Hệ thống Heat Tracing Thermon
Hệ thống gia nhiệt đường ống công nghiệp là một lĩnh vực kỹ thuật quan trọng được thiết kế để duy trì nhiệt độ của chất lỏng bên trong đường ống, bình chứa, bể chứa và thiết bị đo lường ở mức xác định cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh.Trong các hoạt động công nghiệp thông thường, sự thất thoát nhiệt xảy ra liên tục thông qua các lớp cách nhiệt với không khí xung quanh.
Hệ thống gia nhiệt điện được thiết kế đặc biệt sẽ bù đắp sự mất mát năng lượng nhiệt này bằng cách cung cấp nhiệt bề mặt được kiểm soát trực tiếp cho thiết bị trong quy trình.Công suất gia nhiệt của dây dẫn nhiệt phải được cân nhắc kỹ lưỡng để phù hợp với tổn thất nhiệt động học của hệ thống mục tiêu, vốn bị ảnh hưởng bởi các biến số như đường kính ống, loại vật liệu cách nhiệt, độ dày lớp cách nhiệt, nhiệt độ môi trường tối thiểu và tốc độ gió.
Tính toàn vẹn của một hệ thống gia nhiệt đường ống hoàn chỉnh phụ thuộc vào một số thành phần cốt lõi: dây gia nhiệt, bộ kết nối nguồn, bộ điều khiển nhiệt độ hoặc bộ điều nhiệt, bộ nối thẳng hoặc nối chữ T, đầu nối, băng dính, vật liệu cách nhiệt có lớp chắn hơi nước và nhãn cảnh báo rõ ràng.
Phân loại kỹ thuật và đặc điểm của cáp gia nhiệt điện
Việc lựa chọn thành phần hóa học và cấu trúc cụ thể của cáp gia nhiệt phụ thuộc vào các thông số vận hành quan trọng, bao gồm nhiệt độ duy trì quy trình, nhiệt độ tiếp xúc khi không có điện (như trong quá trình làm sạch bằng hơi nước), môi trường hóa học và chiều dài mạch.Các dòng sản phẩm của Thermon đáp ứng những yêu cầu này thông qua các phân loại cáp nhiệt riêng biệt.
Dây cáp sưởi tự điều chỉnh
Cáp sưởi tự điều chỉnh có cấu tạo gồm một ma trận polymer bán dẫn được ép đùn xung quanh các dây dẫn bằng đồng mạ niken song song, thường có tiết diện 16 AWG.Ma trận bán dẫn được xử lý bằng phương pháp liên kết chéo bức xạ để thiết lập cấu trúc phân tử ổn định.Ma trận polymer thể hiện hệ số nhiệt độ dương (PTC) của điện trở.
Trong điều kiện nhiệt độ thấp, ma trận polymer co lại ở mức độ vi mô, đưa các hạt carbon nhúng bên trong lại gần nhau và tạo ra nhiều đường dẫn điện song song giữa các dây dẫn.Khi nhiệt độ của đường ống hoặc môi trường tăng lên, ma trận polymer sẽ giãn nở, làm gián đoạn các đường dẫn carbon dẫn điện này.Điều này tự động làm giảm công suất điện đầu ra của cáp tại mọi điểm dọc theo mạch điện.
- Dòng sản phẩm BSX™ : Được thiết kế để bảo vệ chống đóng băng ở nhiệt độ thấp và duy trì nhiệt độ quy trình lên đến…6 5∘C(15 0∘F), với mức nhiệt độ tiếp xúc liên tục không dùng điện là8 5∘C(18 5∘F).Sản phẩm này được phép sử dụng trong cả môi trường thông thường và môi trường nguy hiểm được phân loại.
- Dòng sản phẩm HTSX™ : Được thiết kế để bảo trì ở nhiệt độ cao lên đến…15 0∘C(30 2∘F), sử dụng quy trình ép đùn nguyên khối để chịu được nhiệt độ tiếp xúc khi không có nguồn điện lên đến25 0∘C(48 2∘F).Khả năng này giúp HTSX phù hợp với các hệ thống đường ống chịu tác động của việc xả hơi nước ở nhiệt độ cao không liên tục.
- Dòng sản phẩm VSX-HT™ : Cáp hiệu suất cao được tối ưu hóa để duy trì nhiệt độ quy trình lên đến…20 0∘C(39 2∘F) và giới hạn tiếp xúc với hơi nước lên đến25 0∘C(48 2∘F).
- Dòng sản phẩm USX™ : Cáp tự điều chỉnh nhiệt độ cực cao được thiết kế để duy trì nhiệt độ quy trình lên đến…24 0∘C(46 4∘F) với giới hạn phơi nhiễm liên tục của25 0∘C(48 2∘F).Cấu hình được chứng nhận điển hình bao gồm USX 20-2-OJ, cung cấp công suất đầu ra là64 W/mTại208 – 277 Máy hút bụivà đạt chứng nhận ATEX và IECEx.
- Dòng sản phẩm HLX™ : Dây cáp tự điều chỉnh chuyên dụng dành cho mục đích thương mại, được thiết kế đặc biệt để duy trì nhiệt độ nước nóng.Các loại cáp này được chứng nhận bởi bên thứ ba đáp ứng tiêu chuẩn IEC Ít Khói và Không Halogen (LSZH), tuân thủ các quy định an toàn xây dựng hiện đại.
