Zbiornik z zamkniętą, przykręcaną pokrywą jest często używany do przechowywania lotnych lub żrących cieczy procesowych w kontrolowanych warunkach. Jednak nad powierzchnią cieczy środowisko jest dalekie od obojętności. Przestrzeń nad roztworem jest zwykle wypełniona ciepłą, nasyconą parą, która może być agresywna chemicznie, przewodząca i z czasem może atakować elementy elektryczne. Dlatego też grzałka zanurzeniowa z PTFE zainstalowana na pokrywie zbiornika musi pokonać nie tylko warunki zanurzenia w cieczy, ale także strefę oparów korozyjnych, zanim dotrze do bezpiecznego środowiska zewnętrznego. Standardowa strefa zimna przeznaczona do instalacji-od góry może być niewystarczająca, potencjalnie narażając zespół terminala na ciągły atak chemiczny.
Właściwydługość strefy zimnej Zbiornik pary pokryty podgrzewaczem PTFEwybór jest zatem niezbędny, aby zapewnić bezpieczną separację między chemią procesową a sprzętem końcowym.
Funkcja strefy zimnej w projektowaniu grzejnika PTFE
Zasada izolacji termicznej i elektrycznej
Zimna strefa grzejnika PTFE służy jako-nieogrzewane przedłużenie konstrukcyjne pomiędzy aktywnym elementem grzejnym a obudową terminala. Jego podstawową funkcją jest zapobieganie przedostawaniu się ciepła i substancji chemicznych do wrażliwych połączeń elektrycznych.
W systemach zbiorników zakrytych funkcja ta staje się bardziej złożona, ponieważ przestrzeń pary nie jest powietrzem obojętnym, ale aktywnym środowiskiem chemicznym. W zależności od procesu opary mogą zawierać:
Kwaśne opary
Opary rozpuszczalników organicznych
Kondensaty-zawierające wilgoć
Aerozole żrące
W rezultacie zimna strefa musi działać zarówno jako bariera termiczna, jak i fizyczna kolumna separacyjna.
Strefa zimna musi mieć postać długiej, bezpiecznej szyi, rozciągającej głowicę grzejnika ponad morzem żrących oparów.
Wymagania dotyczące geometrii w zakrytych zbiornikach parowych
Wykraczanie poza strefy cieczy i par
Prawidłowy wymiar strefy zimnej musi uwzględniać wiele obszarów pionowych w obrębie zespołu zbiornika:
Zanurzony obszar cieczy
Obszar przestrzeni nad roztworem pary
Grubość pokrywy zbiornika i konstrukcja kołnierza
Zewnętrzny obszar powietrza otoczenia nad zbiornikiem
Strefa zimna musi rozciągać się przez wszystkie wewnętrzne strefy narażenia chemicznego i kończyć się wyłącznie w czystym powietrzu otoczenia.
Dzięki temu skrzynka zaciskowa nie jest narażona na cykle gromadzenia się oparów korozyjnych lub kondensacji.
Znaczenie umiejscowienia skrzynki zaciskowej
Obudowa terminala musi zawsze znajdować się poza otoczeniem zbiornika. W praktyce oznacza to:
Brak narażenia na działanie pary
Brak kontaktu ze strefami kondensacji w pobliżu powierzchni pokrywy
Brak przewodzenia ciepła z wnętrza zbiornika
Pełne umieszczenie w otaczających warunkach atmosferycznych
Dlatego też klasę obudowy wybiera się na podstawie zewnętrznych warunków instalacji, a nie składu chemicznego wnętrza zbiornika.
Rozważania dotyczące przestrzeni pary
Charakterystyka temperatury pary
W wielu zakrytych zbiornikach temperatura przestrzeni pary jest zbliżona do temperatury cieczy w masie. Tworzy się w ten sposób trwała atmosfera chemiczna-o wysokiej temperaturze, która może:
Przyspiesza korozję odsłoniętych metali
Niszczą materiały izolacyjne
Promuj cykle kondensacji na chłodniejszych powierzchniach
Zwiększ dyfuzję chemikaliów do uszczelek i połączeń
Z tego powodu strefy oparów nie można traktować jako regionu-niskiego ryzyka.
Migracja pary wzdłuż powierzchni grzejnika
Dodatkowe ryzyko wynika z pełzania pary wzdłuż zewnętrznej powierzchni osłony grzejnika. Bez odpowiedniej odległości separacji para może:
Podróżuj w górę wzdłuż trzpienia nagrzewnicy
Skroplić w pobliżu obszaru kołnierza
Penetrować powierzchnie uszczelek
Dotrzyj do stref skrzyżowań terminali
Odpowiednio zaprojektowana długość strefy zimnej zapobiega przedostawaniu się migracji w górę do obszaru zakończenia elektrycznego.
