Derelektrische Heizung Stickstoff-RohrleitungsheizungDas System wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um und erwärmt so den in der Rohrleitung fließenden Stickstoff. Bei der Auslegung der Systemstruktur müssen Heizleistung, Sicherheit und Automatisierung berücksichtigt werden. Im Folgenden sind die Kernkomponenten und detaillierte Erläuterungen aufgeführt:
1、Heizungshauptmodul
1. Elektrisches Heizelement
• Kernheizkomponenten:
Elektrisches Heizrohr mit Lamellen: Hergestellt aus Edelstahl (z. B. 304/316L) oder einer Hochtemperaturlegierung mit oberflächengepressten Lamellen zur Vergrößerung der Wärmeableitungsfläche und Verbesserung der Wärmeaustauscheffizienz. Der Innenraum besteht aus Widerstandsdraht (Nickel-Chrom-Legierung), gefüllt mit Magnesiumoxidpulver (MgO) als isolierendem und wärmeleitendem Material, das elektrische Isolierung und hohe Temperaturbeständigkeit gewährleistet (die Temperaturbeständigkeit kann 500 °C oder mehr erreichen).
Installationsmethode:
DerHeizrohresind gleichmäßig entlang der axialen Richtung der Rohrleitung verteilt und durch Flansche oder Schweißen an der Innenwand oder Außenhülle der Rohrleitung befestigt, wodurch ein ausreichender Kontakt mit der Heizfläche gewährleistet wird, wenn Stickstoff strömt.
Mehrere Heizrohrsätze können parallel/in Reihe geschaltet werden und die Leistungsregulierung kann durch eine Gruppensteuerung erreicht werden (z. B. dreistufige Heizung: niedrige, mittlere und hohe Leistung).
2. Rohrleitungskörper
Hauptleitung:
Material: Edelstahl 304/316L (beständig gegen Trockenstickstoffkorrosion), für Hochtemperaturszenarien sind 310S oder Inconel-Legierung erhältlich.
Struktur: Nahtlose Stahlrohrschweiß- oder Flanschverbindung, Innenwandpolitur (Ra ≤ 3,2 μm) zur Reduzierung des Gasströmungswiderstands, Rohrdurchmesser entsprechend der Stickstoffdurchflussrate (m³/h) und Strömungsgeschwindigkeit (empfohlen 5–15 m/s) ausgelegt, in Übereinstimmung mit den Standards GB/T 18984 oder ASME B31.3.
• Isolierschicht:
Umwickeln Sie die äußere Schicht mit Steinwolle oder Aluminiumsilikatfasern mit einer Dicke von 50–100 mm und bedecken Sie sie mit einer Edelstahlplatte, um den Wärmeverlust zu verringern (Oberflächentemperatur ≤ 50 °C).
2、Steuerungssystem
1. Temperaturregeleinheit
• Sensoren:
Temperaturmesselement: Pt100-Thermistor (Genauigkeit ±0,1 °C) oder Thermoelement Typ K (hohe Temperaturbeständigkeit ≥ 1000 °C), installiert am Einlass und Auslass der Rohrleitung und in der Mitte des Heizabschnitts, um die Temperatur in Echtzeit zu überwachen.
Durchfluss-/Drucksensoren: Wirbeldurchflussmesser, thermischer Massendurchflussmesser (Messung des Durchflusses), Drucktransmitter (Messung des Drucks), zur Berechnung des Heizleistungsbedarfs.
• Verantwortlicher:
SPS- oder DCS-System: Integrierter PID-Algorithmus, passt die Heizleistung automatisch an die eingestellte Temperatur an (z. B. über einen Thyristor-Leistungsregler oder ein Halbleiterrelais SSR), unterstützt Fernüberwachung und Datenaufzeichnung.
2. Elektrisches Steuermodul
• Stromversorgungssystem:
◦ Eingangsstromversorgung: AC 380 V/220 V，50 Hz，Konfigurieren Sie Leistungsschalter und Fehlerstromschutzschalter, um eine dreiphasige, symmetrische Stromversorgung zu unterstützen.
Leistungssteuerung: Halbleiterrelais (SSR) oder Leistungsregler, kontaktloses Schalten, schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, lange Lebensdauer.