Cáp sưởi giới hạn công suất
Các loại cáp sưởi giới hạn công suất, điển hình là dòng HPT™ , sử dụng một phần tử gia nhiệt bằng hợp kim điện trở dạng cuộn được quấn quanh các dây dẫn song song.Bộ phận gia nhiệt bằng hợp kim được nối với các dây dẫn chính theo khoảng cách đều đặn để tạo thành các mạch song song.
Khác với các ma trận dựa trên polymer, HPT sử dụng hợp kim điện trở PTC luyện kim.Thiết kế này cung cấp khả năng duy trì ở nhiệt độ cao lên đến…21 0∘C(41 0∘F) và xếp hạng phơi nhiễm không dùng điện lên đến26 0∘C(50 0∘F).
Công trình này bao gồm…3.3 mm2Dây dẫn bằng đồng mạ niken, bộ phận gia nhiệt bằng hợp kim kim loại/sợi tổng hợp, lớp đệm bện bằng sợi thủy tinh, lớp cách điện bằng fluoropolymer, lớp bện bằng đồng mạ niken và lớp vỏ ngoài bằng fluoropolymer.
Thiết kế nhiều lớp này cho phép cáp được chồng lên nhau trong quá trình lắp đặt tại hiện trường mà không có nguy cơ bị cháy cục bộ.
Dây cáp gia nhiệt công suất không đổi mắc song song
Dòng sản phẩm FP™ bao gồm các dây cáp gia nhiệt công suất không đổi mắc song song, được thiết kế để chống đóng băng và duy trì quy trình ở nhiệt độ thấp lên đến…6 5∘C(15 0∘F), với mức độ tiếp xúc khi tắt nguồn là20 0∘C.Nó có một bộ phận gia nhiệt Nichrome được quấn song song.12 AWGDây dẫn bằng đồng.
Do điện trở của nó không đổi, dòng sản phẩm FP cung cấp công suất đầu ra ổn định dọc theo toàn bộ chiều dài, bất kể nhiệt độ của ống. Các loại cáp có công suất không đổi không gặp phải hiện tượng dòng điện khởi động cao khi bật nguồn.
Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải chọn kích thước quá lớn cho các cầu dao và bảng phân phối điện, từ đó giảm chi phí lắp đặt ban đầu.
Cáp cách điện khoáng và công suất không đổi nối tiếp
Đối với đường ống dẫn dài vượt quá giới hạn chiều dài mạch của cáp song song, thiết kế điện trở nối tiếp được sử dụng để tránh hiện tượng sụt áp tích lũy.
- Dòng sản phẩm TEK™ và HTEK™ : Các loại cáp điện trở nối tiếp cách điện bằng polymer này hỗ trợ chiều dài mạch lên đến…3 ,658 mét(12 ,000 ft) từ một bài thuyết trình PowerPoint duy nhất.
TEK được đánh giá có khả năng bảo trì lên đến…10 1∘C(21 5∘F), trong khi HTEK có thể duy trì nhiệt độ lên đến20 4∘C.Cả hai đều được thiết kế để hoạt động ở điện áp lên đến600 Máy hút bụivà được chứng nhận sử dụng trong các khu vực nguy hiểm.
- Cáp cách điện khoáng MIQ™ : Được thiết kế để duy trì nhiệt độ cao trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt lên đến…50 0∘C(93 2∘Fvà tiếp xúc liên tục lên đến60 0∘C(1 ,11 2∘F).Cáp MIQ có lõi dẫn bằng hợp kim rắn hoặc đồng, được cách điện bằng oxit magiê nén chặt và được bao bọc trong lớp vỏ liền mạch bằng hợp kim 825 (DIN 2.4858).
- Hợp kim 825 có khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất vượt trội trong môi trường clorua, axit, muối và kiềm.Mạch hỗ trợ hệ thống MIQ hoạt động lên đến…1.6 km(1 dặm) từ một nguồn điện duy nhất.
