Cẩm Nang Kỹ Thuật: Thiết Kế Công Suất Cho Hệ Thống Thermon Heat Tracing Cable

Published by

Wili Distributor

on

Tháng Mười Hai 16, 2025

Trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất và thực phẩm, việc duy trì nhiệt độ đường ống (Process Temperature Maintenance) hoặc chống đông (Freeze Protection) là yêu cầu sống còn. Hệ thống Thermon Heat Tracing Cable (Cáp sấy nhiệt điện) là giải pháp hàng đầu thế giới cho vấn đề này.

Tuy nhiên, hiệu quả của hệ thống không chỉ nằm ở chất lượng dây cáp, mà phụ thuộc 80% vào việc thiết kế công suất chính xác. Bài viết này sẽ cung cấp quy trình kỹ thuật chuẩn để tính toán và thiết kế hệ thống sấy nhiệt Thermon tối ưu nhất.

1. Nguyên Lý Cốt Lõi: Cân Bằng Nhiệt Lượng

Trước khi đi vào chọn cáp, kỹ sư cần hiểu nguyên lý cơ bản: Bù nhiệt. Mục tiêu của Heat Tracing là bổ sung nhiệt lượng đúng bằng lượng nhiệt bị mất đi qua lớp cách nhiệt của đường ống ra môi trường bên ngoài.

Công thức cơ bản xác định tổn thất nhiệt (Q) trên mỗi mét ống:

Lưu ý kỹ thuật: Bạn không cần tính tay công thức này phức tạp. Thermon cung cấp phần mềm chuyên dụng CompuTrace® để hỗ trợ tính toán chính xác. Tuy nhiên, hiểu bản chất giúp bạn kiểm soát dữ liệu đầu vào tốt hơn.

2. Quy Trình 5 Bước Thiết Kế Hệ Thống Thermon

Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng, quy trình thiết kế cần tuân thủ 5 bước sau:

Bước 1: Thu Thập Thông Số Đầu Vào (Design Parameters)

Dữ liệu sai lệch sẽ dẫn đến thiết kế sai. Cần xác định rõ:

Loại đường ống: Thép (Carbon Steel), Inox (Stainless Steel) hay Nhựa? (Ống nhựa cần lưu ý mật độ công suất thấp hơn để tránh nóng chảy).
Kích thước: Đường kính ống và chiều dài tuyến ống.
Cách nhiệt: Loại vật liệu (Rockwool, Fiber glass, PU foam…) và độ dày.
Nhiệt độ: Nhiệt độ duy trì ($T_{maintain}$) và nhiệt độ phơi nhiễm tối đa ($T_{exposure}$).

Bước 2: Xác Định Dòng Cáp Thermon Phù Hợp

Dựa vào nhiệt độ yêu cầu, ta chọn dòng cáp tương ứng của Thermon. Dưới đây là bảng gợi ý nhanh:

Dòng Cáp Thermon	Công Nghệ	Nhiệt Độ Duy Trì Max	Ứng Dụng Điển Hình
BSX™	Tự điều chỉnh (Self-Regulating)	65°C	Chống đông, duy trì nhiệt độ thấp.
KSX™	Tự điều chỉnh (Self-Regulating)	121°C	Duy trì nhiệt độ quy trình trung bình.
HTSX™	Tự điều chỉnh (Self-Regulating)	150°C	Ứng dụng nhiệt độ cao, xả hơi nước (Steam purge).
HPT™	Giới hạn công suất (Power-Limiting)	215°C	Duy trì nhiệt độ rất cao, đường nhựa đường, lưu huỳnh.

Bước 3: Tính Toán Tỷ Lệ Truyền Nhiệt (Spiral Ratio)

Nếu tổn thất nhiệt của ống lớn hơn công suất đầu ra của cáp (W/m), ta không thể đi dây thẳng (Straight run). Cần phải quấn dây quanh ống (Spiraling).

Tỷ lệ 1.0: Đi thẳng dọc ống.
Tỷ lệ > 1.0: Quấn xoắn. Ví dụ tỷ lệ 1.3 nghĩa là 1 mét ống cần 1.3 mét cáp.

Bước 4: Thiết Kế Mạch Điện & Dòng Khởi Động (Start-up Current)

Đây là lỗi phổ biến nhất: Nhảy Aptomat khi khởi động.

Cáp tự điều chỉnh của Thermon có đặc tính Inrush Current (Dòng khởi động) cao khi cáp đang lạnh.

Giải pháp: Phải tra biểu đồ “Circuit Breaker Sizing” trong Datasheet của Thermon.
Ví dụ: Với cáp BSX 10-2OJ, ở 0°C, một CB 30A có thể chịu tải tối đa khoảng 90-100m cáp. Nếu thiết kế quá dài, CB sẽ nhảy ngay khi bật nguồn.

Bước 5: Phụ Kiện Kết Nối (Accessories)

Một hệ thống hoàn chỉnh không thể thiếu bộ phụ kiện chuẩn IP/Ex để đảm bảo an toàn cháy nổ:

Bộ đấu nối nguồn (Power Connection Kit): PETK.
Bộ nối cuối (End Termination): ET-6C.
Băng dính chịu nhiệt (Glass tape) để cố định cáp.

3. Ưu Điểm Độc Quyền Của Thermon Heat Tracing

HLX™ Self-Regulating Heat Trace Cable — Thermon HTSX

Tại sao nên chọn Thermon thay vì các giải pháp sấy bằng hơi nước hoặc điện trở đốt nóng truyền thống?

Công Nghệ Tự Điều Chỉnh (Self-Regulating): Cốt lõi của cáp Thermon là lõi dẫn điện bán dẫn polymer. Khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng -> công suất giảm. Điều này giúp ngăn ngừa quá nhiệt cục bộ (ngay cả khi cáp bị chồng chéo lên nhau) và tiết kiệm điện năng.
Độ Bền Công Nghiệp: Các dòng cáp như KSX, HTSX được bọc lưới kim loại (Braid) và vỏ Overjacket chịu hóa chất, chống tia UV, chịu va đập cơ học tốt.
Chứng Chỉ An Toàn Toàn Cầu: Đạt chuẩn ATEX, IECEx, FM, UL dùng cho khu vực nguy hiểm (Zone 1, Zone 2) trong các nhà máy lọc dầu.

4. Kết Luận

Thiết kế công suất cho hệ thống Thermon Heat Tracing Cable là bài toán cân bằng giữa hiệu quả giữ nhiệt và chi phí vận hành. Việc tính toán sai lệch có thể dẫn đến đông đặc đường ống hoặc sự cố điện nghiêm trọng.

Để đảm bảo độ chính xác tuyệt đối, các nhà thầu cơ điện nên sử dụng phần mềm CompuTrace® hoặc tham vấn ý kiến từ đại lý ủy quyền.

Thermon – USA
Your Partner in Heat Tracing Solutions
Đại diện tại Việt Nam: Công ty TNHH Wili

Email: Hung.tran@wili.com.vn
SDT: 0903 710 75

CCIThermal