Steam Tracing – Làm Nóng Bằng Hơi Nước

Liện hệ:0356 975 994 ( Jan Tran)

Mail: Jan.tran@wili.com.vn

Các loại hệ thống theo dõi nhiệt

Hệ thống theo dõi nhiệt có thể được chia thành hai loại lớn, điện và chất lỏng. Hệ thống theo dõi nhiệt chất lỏng sử dụng phương tiện sưởi ấm ở nhiệt độ cao để truyền nhiệt cho đường ống. Chất lỏng thường được chứa trong một ống hoặc một ống nhỏ gắn vào đường ống được truy tìm. Nếu hơi nước là chất lỏng truy tìm, phần ngưng tụ được đưa trở lại nồi hơi hoặc đổ bỏ. Nếu sử dụng chất lỏng truyền nhiệt hữu cơ, nó sẽ được đưa trở lại bộ trao đổi nhiệt để hâm nóng và tuần hoàn. Nói chung, việc đốt nóng chất lỏng truy tìm có thể được cung cấp bằng nhiệt thải từ dòng quy trình, đốt nhiên liệu hóa thạch, hơi nước hoặc điện. Hệ thống truy tìm 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 theo dõi nhiệt điện thương mại được sử dụng ngày nay 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 cường độ 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 và truyền nhiệt.

Steam Trace – Làm Nóng Bằng Hơi Nước

Truy tìm hơi nước là ứng dụng của nhiệt hơi nước đối với đường ống và bình chứa nhằm mục đích duy trì nhiệt độ quy trình mong muốn, bảo vệ chống đóng băng, kiểm soát độ nhớt hoặc để đạt được điểm kiểm soát nhiệt độ trong chất lỏng cho tương tác hóa học của nó trong quy trình. Theo dõi hơi nước thường được thực hiện bằng cách chạy các đường hơi nước tiếp xúc trực tiếp với đường ống hoặc bình chứa được làm nóng. Toàn bộ tổ hợp sau đó được cách nhiệt để hướng nhiệt vào chất lỏng của quá trình. Nhiều bài báo kỹ thuật đã được viết liên quan đến việc theo dõi hơi nước cùng với các phương trình và đồ thị tổn thất nhiệt liên quan của chúng. Các kỹ sư trẻ, nhân viên bảo trì, thợ lắp đường ống và những người khác theo dõi hơi nước không phải lúc nào cũng sử dụng các phương pháp hiệu quả để duy trì nhiệt độ quy trình và đông hóa.

Sự cần thiết của Steam Trace

Steam Tracing – Làm Nóng Bằng Hơi Nước

Theo dõi hơi nước rất đơn giản trong nguyên tắc hoạt động của nó. Khi một sản phẩm trong đường ống có nhiệt độ cao hơn không khí xung quanh nó, nhiệt sẽ truyền qua thành đường ống từ sản phẩm ra không khí xung quanh. Sự thất thoát nhiệt này sẽ làm giảm nhiệt độ của sản phẩm. Cách nhiệt đường ống sẽ làm giảm đáng kể tốc độ thất thoát nhiệt, nhưng thật không may, không có cách nhiệt nào hiệu quả 100%. Hơi nước là chất mang nhiệt rất hiệu quả với mối quan hệ cố định giữa áp suất và nhiệt độ. Nó có thể vận chuyển nhiệt trên một khoảng cách dài và tỏa nhiệt ở nhiệt độ không đổi. Để bù nhiệt thất thoát từ đường ống dẫn sản phẩm, người ta gắn các ống dẫn hơi nước có lỗ khoan nhỏ, hoặc các ống dẫn hơi vào dây chuyền sản phẩm. Nhiệt từ hơi nước truyền vào dây chuyền sản phẩm và thay thế nhiệt bị mất. Lượng nhiệt truyền và do đó nhiệt độ sản phẩm có thể dễ dàng được kiểm soát bằng các hệ thống điều khiển tự hành động đơn giản. Loại điều khiển tương tự cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng đông hóa, chỉ cho phép hơi nước đi vào đường vạch khi nhiệt độ xung quanh giảm xuống dưới một mức định trước.

Steam Trace  bằng đồng với khớp nối bắt vít

Hình ảnh trên cho thấy một đường ống được vẽ bằng ống đồng. Nó có vẻ tốt, nhưng có một điều là sai nghiêm trọng. Nếu đường ống đó sẽ được cách nhiệt, thì các khớp nối bắt vít cũng sẽ được cách nhiệt; và đó không phải là ý định. Các khớp nối bắt vít luôn phải được lắp bên ngoài lớp cách nhiệt, để trong trường hợp rò rỉ, có thể nhìn thấy khớp nối nào bị rò rỉ; xem hình ảnh dưới đây.