| Dòng cáp | Lớp học Công nghệ | Nhiệt độ duy trì tối đa (∘C) | Nhiệt độ phơi sáng tối đa (khi tắt nguồn) (∘C) | Mật độ công suất khả dụng (@)1 0∘C) | Điện áp định mức (Vac) | Vật liệu xây dựng cốt lõi |
| BSX™ | Polyme tự điều chỉnh | 6 5∘C | 8 5∘C | 10, 16, 26, 33 W/m | 110–120 / 208–277 | Dây dẫn 16 AWG: Đồng mạ niken, polyme bán dẫn, bện đồng mạ thiếc, vỏ bọc polyolefin/fluoropolymer. |
| HTSX™ | Polyme tự điều chỉnh | 15 0∘C | 25 0∘C | 10, 20, 30, 33, 39, 49, 66 W/m | 110–120 / 208–277 / 380–480 | Dây dẫn 16 AWG bằng đồng mạ niken, polymer nguyên khối ép đùn, bện đồng mạ thiếc, vỏ bọc fluoropolymer. |
| VSX-HT™ | Polyme tự điều chỉnh | 20 0∘C | 25 0∘C | 16, 33, 49, 66 W/m | 110–120 / 208–277 / 380–480 | Dây dẫn 16 AWG: Đồng mạ niken, polyme bán dẫn, bện đồng mạ thiếc, vỏ bọc fluoropolymer. |
| USX™ | Polyme tự điều chỉnh | 24 0∘C | 25 0∘C | 10, 20, 30, 39, 49, 66 W/m | 110–120 / 208–277 | Dây dẫn 16 AWG bằng đồng mạ niken, lõi polymer ép đùn, bện đồng, vỏ bọc fluoropolymer. |
| HPT™ | Hợp kim hạn chế công suất | 21 0∘C | 26 0∘C | 16, 33, 49, 66 W/m | 120 / 240 / 480 định mức | 3.3 mm2Đồng mạ niken, hợp kim điện trở tổng hợp, lớp đệm sợi thủy tinh, vỏ bọc fluoropolymer. |
| FP™ | Công suất không đổi song song | 6 5∘C | 20 0∘C | 8, 16, 33 W/m | 120 / 240 định mức | Dây đồng 12 AWG, lõi Nichrome, lớp phủ sợi thủy tinh, lớp cách điện fluoropolymer, bện đồng mạ thiếc. |
| TEK™ | Công suất không đổi nối tiếp | 10 1∘C | 23 2∘C | Được tính toán cho mỗi hệ thống | Lên đến 600 | 2 hoặc 3 dây dẫn (10-16 AWG), chất điện môi fluoropolymer, bện đồng, vỏ bọc ngoài fluoropolymer |
| BẠN™ | Cách nhiệt bằng khoáng chất | 50 0∘C | 60 0∘C | Lên đến 260 W/m | 300 / 600 định mức | Dây dẫn bằng hợp kim đặc hoặc đồng, oxit magiê nén, vỏ bọc liền mạch bằng hợp kim 825. |
Đặc tính kỹ thuật của bộ gia nhiệt MIQ cách điện bằng khoáng chất
Cáp cách điện khoáng MIQ của Thermon được cung cấp dưới dạng các cụm lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy để đảm bảo tính toàn vẹn của lớp cách điện và ngăn ngừa hơi ẩm xâm nhập vào lớp cách điện oxit magiê.Các bộ máy sưởi này có bốn cấu hình khác nhau để phù hợp với nhiều chiều dài mạch điện và kiểu kết nối hộp nối.
- Loại A : Bộ dây dẫn gia nhiệt đơn 600 Vac, được nối với các đầu dây lạnh không gia nhiệt ở cả hai đầu để kết nối với các hộp đấu nối riêng biệt.
- Loại B : Bộ phận gia nhiệt một dây dẫn 600 Vac, được cấu hình thành một vòng khép kín với cả hai dây dẫn lạnh đều dẫn về một vị trí hộp nối duy nhất.
- Loại D : Một cụm dây dẫn kép (có sẵn với điện áp định mức 300 Vac hoặc 600 Vac) có một đầu dẫn lạnh và một đầu nối nóng được niêm phong sẵn ở đầu kia.
- Loại E : Một cụm dây dẫn kép với các đầu nối nguội ở cả hai đầu để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối nguồn điện nối tiếp.
Các cụm MIQ tiêu chuẩn bao gồm một đoạn cáp sưởi có chiều dài xác định trước được nối với một1.2 m(4 ft) hoặc2.1 m(7 ftChì lạnh không sinh nhiệt.Chì lạnh chuyển sang305 mm(12 TRONG) Dây bện cách điện bằng nhựa nhiệt dẻo.
Phần không gia nhiệt được bịt kín bằng một vòng đệm bằng đồng thau chịu áp suất cao, kín nước cỡ M20, M25 hoặc M32 để kết nối với hộp đấu nối nguồn.Đặc tính điện trở được điều chỉnh thông qua tiết diện dây dẫn và đường kính vỏ bọc cụ thể.
| Số hiệu danh mục lắp ráp | Lớp điện áp | Số lượng dây dẫn | Điện trở của dây dẫn (Ohm/km @2 0∘C) | Đường kính ngoài danh nghĩa (mm) |
| MIQ-11E0H-2S | 600 V ac | 2 | 36.100 | 5.2 |
| MIQ-90E1H-2S | 600 V ac | 2 | 29.500 | 5.7 |
| MIQ-40E1H-2S | 600 V ac | 2 | 13.100 | 6.1 |
| MIQ-10E1H-2S | 600 V ac | 2 | 3.300 | 6,5 |
| MIQ-20E2H-2S | 600 V ac | 2 | 660 | 6,5 |
| MIQ-10E3H-2S | 600 V ac | 2 | 34 | 7.6 |
| MIQ-20E1H-1S | 600 V ac | 1 | 6.560 | 4.3 |
| MIQ-10E1H-1S | 600 V ac | 1 | 3.280 | 4.3 |
| MIQ-30E2H-1S | 600 V ac | 1 | 980 | 4.3 |
| MIQ-10E3H-1S | 600 V ac | 1 | 33 | 4.3 |
| MIQ-11E0L-2S | 300 V ac | 2 | 36.100 | 4.1 |
| MIQ-50E1L-2S | 300 V ac | 2 | 16.400 | 4.1 |
| MIQ-10E1L-2S | 300 V ac | 2 | 3.280 | 4.2 |
| MIQ-30E2L-2S | 300 V ac | 2 | 980 | 4.3 |
Theo dõi đường ống dài: Hệ thống hiệu ứng bề mặt ThermTrac™
Đối với các đường ống vận chuyển đường dài—chẳng hạn như đường ống dẫn dầu thô, nhựa đường hoặc lưu huỳnh lỏng có chiều dài lên đến…25 kilômét(15 dặmTừ một điểm cấp điện duy nhất, việc sử dụng hệ thống gia nhiệt song song tiêu chuẩn là không khả thi về mặt kỹ thuật do những hạn chế về phân phối điện và sụt áp.
