Στις δεξαμενές χημικής επεξεργασίας, η στάθμη του υγρού μπορεί να αλλάξει καθ' όλη τη διάρκεια της παραγωγής. Η εξάτμιση, η φόρτωση του τεμαχίου εργασίας, η έλξη- προς τα έξω, η αποστράγγιση και η αναπλήρωση του διαλύματος μπορεί να προκαλέσουν σημαντική μετατόπιση του επιπέδου του μπάνιου.
Για έναPTFE θερμαντήρας εμβάπτισης, η λειτουργία κοντά στην ελάχιστη στάθμη υγρού δημιουργεί σημαντικό θερμικό κίνδυνο. Ο θερμαντήρας εξαρτάται από το περιβάλλον υγρό για να απομακρύνει τη θερμότητα από την ενεργή του επιφάνεια. Όταν το βάθος βύθισης είναι ανεπαρκές, μέρος της ζώνης θέρμανσης ενδέχεται να μην λειτουργεί πλέον υπό τις προβλεπόμενες συνθήκες ψύξης.
Γιατί έχει σημασία το ελάχιστο επίπεδο υγρών
Ένας θερμαντήρας εμβάπτισης μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια στο περιβάλλον υγρό. Υπό κανονικές συνθήκες, το υγρό απορροφά συνεχώς θερμότητα και τη μεταφέρει μέσω μεταφοράς ή αναγκαστικής κυκλοφορίας.
Όταν η στάθμη του υγρού πέσει, μέρος της ενεργής επιφάνειας θέρμανσης μπορεί να εκτεθεί.
Στη συνέχεια, η θερμική ισορροπία αλλάζει επειδή ο αέρας αφαιρεί τη θερμότητα πολύ λιγότερο αποτελεσματικά από το υγρό διεργασίας στις περισσότερες εφαρμογές θέρμανσης δεξαμενών-.
Αυτό μπορεί να προκαλέσει το εκτεθειμένο τμήμα να έχει πολύ υψηλότερη θερμοκρασία από το βυθισμένο τμήμα.
Η Ενεργή Ζώνη Θέρμανσης πρέπει να Καθορίζεται με Σαφήνεια
Μια προδιαγραφή θερμαντήρα πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ του συνολικού φυσικού μήκους και τουενεργό μήκος θέρμανσης.
Για παράδειγμα, ένας θερμαντήρας μπορεί να έχει:
Συνολικό μήκος: 1.000 χλστ
Μήκος ενεργής θέρμανσης: 700 mm
Τμήμα σύνδεσης: 300 mm
Εάν το επίπεδο διεργασίας πέσει κάτω από μέρος της ενεργής ζώνης 700 mm, ο θερμαντήρας ενδέχεται να μην λειτουργεί πλέον υπό την προβλεπόμενη κατάσταση βύθισης.
Επομένως, η κρίσιμη παράμετρος δεν είναι απλώς το βάθος της δεξαμενής. Είναι η σχέση μεταξύ του ενεργού μήκους θέρμανσης και της ελάχιστης στάθμης υγρού.
Γιατί το χαμηλό επίπεδο μπορεί να δημιουργήσει τοπική θέρμανση
Η μέση ροή θερμότητας μπορεί να αντιπροσωπεύεται από:
q = P/A
όπουPείναι ισχύς θέρμανσης καιAείναι ενεργός χώρος θέρμανσης.
Εξετάστε έναν ενδεικτικό θερμαντήρα 8 kW με ενεργό εμβαδόν 0,8 m². Η μέση ροή θερμότητας είναι:
q=8 / 0.8=10 kW/m²
Εάν ένα μέρος της ενεργής περιοχής εκτεθεί, η ηλεκτρική ισχύς δεν εξαφανίζεται αυτόματα. Το υπόλοιπο βυθισμένο τμήμα μπορεί να συνεχίσει να δέχεται το ηλεκτρικό φορτίο ενώ το εκτεθειμένο τμήμα έχει πολύ φτωχότερη απομάκρυνση θερμότητας.
Αυτό μπορεί να δημιουργήσει μια εξαιρετικά μη-ομοιόμορφη θερμική κατάσταση.
Ο υπολογισμός είναι ενδεικτικός και δεν καθορίζει ένα καθολικό όριο ασφαλούς λειτουργίας.
Υγρό-Η διακύμανση του επιπέδου είναι συνηθισμένη στην παραγωγή
Οι συνθήκες ελάχιστου επιπέδου μπορεί να προκύψουν για διάφορους λόγους:
Τα τεμάχια εργασίας εκτοπίζουν το υγρό κατά τη φόρτωση
Η εξάτμιση μειώνει τον όγκο του μπάνιου
Σύρετε-για την κατάργηση της διαδικασίας λύσης
Η περιοδική αποστράγγιση μειώνει τη στάθμη της δεξαμενής
Η αυτόματη αναπλήρωση πραγματοποιείται κατά διαστήματα
Οι δραστηριότητες συντήρησης μειώνουν προσωρινά τον όγκο του υγρού
Επομένως, ένας σχεδιασμός που βασίζεται μόνο στο κανονικό επίπεδο λειτουργίας μπορεί να χάσει το χαμηλότερο επίπεδο που συναντήθηκε κατά την πραγματική παραγωγή.
Οελάχιστο ασφαλές επίπεδο υγρούπρέπει να καθοριστεί από τον πλήρη κύκλο της διαδικασίας.
Η θέση του θερμαντήρα μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο
Το ενεργό τμήμα θέρμανσης πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε η ελάχιστη αναμενόμενη στάθμη υγρού να παραμένει πάνω από το απαιτούμενο όριο βύθισης.