Trước đây tôi đã từng trải qua việc phải tháo rời lớp cách nhiệt của hàng trăm mét đường ống để tìm khớp nối bị rò rỉ. Chi phí rất lớn, cũng liên quan đến giàn giáo. Vì vậy, hãy ghi nhớ điều đó và đảm bảo rằng thiết bị theo dõi hơi nước được cài đặt chính xác.

Các loại steam heat tracing

Có vỏ bọc – được sử dụng trong các ứng dụng cực kỳ quan trọng, thường là nơi nhiệt độ sản phẩm phải được duy trì ở nhiệt độ cao mọi lúc. Việc sử dụng áo khoác hơi nước cũng cho phép làm nóng nhanh đường ống. Quan trọng – ở đây, theo dõi hơi nước được sử dụng để duy trì nhiệt độ của sản phẩm sẽ đông đặc hoặc hư hỏng nếu nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống dưới mức xác định trước. Không quan trọng – truy tìm được sử dụng để duy trì độ nhớt của sản phẩm ở mức bơm tối ưu. Winterization – để đảm bảo đường ống không bị hư hỏng do đóng băng trong điều kiện thời tiết bất lợi. Dụng cụ – ống dò hơi có lỗ khoan nhỏ, thường là 10 mm, được sử dụng để bảo vệ lưu lượng kế, van điều khiển, trạm lấy mẫu, đường xung, v.v.

Xác định yêu cầu theo dõi

Để chọn kích thước và số lượng đường theo dõi hơi nước cần thiết cho một ứng dụng cụ thể, tỷ lệ thất thoát nhiệt từ đường ống dẫn sản phẩm trong điều kiện thiết kế tồi tệ nhất phải được xác định. Tốc độ mất nhiệt này phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa nhiệt độ sản phẩm và nhiệt độ môi trường. Các yếu tố khác như độ dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt, tốc độ gió xung quanh và độ phát xạ của bề mặt lớp cách nhiệt sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ thất thoát này.

Size và chiều dài

Các đường kính phổ biến nhất của đường hơi là 3/8 inch (9,52 mm) và 1/2 inch (12,7 mm) OD đồng hoặc ống thép không gỉ. Đường kính của ống OD 5/8 inch (15,88 mm) và 3/4 inch (19,05 mm) đã được sử dụng; tuy nhiên, điều này đòi hỏi chi phí lớn hơn. Ống có đường kính 3/8 in. dễ bị cặn và/hoặc mảnh vụn cắm vào hơn, vì vậy nó ít được sử dụng hơn. Đồng được ưa chuộng hơn vì đặc tính truyền nhiệt của nó, trong khi thép không gỉ thể hiện khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong môi trường ăn mòn. Lợi ích của Steam Tracing so với các phương pháp khác Mặc dù có thể tranh luận về lợi ích của từng phương pháp, nhưng bảng dưới đây cho thấy những lợi ích và hạn chế tương đối của từng hệ thống. Do chi phí năng lượng ngày càng tăng, một trong những lĩnh vực chính mà nhà máy cần tập trung vào là độ tin cậy và hiệu quả năng lượng của hệ thống theo dõi. Hàm lượng nhiệt có thể sử dụng cao của hơi nước mang lại nhiều lợi ích so với việc sử dụng chất lỏng nhiệt để theo dõi và hiệu quả hơn đáng kể so với việc theo dõi bằng điện. Vì hơi nước chủ yếu được tạo thành từ nước nên nó có tác động thấp đến môi trường trong trường hợp rò rỉ vào khí quyển. Người ta ước tính rằng việc dọn sạch một lít glycol tràn ra có thể tốn tới $5.000,00. Chi phí này bao gồm việc dọn dẹp, báo cáo và tài liệu cần thiết khi xảy ra sự cố tràn dầu tại một khu công nghiệp. Hơi nước về bản chất là an toàn, khiến nó trở thành sự lựa chọn thiết thực cho hầu hết các ứng dụng công nghiệp, nơi phải giảm thiểu các nguồn đánh lửa. Vì những lý do này, việc sử dụng theo dõi hơi nước vẫn là lựa chọn ưu tiên để duy trì nhiệt độ trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp và quy trình.