Thermon giải quyết vấn đề này thông qua Hệ thống làm nóng bằng hiệu ứng bề ThermTrac™ .
Nguyên lý hoạt động điện từ
Nguyên lý vật lý của hệ thống hiệu ứng bề mặt ThermTrac dựa trên hai hiện tượng điện từ: hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng lân cận.
Ở đâu:
- d Biểu thị độ sâu xuyên thấu của điện trường vào thành ống (độ sâu điện trường xuyên vào thành ống).
- p là điện trở suất của ống dẫn nhiệt từ tính.
- f là tần số dòng điện xoay chiều (thường là50 Hzhoặc60 Hz).
- u là độ thẩm từ của ống dẫn nhiệt từ tính.
Hệ thống vật lý bao gồm một ống dẫn nhiệt từ tính bằng thép carbon thành dày được hàn trực tiếp vào ống dẫn chính của quy trình.Một dây dẫn cách điện ThermTrac được thiết kế riêng được kéo xuyên qua ống này.
Ở đầu cuối của mạch điện, dây dẫn cách điện được nối điện với hộp đấu nối cuối, hộp này được hàn vào ống dẫn nhiệt bằng thép.Ở đầu gần, dây dẫn và ống dẫn nhiệt được nối với nhau qua nguồn điện xoay chiều.
Dòng điện xoay chiều chạy dọc theo dây dẫn bên trong sẽ quay trở lại dọc theo bề mặt bên trong của ống dẫn nhiệt bằng thép.Do sự liên kết từ thông được tạo ra giữa các dòng điện ngược chiều song song, dòng điện hồi lưu tập trung hoàn toàn trong độ sâu lớp da bên trong (d) của ống dẫn nhiệt bằng thép.
Vì dòng điện chỉ tập trung ở bề mặt bên trong của ống, nên hầu như không có điện áp hoặc dòng điện nào có thể đo được trên bề mặt bên ngoài của ống dẫn nhiệt, cho phép toàn bộ hệ thống đường ống được nối đất một cách an toàn.Năng lượng nhiệt được tạo ra thông qua điện trở của lớp vỏ bên trong ống dẫn nhiệt và truyền trực tiếp vào ống dẫn.
|
+----------------------+----------------------+
| |
[Conductor Feed] [Ground Link]
| |
v v
+-----------------------------------------------------------------------+
| Ferromagnetic Heat Tube (Welded to Carrier Pipe) |
| +-----------------------------------------------------------------+ |
| | Insulated Conductor (Current Flow Inward ---->) | |
| +-----------------------------------------------------------------+ |
| | Return Current (Skin Depth Concentration <----) | |
| +-----------------------------------------------------------------+ |
+-----------------------------------------------------------------------+
| Process Carrier Pipe (Heated via Direct Thermal Conduction) |
+-----------------------------------------------------------------------+
Tích hợp cơ sở hạ tầng
Hệ thống ThermTrac được thiết kế cho cả các khu vực thông thường và khu vực nguy hiểm được phân loại, tuân thủ tiêu chuẩn IEEE Std 844 .Đầu thứ cấp của máy biến áp cách ly chuyên dụng phải không được nối đất để duy trì tính toàn vẹn của đường dẫn hiệu ứng bề mặt.
Trong cấu hình nguồn điện một pha, máy biến áp Scott-T được sử dụng để cân bằng các đường dây cung cấp điện chính ba pha khi nhiều mạch hiệu ứng bề mặt được điều khiển từ một trung tâm điện tập trung.Công suất đầu ra của hệ thống có thể đạt tới165 W/mvới nhiệt độ duy trì tối đa là20 0∘C(39 2∘F) sử dụng dây dẫn TT-HT cách điện bằng fluoropolymer .
| Mô hình hệ thống | Vật liệu cách điện dẫn điện | Nhiệt độ duy trì tối đa (∘C) | Nhiệt độ phơi sáng tối đa (khi tắt nguồn) (∘C) | Điện áp hoạt động tối đa | Phạm vi nhiệt độ hoạt động |
| TT-XR | Chất điện môi polyolefin | 11 0∘C(23 0∘F) | 15 0∘C(30 2∘F) | Lên đến5 kV | Xuống đến− 4 0∘C |
| TT-HT | Chất điện môi fluoropolymer | 20 0∘C(39 2∘F) | 26 0∘C(50 0∘F) | Lên đến3.5 kV | Xuống đến− 4 0∘C |
Mô hình hóa tính toán và kỹ thuật bó ống
Việc phát triển một mạng lưới gia nhiệt đáng tin cậy đòi hỏi các công cụ mô phỏng thiết kế mạnh mẽ để đảm bảo công suất nhiệt phù hợp với hồ sơ tổn thất nhiệt của đường ống và bình chứa.
