Derelektrische Heizung Stickstoff-Pipeline-HeizungDas System wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um und erwärmt so den Stickstoff in der Rohrleitung. 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. Das Innere 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 Stahlrohrschweißung 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:
Wickeln Sie die äußere Schicht mit Steinwolle oder Aluminiumsilikatfasern mit einer Dicke von 50–100 mm ein 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 ℃) oder Thermoelement Typ K (hohe Temperaturbeständigkeit ≥ 1000 ℃), 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, wird die Heizstromversorgung zwangsweise unterbrochen und ein Alarm ausgelöst, wenn die gemessene Temperatur den eingestellten Wert überschreitet (z. B. 20 °C höher als die Zieltemperatur).
Überstrom-/Kurzschlussschutz: Stromwandler + Leistungsschalter zur Vermeidung von Stromkreisstörungen durch Heizrohrfehler.
Druckschutz: Der Druckschalter ist mit einer Abschaltung verbunden, 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 Trockenverbrennung 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: Reservieren Sie G1/2"- oder NPT1/2"-Gewindeschnittstellen am Einlass und Auslass der Rohrleitung für eine einfache Demontage und Kalibrierung der Sensoren.
• Auslass: 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 (z. B. petrochemischen Werkstätten) muss das System dem Explosionsschutzstandard Ex d IICT6 entsprechen, das Heizrohr sollte explosionsgeschützt sein (mit Explosionsschutzzertifizierung für Anschlusskästen) und die elektrischen Komponenten sollten in explosionsgeschützten Schaltschränken installiert werden.
Erdungsschutz: Das gesamte System ist zuverlässig geerdet (Erdungswiderstand ≤ 4 Ω), um die Ansammlung statischer Elektrizität und Kriechstromrisiken zu verhindern.
5、Typische Anwendungen
Chemische Industrie: Stickstoffspülung, Reaktorvorwärmung, Trocknungsprozessheizung.
Elektronikindustrie: Hochreine Stickstofferhitzung bei der Halbleiterherstellung (erfordert Polieren der Innenwände, um Verunreinigungen zu vermeiden).
Metallurgie/Wärmebehandlung: Ofeneinlasserwärmung, Metallglühen mit Erwärmung unter Schutzatmosphäre.
zusammenfassen
Derelektrische Heizung Stickstoff-Pipeline-HeizungDas 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, damit es sich für industrielle Szenarien eignet, 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