• Sicherheitsschutzvorrichtung:
Übertemperaturschutz: Ausgestattet mit einem eingebauten Bimetall-Thermostat oder Temperaturschalter. Wenn die gemessene Temperatur den eingestellten Wert überschreitet (z. B. 20 °C höher als die Zieltemperatur), wird die Heizstromversorgung zwangsweise unterbrochen und ein Alarm ausgelöst.
Überstrom-/Kurzschlussschutz: Stromwandler + Leistungsschalter zur Vermeidung von Stromkreisstörungen durch Heizrohrfehler.
Druckschutz: Der Druckschalter ist so angeschlossen, dass er abschaltet, um einen Überdruck in der Rohrleitung zu verhindern (wird ausgelöst, wenn dieser das 1,1-fache des Auslegungsdrucks überschreitet).
Verriegelungsfunktion: In Verbindung mit einer Stickstoffquelle wird das Erhitzen bei fehlendem Gasfluss unterbunden, um Trockenverbrennungen zu vermeiden.
3、Zusatzkomponenten
1. Komponenten anschließen und installieren
Import- und Exportflansche: Es werden RF-Flachflansche (PN10/PN16) aus dem gleichen Material wie die Rohrleitung verwendet und die Dichtung ist eine metallumwickelte Dichtung oder PTFE-Dichtung.
• Halterung und Befestigungsteile: Halterung aus verzinktem Kohlenstoffstahl oder Edelstahl, unterstützt horizontale/vertikale Installation, mit einem Abstand, der auf den Rohrdurchmesser und die Tragfähigkeit abgestimmt ist (z. B. Halterungsabstand bei DN50-Rohrleitungen ≤ 3 m).
2. Test- und Wartungsschnittstelle
Schnittstelle zur Temperatur-/Druckmessung: Halten Sie am Einlass und Auslass der Rohrleitung G1/2-Zoll- oder NPT1/2-Zoll-Gewindeschnittstellen für eine einfache Demontage und Kalibrierung der Sensoren bereit.
• Ablassöffnung: Am Boden der Rohrleitung ist ein DN20-Ablassventil installiert, um Kondenswasser oder Verunreinigungen (wenn Stickstoff Spuren von Feuchtigkeit enthält) regelmäßig abzulassen.
• Inspektionsöffnung: Lange Rohrleitungen oder komplexe Strukturen sind mit schnell zu öffnenden Inspektionsflanschen ausgestattet, um den Austausch von Heizungsrohren und die Reinigung der Innenwände zu erleichtern.
4、Sicherheits- und explosionsgeschütztes Design (falls erforderlich)
Explosionsschutzklasse: Bei Verwendung in brennbaren und explosiven Umgebungen (wie etwa petrochemischen Werkstätten) muss das System dem Explosionsschutzstandard Ex d IICT6 entsprechen, das Heizrohr sollte explosionsgeschützt sein (mit Explosionsschutz-Zertifizierung für Anschlusskästen) und die elektrischen Komponenten sollten in explosionsgeschützten Schaltschränken installiert werden.
Erdungsschutz: Das gesamte System ist zuverlässig geerdet (Erdungswiderstand ≤ 4 Ω), um eine Ansammlung statischer Elektrizität und Kriechstromrisiken zu verhindern.
5、Typische Anwendungen
Chemische Industrie: Stickstoffspülung, Reaktorvorwärmung, Trocknungsprozessheizung.
Elektronikindustrie: Erhitzen mit hochreinem Stickstoff bei der Halbleiterherstellung (erfordert Polieren der Innenwände, um Verunreinigungen zu vermeiden).
Metallurgie/Wärmebehandlung: Ofeneinlasserwärmung, Metallglühen mit Schutzatmosphärenerwärmung.
zusammenfassen
Derelektrische Heizung Stickstoff-RohrleitungsheizungDas System basiert auf elektrischen Heizelementen und erreicht durch intelligente Steuerung einen präzisen Temperaturanstieg. Seine Struktur muss thermische Effizienz, Sicherheit und optimierte Strömungsdynamik in Einklang bringen und eignet sich daher für industrielle Szenarien, die Temperatur, Sauberkeit und Explosionsschutz erfordern. Bei der Konstruktion sollten Materialien, Leistungskonfiguration und Steuerungsschemata basierend auf den spezifischen Betriebsbedingungen (Durchflussrate, Temperatur, Druck, Umgebung) ausgewählt werden, um einen langfristig stabilen Betrieb zu gewährleisten.
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Veröffentlichungszeit: 10. April 2025