Bộ phần mềm thiết kế CompuTrace®
Bộ phần mềm CompuTrace® Design Suite của Thermon là nền tảng phần mềm cốt lõi được sử dụng để thiết kế các hệ thống gia nhiệt bằng điện.Chương trình cung cấp các phép tính nhiệt giúp các kỹ sư trong việc lập bản vẽ phối cảnh, bảng kê vật liệu (BOM) và hồ sơ tải điện.
- CompuTrace Design Suite (6.1.24) : Cho phép thiết kế mạch tương tác để phân đoạn đường ống phức tạp.Nó cho phép người dùng định nghĩa các loại đường ống, vật liệu cách nhiệt, van, mặt bích, máy bơm và giá đỡ kết cấu theo ý muốn.
- Các kỹ sư có thể nhập dữ liệu chi tiết trực tiếp từ danh sách dòng Excel và áp dụng các bộ lọc cho danh mục vật tư (BOM) dựa trên các gói công việc, mô-đun hoặc khu vực nhà máy.Nó cũng tính toán trạng thái quá nhiệt thiết kế ổn định, cho phép cáp được phê duyệt cho các mức nhiệt độ nguy hiểm cụ thể mà không cần bộ điều nhiệt giới hạn vật lý.
- CompuTrace Instrument Trace (IT 1.4) : Được phát triển cho các ứng dụng ống dẫn dụng cụ.Nó mô phỏng hiệu suất của hệ thống sưởi bằng hơi nước và điện cho các ống có đường kính nhỏ và các đường ống dẫn dụng cụ được cách nhiệt sẵn.
- CompuTrace Steam Trace (ST 3.01) & Vessel Trace (VT 1.4) : Các mô-đun chuyên dụng thực hiện các phép tính nhiệt động lực học cho đường ống dẫn hơi nước và hệ thống gia nhiệt bồn chứa/bể chứa, tương ứng.
- CompuTrace Express : Một chương trình thiết kế nhanh dựa trên nền tảng web, cho phép mô hình hóa thông số nhanh chóng để tạo báo giá sơ bộ và bảng kê vật liệu cơ bản.
Bộ ống cách nhiệt sẵn TubeTrace®
Để phục vụ cho việc phân tích quy trình quan trọng, Hệ thống Giám sát Khí thải Liên tục (CEMS) và các đường truyền xung áp suất, Thermon sản xuất các bó ống cách nhiệt sẵn và gia nhiệt bằng điện TubeTrace® .
Lớp cách nhiệt được lắp đặt tại công trường trên các ống có đường kính nhỏ dễ bị thấm nước và tạo cầu nhiệt.TubeTrace giải quyết vấn đề này bằng cách bọc ống dẫn và cáp gia nhiệt lại với nhau trong lớp cách điện bằng sợi thủy tinh không hút ẩm, được bịt kín bằng lớp vỏ ngoài chống chịu thời tiết.
Các bó dây TubeTrace được thiết kế riêng cho các điều kiện quy trình khác nhau.:
- TubeTrace với HTSX/VSX-HT : Được thiết kế để chống đóng băng hoặc duy trì nhiệt độ trong điều kiện tiếp xúc với nhiệt độ cao lên đến…25 0∘C(48 2∘F(Lưu ý: Các lỗi này được dự đoán sẽ xảy ra trong quá trình làm sạch bằng hơi nước.)
- TubeTrace với HPT : Được thiết kế cho các ứng dụng giám sát khí thải ở nhiệt độ cao và phân tích quy trình, sử dụng hợp kim HPT để chịu được nhiệt độ lên đến…26 0∘C(50 0∘F).
- ThermoTube® (Loại SL, HT, HTX) : Ống đơn không gia nhiệt, được cách nhiệt sẵn, dùng để vận chuyển mẫu không gia nhiệt, cung cấp hơi nước và đường hồi nước ngưng.
Cơ sở hạ tầng điều khiển, giám sát và đo từ xa kỹ thuật số tiên tiến
Khi các nhà máy chế biến chuyển đổi từ hệ thống bảo vệ chống đóng băng thụ động, không được kiểm soát sang hệ thống quản lý nhiệt chủ động, các thiết bị điều khiển điện tử chính xác đã thay thế các bộ điều nhiệt cơ khí.Nền tảng điều khiển Genesis™ của Thermon cung cấp khả năng điều khiển tự động, giám sát chẩn đoán thời gian thực và tích hợp mạng.
Kiến trúc Genesis Controller và Genesis Duo™
Bộ điều khiển Genesis là một hệ thống điều khiển đa mạch có khả năng giám sát lên đến…72 mạch điện.Để điều khiển cục bộ, Genesis Duo™ hoạt động như một bộ điều khiển vi xử lý hai điểm có khả năng quản lý một hoặc hai mạch độc lập, với đầu vào cho tối đa hai cảm biến nhiệt điện trở (RTD) trên mỗi mạch.
Bộ điều khiển sử dụng các công tắc bán dẫn hoặc rơle cơ khí để hỗ trợ một số thuật toán điều khiển tiên tiến.:
- Điều khiển Bật/Tắt : Kích hoạt bằng rơle dựa trên nhiệt độ tiêu chuẩn.
- Điều khiển tỷ lệ : Điều chỉnh công suất đầu ra dựa trên độ lệch so với nhiệt độ cài đặt.
- Khởi động mềm : Tăng dần công suất để giảm thiểu dòng khởi động ban đầu cao trong các loại cáp tự điều chỉnh, bảo vệ các công tắc bán dẫn.