So sánh phương pháp theo dõi hơi nước và các phương pháp khác

	Steam	Thermal Fluid	Elec.
Cost of fluid	Low	Med	High
Cost of Comp.	Low	Med	High
Cost of Maint.	Low to high depending on maint. practices	Med	Low
Control of Temp.	High	Med	High
Temp. range	Med	High	Med
Length of Tracer	Med	Low	High
Intrinsically Safe	Yes	Yes	No
Energy Efficiency	High	Med	Low
Freeze-up Potential	Yes	No	No
Speed of Heat Up	High	Med	Low
Requires Pumping	No	Yes	No
	Steam	Thermal Fluid	Elec.

  Chú thích của tác giả… Theo dõi nhiệt hơi nước thông thường so với các phương pháp theo dõi nhiệt hơi nước mới Đối với các điều kiện mà thiết bị đánh dấu có thể làm quá nhiệt các đường dây chứa axit, xút, amin, nước phenolic hoặc các hóa chất khác, các khối đệm cách nhiệt phải được lắp đặt giữa thiết bị đánh dấu và đường ống. Phương pháp “khối đệm” cũ là lựa chọn tốt nhất vào thời điểm đó để cung cấp tốc độ truyền nhiệt dưới tốc độ có thể được cung cấp bằng cách theo dõi đối lưu. Các yêu cầu phân phối nhiệt khác nhau đòi hỏi các kích thước khoảng cách khác nhau và độ chính xác của thiết kế trong một hệ thống như vậy là rất khó. Mặc dù các hệ thống theo dõi cũ không tinh vi hoặc hiệu quả lắm, nhưng chúng đã được tạo ra để hoạt động bởi những người tiên phong đầu tiên trong ngành lọc dầu, hóa chất, bột giấy và giấy và các ngành công nghiệp khác. Một là treo một thiết bị đánh dấu trần phía trên đường ống và cố gắng duy trì khe hở không khí bằng các khối đệm. Hệ thống này có vấn đề. Các khối khó giữ đúng vị trí trong quá trình lắp ráp và do đó việc lắp đặt rất tẻ nhạt và tốn thời gian. Chúng thường bị trượt ra khỏi vị trí khi sử dụng do sự giãn nở và co lại tự nhiên của ống đánh dấu. Hệ thống này gặp khó khăn với tốc độ truyền nhiệt không thể đoán trước, các điểm nóng và chi phí lắp đặt cao.

Các ống dò tìm hơi nước biệt lập SafeTrace từ Thermon giảm mức tiêu thụ hơi nước và nguy cơ bỏng

Trong hơn 40 năm, Thermon đã giúp các khách hàng sử dụng thiết bị dò nhiệt của họ thu được nhiều nhiệt hơn từ các ống dò hơi của họ và giờ đây, hiệu suất nhiệt của họ tốt đến mức nhiều khách hàng yêu cầu ít nhiệt hơn. Để đáp ứng những nhu cầu này, Thermon đã tạo ra dòng SafeTrace gồm các ống định vị hơi cách ly được thiết kế đặc biệt để bảo vệ đường ống trong mùa đông đồng thời giảm rủi ro bỏng và giảm tiêu thụ hơi nước so với các thiết bị định vị hơi ống trần thông thường. Được thiết kế để cung cấp các đặc tính truyền nhiệt chính xác và có thể dự đoán được cần thiết để duy trì các sản phẩm ăn mòn hoặc nhạy cảm với nhiệt độ, các ống dò tìm hơi nước SafeTrace cho phép đông hóa bất kỳ đường ống có kích thước nào và loại bỏ các điểm nóng và lạnh liên quan đến các thiết bị dò tìm và khối đệm kim loại trần.

Các ống dò tìm hơi nước SafeTrace tuân thủ tiêu chuẩn ASTM Std C-1055 về nhiệt độ tiếp xúc với da dưới 58°C khi tiếp xúc với bề mặt nóng trong năm giây và áo khoác màu vàng an toàn cảnh báo nhân viên nhà máy về các vật liệu nguy hiểm vốn có, chẳng hạn như hơi nước, như theo ASME/ANSI A13.1-1996. Dễ dàng lắp đặt mà không cần kênh, khối đệm hoặc dải gắn kim loại, ống dò tìm hơi nước SafeTrace được gắn đơn giản vào hệ thống đường ống hoặc bình bằng băng dính định mức nhiệt độ. Điều này làm giảm chi phí lắp đặt bằng cách yêu cầu lao động ít hơn 1/3 so với các khối đệm và loại bỏ sự cần thiết của các đường chuyển tiếp và phụ kiện. Hơn nữa, ít phụ kiện cắt giảm bảo trì và sửa chữa. Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing Steam tracing

Liện hệ:0356 975 994 ( Jan Tran)

Mail: Jan.tran@wili.com.vn