Metoda wyboru długości strefy zimnej
Kluczowe dane wejściowe do projektu
Określenie odpowiedniegodługość strefy zimnej Zbiornik pary pokryty podgrzewaczem PTFEkonfiguracja opiera się na:
Maksymalna wysokość poziomu cieczy
Grubość pokrywy zbiornika
Wysokość i temperatura przestrzeni pary
Podwyższenie kołnierza montażowego
Wymagania dotyczące zewnętrznego odstępu otoczenia
Całkowita strefa zimna musi przekraczać łączną wysokość ekspozycji wewnętrznej i zapewniać dodatkowy margines bezpieczeństwa nad powierzchnią zbiornika.
Margines bezpieczeństwa nad pokrywą zbiornika
Najważniejszą zasadą projektową jest to, że skrzynka zaciskowa musi być umieszczona wystarczająco nad pokrywą zbiornika, aby uniknąć:
Narażenie na kondensację pary
Rozpryskiwanie podczas mieszania lub napełniania
Przewodzenie ciepła przez elementy montażowe
Akumulacja chemiczna wokół powierzchni kołnierzy
Ten margines zapewnia-długoterminową stabilność nawet w zmiennych warunkach procesu.
Strategia uszczelniania i zatrzymywania pary
Wymagania dotyczące pieczęci dodatkowej
W systemach objętych strategią uszczelniania staje się niezbędna, aby zapobiec ulatnianiu się oparów wzdłuż powierzchni styku mechanicznego. Często wymagany jest dodatkowy system uszczelnienia na kołnierzu montażowym.
Typowe podejścia obejmują:
Paroszczelne złącza uszczelek
Uszczelnione-kompresyjne zespoły kołnierzowe
Masy uszczelniające odporne-chemicznie
Systemy mocowania z podwójną-barierą
Środki te zapobiegają migracji oparów poza zamierzoną strefę bezpieczeństwa.
Zapobieganie zewnętrznym szlakom kondensacji
Nawet jeśli zapobiegnie się bezpośredniemu wyciekowi pary, na chłodniejszych powierzchniach zewnętrznych nadal może tworzyć się kondensacja. Właściwa konstrukcja strefy zimnej gwarantuje, że jakakolwiek strefa kondensacji pozostanie znacznie poniżej osprzętu przyłączeniowego.
Zarządzanie gradientem termicznym
Zapobieganie przenoszeniu ciepła do skrzynki zaciskowej
Zimna strefa działa również jako bufor gradientu termicznego. Bez wystarczającej długości przewodzenie ciepła z procesu może podnieść temperaturę obudowy terminala.
Nadmierne nagrzewanie terminala może prowadzić do:
Degradacja izolacji
Zmiękczenie uszczelki
Zmniejszona wytrzymałość na prześwit elektryczny
Przyspieszone starzenie się komponentów
Odpowiednio wydłużona strefa zimna zapewnia całkowite zanik gradientów termicznych przed dotarciem do interfejsu elektrycznego.
Względy bezpieczeństwa elektrycznego
Wybór parametrów znamionowych obudowy terminala
Ponieważ skrzynka zaciskowa znajduje się w otaczającym powietrzu, jej stopień ochrony powinien odzwierciedlać zewnętrzne warunki środowiskowe, takie jak:
Narażenie na kurz
Wilgotność otoczenia
Klasyfikacja instalacji na zewnątrz lub wewnątrz
Nie należy go wybierać w oparciu o warunki chemiczne panujące w zbiorniku, ponieważ odpowiednio zaprojektowana obudowa jest fizycznie odizolowana od otoczenia.
Instalacja i stabilność mechaniczna
Wsparcie strukturalne rozszerzonych stref zimnych
Dłuższe zimne strefy wprowadzają względy mechaniczne, w tym:
Zwiększony moment zginający na kołnierzu montażowym
Wrażliwość na wibracje w wysokich instalacjach
Potrzebne są zewnętrzne wsporniki wsporcze
Zakwaterowanie związane z rozszerzalnością cieplną
Właściwe wzmocnienie mechaniczne zapewnia-długoterminową stabilność i wyrównanie.
Wniosek
W zakrytym,{0}}wypełnionym parą zbiorniku prawidłowe zaprojektowanie strefy zimnej jest niezbędne do utrzymania separacji między agresywnymi chemikaliami procesowymi a wrażliwymi komponentami elektrycznymi. Thedługość strefy zimnej Zbiornik pary pokryty podgrzewaczem PTFEmusi być wystarczająco długi, aby przejść przez cały obszar cieczy, przestrzeń oparów korozyjnych i zespół pokrywy zbiornika, kończąc się wyłącznie w czystym powietrzu otoczenia, w którym skrzynka zaciskowa może bezpiecznie działać.
Dzięki zapewnieniu, że zimna strefa działa jak celowo rozbudowana bariera strukturalna i termiczna, połączenia elektryczne są chronione zarówno przed narażeniem chemicznym, jak i przenoszeniem ciepła. Ostatecznie żywotność grzejnika zależy od tego, czy jego najbardziej wrażliwe komponenty-zaciski elektryczne-będą poza systemem pogody chemicznej wewnątrz zbiornika.