- Điều khiển tỷ lệ theo môi trường (APC & APCM) : Điều chỉnh công suất đầu ra dựa trên các chỉ số cảm biến nhiệt độ môi trường thay vì nhiệt độ đường ống, giúp tiết kiệm năng lượng.
Các thành phần phần cứng dạng mô-đun
^
| (Ethernet)
v
[ HMI (Human Machine Interface) ]
^
| (Ethernet / Modbus)
v
| |
v (CANBus) v (CANBus)
[ Input/Output (IOM) ]
| |
v v
(Field RTD Sensors) (System Alarms/Trips)
Để tối ưu hóa việc đi dây tại hiện trường, hệ thống Genesis sử dụng kiến trúc mô-đun phân tán.:
- Giao diện người máy (HMI) : Có các tính năng sau:231 mm×139 mmbảng điều khiển cảm ứng găng tay với1000 cd/m2Độ sáng giúp dễ nhìn trong ánh nắng trực tiếp.Nó hoạt động trên bộ xử lý ARM Cortex A15 32-bit.1,5 GHzBộ xử lý này hoạt động như một trung tâm giám sát, có khả năng hiển thị các bản vẽ phối cảnh và dữ liệu xu hướng hệ thống trong tối đa sáu tháng.
- Mô-đun điều khiển phân tán (DCM) : Mô-đun chuyển mạch nguồn chứa các rơle bán dẫn có khả năng điều khiển tối đa sáu mạch gia nhiệt.Sản phẩm này có tản nhiệt bằng nhôm anod hóa giúp tản nhiệt hiệu quả cho các tải liên tục lên đến…180 Ampe.
- Mô-đun nhiệt độ phân tán (DTM) : Một mô-đun gắn trên thanh ray DIN hỗ trợ sáu đầu vào cảm biến RTD.Nó truyền dữ liệu cảm biến đến DCM thông qua CANBus, cho phép bất kỳ RTD nào cũng có thể được ánh xạ tới bất kỳ mạch gia nhiệt nào trên mạng.
- Mô-đun đầu vào/đầu ra (IOM) : Có sáu kênh đầu vào/đầu ra có thể cấu hình và một rơle báo lỗi hệ thống chuyên dụng, cho phép thực hiện các hành động của hệ thống như giảm tải.
Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ
Các mô-đun điều khiển của Thermon giao tiếp với các cảm biến nhiệt độ điện trở bạch kim (RTD) để duy trì các điểm nhiệt độ đã đặt.
| Mô hình cảm biến | Loại cảm biến | Vật liệu và kích thước dây chì | Xếp hạng và vật liệu vỏ bọc | Nhiệt độ cảm biến tối đa ( ∘C) | Ứng dụng và chứng nhận chính |
| RTD-100 | Bạch kim 3 dây,100 ỒTại0∘C | Sợi thủy tinh 22 AWG | Nhôm đúc NEMA 4X/7; đế bằng thép không gỉ. | 48 2∘C(90 0∘F) | Cảm biến tiêu chuẩn gắn trên thành ống/thành bể chứa.Đạt chứng nhận CSA cho hạng I, phân khu 1 & 2. |
| RTD-200R | Bạch kim 3 dây,100 ỒTại0∘C | Dây fluoropolymer 22 AWG | Vỏ bọc kim loại NEMA 4 | 26 0∘C(50 0∘F) | Thiết kế hộp cảm biến có thể tháo rời.Cho phép thay thế mà không ảnh hưởng đến lớp cách nhiệt. |
| RTD-500-3 | Bạch kim 3 dây,100 ỒTại0∘C | Dây dẫn 24 AWG cách điện bằng Kapton, bện bằng thép không gỉ;1,83 m(6 ft) | Bóng đèn màng mỏng tiêu chuẩn, không có hộp liền khối. | 26 0∘C(50 0∘F) | Hệ thống dây dẫn linh hoạt tại hiện trường với bộ dụng cụ kết nối thông thường.Đạt chứng nhận CSA. |
Tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn vận hành trong khu vực nguy hiểm
Việc vận hành thiết bị sưởi điện trong các khu vực nguy hiểm có khí dễ cháy hoặc bụi dễ bắt lửa đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm EN-IEC 60079-14 , EN-IEC 60079-30-2 và Chỉ thị ATEX 2014/34/EU .
An toàn điện và bảo vệ chống rò rỉ điện
Để ngăn ngừa sự cố điện và nguy cơ tia lửa điện trong các khu vực nguy hiểm, mỗi mạch nhánh phải có thiết bị bảo vệ quá dòng và bảo vệ chạm đất riêng biệt.
- Bảo vệ chống rò rỉ điện : Các tiêu chuẩn yêu cầu các thiết bị bảo vệ dòng rò với mức tối thiểu30 thạc sĩMức ngắt mạch cho mỗi mạch gia nhiệt.Đối với các hệ thống có rò rỉ điện dung cao, mức ngắt mạch cần được điều chỉnh thành…30 thạc sĩvượt quá mức rò rỉ điện dung vốn có của dây cáp sưởi.
- Trong điều kiện bảo trì có giám sát, việc phát hiện lỗi chạm đất kèm theo báo động bằng âm thanh được cho phép thay thế cho việc tự động ngắt mạch nếu việc vận hành mạch liên tục là cần thiết để đảm bảo an toàn.