Για μια βαθιά δεξαμενή, μια μεγαλύτερη θερμάστρα δεν παρέχει αυτόματα καλύτερη απόδοση. Εάν το κάτω τμήμα εκτείνεται κάτω από την ελάχιστη στάθμη υγρού, μέρος της ενεργής ζώνης μπορεί να εξακολουθήσει να εκτίθεται όταν πέσει η στάθμη του μπάνιου.
Σε ορισμένες εγκαταστάσεις, ένα μικρότερο ενεργό τμήμα θέρμανσης ή ένα διαφορετικό ύψος τοποθέτησης μπορεί να είναι πιο κατάλληλο.
Η γεωμετρία της δεξαμενής, η ζήτηση θέρμανσης και η διακύμανση του επιπέδου υγρού-θα πρέπει να αξιολογηθούν μαζί.
Ο έλεγχος θερμοκρασίας μόνος μπορεί να μην είναι αρκετός
Μια κοινή υπόθεση είναι ότι ο ελεγκτής θερμοκρασίας θα προστατεύσει τον θερμαντήρα.
Ωστόσο, ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπάνιου μετρά τη θερμοκρασία του υγρού, όχι απαραίτητα τη θερμοκρασία κάθε τμήματος του θερμαντήρα.
Ένας αισθητήρας αρκετές εκατοντάδες χιλιοστά μακριά μπορεί να εξακολουθεί να δείχνει μια κανονική θερμοκρασία διεργασίας ενώ μέρος της επιφάνειας θέρμανσης είναι εκτεθειμένο.
Για αυτόν τον λόγο, ένα σύστημα προστασίας χαμηλού{0}}επιπέδου μπορεί να παρέχει ένα ξεχωριστό επίπεδο προστασίας.
Ανάλογα με το σχεδιασμό του εξοπλισμού, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει διακόπτη στάθμης, ανίχνευση επιπέδου βάσει αγωγιμότητας-, ανεξάρτητη προστασία θερμοκρασίας ή ασφάλιση ελέγχου.
Η κατάλληλη μέθοδος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υγρού και την αρχιτεκτονική ελέγχου.
Ένα ενδεικτικό σενάριο επιπέδου
| Κατάσταση λειτουργίας | Επίπεδο υγρού | Κατάσταση θερμαντήρα | Θερμική ανησυχία |
|---|---|---|---|
| Κανονική παραγωγή | 900 χλστ | Πλήρως βυθισμένο | Προβλεπόμενη μεταφορά θερμότητας |
| Μέτρια εξάτμιση | 800 χλστ | Πλήρως βυθισμένο | Κανονική λειτουργία |
| Χαμηλό επίπεδο διαδικασίας | 720 χλστ | Κοντά στα όρια της ενεργής ζώνης- | Αυξημένη ανάγκη παρακολούθησης |
| Ελάχιστο επιτρεπόμενο επίπεδο | 680 χλστ | Η ενεργή ζώνη είναι μερικώς εκτεθειμένη | Απαιτείται προστασία |
| Κάτω από το επιτρεπόμενο επίπεδο | 620 χλστ | Σημαντική έκθεση | Η θέρμανση πρέπει να διακοπεί |
Τα παραπάνω επίπεδα είναι καθαρά ενδεικτικά. Τα πραγματικά ελάχιστα επίπεδα πρέπει να καθοριστούν από τη γεωμετρία του θερμαντήρα και τις απαιτήσεις της διαδικασίας.
Τι πρέπει να ελέγχεται κατά την επιλογή;
Για έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE που λειτουργεί σε δεξαμενή μεταβλητού επιπέδου-, η προδιαγραφή θα πρέπει να περιλαμβάνει:
Κανονικό επίπεδο υγρού
Ελάχιστο επίπεδο λειτουργίας
Μέγιστη στάθμη υγρού
Ενεργό μήκος θέρμανσης
Συνολικό μήκος θερμαντήρα
Διαστάσεις δεξαμενής
Ισχύς θέρμανσης
Χημική σύνθεση
Θερμοκρασία λειτουργίας
Συνθήκες κυκλοφορίας
Επίπεδο-μέθοδος ελέγχου
Απαιτούμενη ηλεκτρική προστασία
Αυτές οι παράμετροι βοηθούν στην αποφυγή ενός συνηθισμένου σφάλματος σχεδιασμού: επιλέγοντας τις διαστάσεις του θερμαντήρα ανάλογα με το μέγιστο βάθος της δεξαμενής, ενώ αγνοούμε την ελάχιστη στάθμη υγρού.
Το ελάχιστο επίπεδο πρέπει να αντιμετωπίζεται ως παράμετρος σχεδιασμού
A PTFE θερμαντήρας εμβάπτισηςδεν πρέπει να επιλέγεται αποκλειστικά σύμφωνα με την ισχύ ή τον όγκο της δεξαμενής. Η ελάχιστη στάθμη υγρού καθορίζει εάν η ενεργή επιφάνεια θέρμανσης παραμένει σωστά βυθισμένη σε όλο τον κύκλο παραγωγής.
Όταν η διακύμανση της στάθμης υγρού-είναι σημαντική, ο θερμαντήρας μπορεί να προσαρμοστεί γύρω από το πραγματικό εύρος λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένου του ενεργού μήκους θέρμανσης, της θέσης τοποθέτησης, της κατανομής ισχύος και της στρατηγικής προστασίας.
Μια σαφώς καθορισμένη ελάχιστη στάθμη υγρού παρέχει στις ομάδες μηχανικών και προμηθειών μια πολύ ισχυρότερη βάση για τον καθορισμό αξιόπιστου χημικού- εξοπλισμού θέρμανσης δεξαμενών.
