duy trì nhiệt hơi nước bao gồm việc áp dụng hơi nước vào các khu vực cần được bảo vệ bằng ống hoặc ống có kích thước nhỏ đi theo đường viền của dòng sản phẩm hoặc thiết bị để cung cấp mức nhiệt cần thiết.
Có ba loại duy trì nhiệt hơi nước chung:
- Bên ngoài
- Nội bộ
- Áo khoác
Trong phương pháp bên ngoài, ống dẫn hơi có lỗ khoan nhỏ được quấn quanh dây chuyền sản phẩm hoặc thùng chứa, hoặc các đường ống song song khác được đặt bên ngoài dây chuyền sản phẩm, với sự truyền nhiệt diễn ra qua thành ống. Đây là phương pháp phổ biến hơn trong ba phương pháp, vì nó đơn giản và rẻ nhất, dễ sửa chữa hoặc thay đổi và không có khả năng lây nhiễm chéo giữa sản phẩm và hơi nước hoặc nước ngưng tụ. Nhược điểm là tốc độ truyền nhiệt giữa chất đánh dấu và đường ống thường không thể đoán trước được, do đó thường có tốc độ tăng nhiệt chậm nếu sản phẩm được để nguội và cần phải giảm nhiệt độ cao giữa chất đánh dấu và đường ống. thường dẫn đến sự phân bố nhiệt độ không đồng đều.
Nếu sử dụng nhiều hơn một dây đánh dấu ở bên ngoài đường ống thì nên đặt chúng ở các bẫy khác nhau. Điều này sẽ đảm bảo rằng hệ thống sưởi vẫn sẽ diễn ra nếu một bẫy bị tắc hoặc kẹt ở vị trí đóng.
Ngoài ra, để có nhiệt độ đồng đều hơn, nếu có thể, hai đường đánh dấu song song dọc theo ống sản phẩm phải được cấp theo hướng ngược nhau để sự giảm nhiệt độ dọc theo đường đánh dấu sẽ triệt tiêu lẫn nhau và duy trì hiệu ứng tổng thể đồng đều hơn trên sản phẩm. đường kẻ.
Khi lớp cách nhiệt được đặt trên đường kẻ, nó đòi hỏi lớp cách nhiệt có đường kính lớn hơn (thường sử dụng lớn hơn 1 inch hoặc lớn hơn bình thường). Điều này thường dẫn đến yêu cầu kích thước kỳ lạ, từ đó làm tăng giá vật liệu cách nhiệt.
Khi duy trì nhiệt bên ngoài, nếu có quá nhiều nhiệt truyền vào sản phẩm, người ta thường đặt một số vật chặn giữa chất đánh dấu và dòng sản phẩm, hoặc đặt một lớp giấy cách nhiệt mỏng giữa chúng. Điều cần thiết là thiết bị đánh dấu phải được đặt cách đều nhau dọc theo các đường ống dài và nó phải được buộc chặt đúng cách để cho phép một số chuyển động mà không có nguy cơ bị lỏng hoặc bị kéo ra khỏi dây chuyền sản phẩm.
Việc duy trì nhiệt hơi nước bên trong khó khăn hơn đáng kể. Nó đòi hỏi một số phụ kiện phức tạp nơi đường hơi đi vào và rời khỏi đường ống sản phẩm. Điều này thường đòi hỏi các tuyến đóng gói hoặc hộp nhồi và khiến việc sửa chữa trở nên khó khăn hơn.
Ngoài ra còn có nguy cơ lây nhiễm chéo giữa hơi nước và sản phẩm. Tuy nhiên, tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn nhiều và đạt được sự truyền nhiệt tốt hơn nhiều so với phương pháp bên ngoài, đặc biệt nếu dây đánh dấu được cuộn trong dây chuyền sản phẩm.
Hệ thống sưởi bằng hơi nước được cung cấp từ bên ngoài dòng sản phẩm và có nhiều bề mặt sưởi ấm hơn so với một trong hai phương pháp còn lại. Có thể có sự giảm nhiệt độ thấp hơn giữa môi trường đánh dấu và sản phẩm với hệ thống này do lượng bề mặt chuyển lớn hơn. Tốc độ truyền nhiệt dễ dự đoán hơn và quá trình tăng nhiệt từ nơi lạnh nhanh hơn. Tuy nhiên, chi phí cao hơn một trong hai phương pháp còn lại, khó sửa chữa và vẫn có nguy cơ lây nhiễm chéo.