- Kiểm tra điện trở cách điện (Megohmmeter): Dây cáp sưởi phải trải qua kiểm tra điện trở cách điện (bằng máy đo điện trở megger) ở ba giai đoạn quan trọng của dự án: khi nhận hàng, sau khi lắp đặt cáp nhưng trước khi đặt vật liệu cách nhiệt, và sau khi đã lắp đặt lớp cách nhiệt và lớp chắn thời tiết.
- Cáp cách điện bằng polymer được kiểm tra bằng cách sử dụng2 ,500 Vdc(hoặc tối thiểu)500 Vdc) máy đo điện trở cách điện, trong khi cáp MI được kiểm tra ở1 ,000 Vdcgiữa các dây dẫn trên xe buýt và lớp bện nối đất vật lý.Các chỉ số được chấp nhận phải đạt ít nhất…20 M Ω.
Các phương pháp thực hành tốt nhất trong lắp đặt cơ khí
- Vị trí lắp đặt cáp : Cáp sưởi nên được lắp đặt ở góc phần tư phía dưới của các ống nằm ngang, ở vị trí 4 giờ hoặc 8 giờ, để tối ưu hóa truyền nhiệt dẫn và bảo vệ cáp khỏi các tác động vật lý.Nếu việc tiếp cận bị hạn chế, có thể sử dụng vị trí 2 giờ hoặc 10 giờ.
- Vị trí đặt cảm biến : Các cảm biến điều khiển nhiệt độ phải được đặt ở vị trí tối thiểu9 0∘Đặt cách xa các dây cáp sưởi để tránh hiện tượng gia nhiệt cục bộ làm sai lệch kết quả đo nhiệt độ.Các cảm biến cũng nên được đặt cách xa các bộ phận tản nhiệt như giá đỡ đường ống, van và mặt bích, trừ khi đang giám sát một bộ phận tản nhiệt cụ thể.
- Giới hạn bán kính uốn cong : Việc lắp đặt cơ khí phải tuân thủ các giới hạn uốn cong tối thiểu để tránh làm hư hỏng cáp. Ví dụ, cáp giới hạn công suất HPT có bán kính uốn cong tối thiểu là…32 mmTại− 5 1∘CVà10 mmTại− 1 5∘C.
12 o'clock
|
10 o'clock | 2 o'clock
\ | /
\ | /
+----+----+
/ \
/ \
9 o'clock ---| Pipe |--- 3 o'clock
\ /
\ /
+----+----+
/ | \
/ | \
8 o'clock | 4 o'clock
[Cable] [Cable]
6 o'clock
* Note: Temperature sensor located at least 90 degrees away
from any heating cable to ensure accurate sensing.
Tích hợp và hỗ trợ hoạt động tại Việt Nam và Đông Nam Á
Các nhà máy chế biến ở Đông Nam Á cần hỗ trợ kỹ thuật địa phương cho việc thiết kế hệ thống, vận hành thử và quản lý kho.
Cấu trúc khu vực Đông Nam Á
Thermon điều hành hoạt động tại Đông Nam Á từ trụ sở khu vực đặt tại Kuala Lumpur, Malaysia, nơi cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho các nhà phân phối và công ty kỹ thuật địa phương.
Hoạt động kinh doanh tại Việt Nam: Công ty TNHH Wili
Công ty TNHH Wili là nhà phân phối được ủy quyền các sản phẩm Thermon tại Việt Nam, hỗ trợ các dự án trong các lĩnh vực hóa dầu, dầu khí, chế biến thực phẩm và hóa chất.
| Chi tiết | Trụ sở khu vực (Đông Nam Á) | Đại diện được ủy quyền tại Việt Nam (Công ty TNHH Wili) |
| Địa chỉ vật lý | TP Ho Chi Minh, Viet Nam | HQ: 30 Nguyễn Trường Tộ, Tân Thành, Tân Phú, Ho Chi Minh City. VPGD 1: 75/1 Đường 23, Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, Ho Chi Minh City. VPGD 2: Room 203, A5 Building, An Bình Apartment, Phạm Văn Đồng, Hanoi. |
| Người liên hệ chính | hung.tran@wili.com.vn | Giám đốc : Ông Phil Nguyễn (TP.HCM) Trưởng phòng kinh doanh : Ông Hung Tran |
| Điện thoại / Di động | Cổng thông tin liên hệ theo khu vực | Số điện thoại chung : 0903.710.753 |
| Liên hệ qua email | sea.sales@thermon.com | hung.tran@wili.com.vn info@wili.com.vn |
| Trang web | thermon.com | Wili.info |
| Phạm vi dịch vụ | Giám sát kỹ thuật, chứng nhận thiết kế hệ thống, nguồn lực kỹ thuật của công ty. | Thiết kế hệ thống, tư vấn kỹ thuật, quản lý kho hàng địa phương, giám sát lắp đặt và hỗ trợ bảo trì. |
Công ty TNHH Wili đã hỗ trợ một số dự án công nghiệp quy mô lớn tại Việt Nam, bao gồm việc lắp đặt hệ thống duy trì nhiệt độ và chống đóng băng cho nhà máy sản xuất của Pepsico tại Hà Nam.
Thông qua sự hợp tác với văn phòng Thermon tại Malaysia, nhà phân phối này cung cấp các tiêu chuẩn kỹ thuật toàn cầu, bao gồm các sản phẩm và thiết kế kỹ thuật tuân thủ tiêu chuẩn ATEX, cho thị trường địa phương.
Ma trận nhiệt độ bảo trì kỹ thuật
Các hệ thống của Thermon được thiết kế để duy trì các thông số quy trình dựa trên các đặc tính vật lý cụ thể của chất lỏng được vận chuyển.Bảng dưới đây liệt kê các nhiệt độ bảo trì tiêu chuẩn trong các dòng hóa chất công nghiệp khác nhau, từ đó xác định việc lựa chọn cáp gia nhiệt và các thiết lập điều khiển.
| Vật liệu quy trình | Ngành mục tiêu | Nhiệt độ duy trì tiêu chuẩn ( ∘C) | Cửa sổ hiệu suất cáp yêu cầu |
| Nước | Tiện ích / Cơ sở hạ tầng | 1 0∘C(5 0∘F) | Nhiệt độ thấp (BSX / FP) |
| Axit axetic | Hóa dầu / Thực phẩm | 3 8∘C(10 0∘F) | Nhiệt độ thấp (BSX / FP) |
| Chất ăn mòn (50%) | Xử lý hóa chất | 2 4∘C(7 5∘F) | Nhiệt độ thấp (BSX / FP) |
| Chất ăn mòn (73%) | Xử lý hóa chất | 7 7∘C(17 0∘F) | Nhiệt độ trung bình (HTSX / HPT) |
| Nhựa đường | Đường sá / Công trình xây dựng | 8 2∘ – 14 9∘C(18 0∘ – 30 0∘F) | Nhiệt độ cao (HTSX / HPT) |
| Sôcôla | Chế biến thực phẩm | 2 7∘ – 4 9∘C(8 0∘ – 12 0∘F) | Nhiệt độ đồng đều nghiêm ngặt (FP nghĩa là không có điểm nóng) |
| Dầu thô | Lọc hóa dầu | 4 9∘ – 12 1∘C(12 0∘ – 25 0∘F) | Nhiệt độ cao (HTSX / HPT / TEK) |
| Lưu huỳnh | Nhà máy lọc dầu / Phân bón | 13 5∘C(27 5∘F) | Nhiệt độ cao (HTSX / HPT / HTEK) |
| Polyethylene | Sản xuất nhựa | 20 4∘C(40 0∘F) | Nhiệt độ cực cao (VSX-HT / USX / MIQ) |
| Nhựa đường | Tinh chế / Lưu trữ | 5 4∘ – 42 6∘C(13 0∘ – 80 0∘F) | Nhiệt độ cực cao / Công nghiệp nặng (MIQ) |
Kết luận
Công nghệ gia nhiệt điện của Thermon cung cấp cho các nhà máy chế biến các giải pháp quản lý nhiệt tối ưu, an toàn và mạnh mẽ.
Đối với các dây chuyền sản xuất ngắn và trung bình, cáp tự điều chỉnh (HTSX, VSX-HT) và cáp giới hạn công suất (HPT) cho phép điều chỉnh công suất đầu ra phù hợp với điều kiện môi trường xung quanh, giảm tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu nguy cơ quá nhiệt cục bộ.
Đối với các đường ống dài, hệ thống gia nhiệt hiệu ứng bề mặt ThermTrac cung cấp giải pháp cấp nguồn một điểm hiệu quả cao, loại bỏ nhu cầu về mạng lưới phân phối điện khu vực nguy hiểm đắt tiền trên các đoạn đường ống dài tới…25 kilômét.
Để tối đa hóa tuổi thọ và hiệu quả của hệ thống, các nhà vận hành quy trình nên kết hợp các mạng cáp vật lý này với mô hình song sinh kỹ thuật số thông qua CompuTrace Design Suite.Sự tích hợp này, được hỗ trợ bởi hệ thống đo từ xa chẩn đoán thời gian thực từ nền tảng Genesis Controller, cho phép người vận hành chuyển từ bảo trì phản ứng sang quản lý tài sản dự đoán.
Tại Đông Nam Á, dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật địa phương và các sản phẩm đạt tiêu chuẩn ATEX được cung cấp thông qua văn phòng khu vực của Thermon tại Malaysia và nhà phân phối được ủy quyền tại Việt Nam, Công ty TNHH Wili, giúp các dự án trong khu vực đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu suất quốc tế nghiêm ngặt.
Thermon – USA
Your Partner in Heat Tracing Solutions
Đại diện tại Việt Nam: Mr Hưng Trần
- Email: Hung.tran@wili.com.vn
- SDT: 0903 710 75
Xem thêm: Electric Heat Tracing Cho Đường Ống – Giải Pháp Chống Đông & Duy Trì Nhiệt Độ , Điện Trở Đốt Nóng HTSX 20-2 OJ Thermon USA – Tự Điều Chỉnh, Nhiệt Độ Cao | Thermon Việt Nam , Hệ Thống Electric Heat Tracing Thermon Tại Nhà Máy Kho Chứa Cảng Vàm Cỏ
Mở Rộng Về Self-Regulating Heating Cables: Công Nghệ Sưởi Thông Minh Và Ứng Dụng Thực Tế , Sensor chống cháy nổ RTD-500 Thermon (USA) – Giải pháp an toàn cho môi trường nguy hiểm
Để lại một bình luận