Ķīmiskās apstrādes tvertnēs šķidruma līmenis var mainīties ražošanas laikā. Iztvaikošana, sagataves iekraušana, izvilkšana-, iztukšošana un šķīduma papildināšana var izraisīt vannas līmeņa ievērojamu pārvietošanos.
Par aPTFE iegremdējamais sildītājs, kas darbojas tuvu minimālajam šķidruma līmenim, rada svarīgu termisku risku. Sildītājs ir atkarīgs no apkārtējā šķidruma, lai noņemtu siltumu no aktīvās virsmas. Ja iegremdēšanas dziļums kļūst nepietiekams, daļa sildīšanas zonas var vairs nedarboties paredzētajos dzesēšanas apstākļos.
Kāpēc minimālajam šķidruma līmenim ir nozīme
Iegremdējamais sildītājs nodod elektrisko enerģiju apkārtējā šķidrumā. Normālos apstākļos šķidrums nepārtraukti absorbē siltumu un aizvada to prom, izmantojot konvekciju vai piespiedu cirkulāciju.
Kad šķidruma līmenis pazeminās, daļa aktīvās sildvirsmas var tikt atklāta.
Tad mainās termiskais līdzsvars, jo gaiss noņem siltumu daudz mazāk efektīvi nekā procesa šķidrums lielākajā daļā tvertņu{0}}sildīšanas iekārtu.
Tādējādi atklātā daļa var izjust daudz augstāku temperatūru nekā iegremdētā daļa.
Aktīvā apkures zona ir skaidri jādefinē
Sildītāja specifikācijā jānošķir kopējais fiziskais garums unaktīvais apkures garums.
Piemēram, sildītājam var būt:
Kopējais garums: 1000 mm
Aktīvās apkures garums: 700 mm
Savienojuma sekcija: 300 mm
Ja procesa līmenis nokrītas zem 700 mm aktīvās zonas daļas, sildītājs var vairs nedarboties paredzētajā iegremdēšanas stāvoklī.
Tāpēc kritiskais parametrs nav tikai tvertnes dziļums. Tā ir attiecība starp aktīvās sildīšanas garumu un minimālo šķidruma līmeni.
Kāpēc zems līmenis var radīt lokālu apkuri?
Vidējo siltuma plūsmu var attēlot ar:
q = P/A
kurPir sildītāja jauda unAir aktīva apkures zona.
Apsveriet ilustratīvu 8 kW sildītāju ar 0,8 m² aktīvo platību. Vidējā siltuma plūsma ir:
q=8 / 0.8=10 kW/m²
Ja daļa aktīvās zonas kļūst atklāta, elektriskā jauda automātiski nepazūd. Atlikusī iegremdētā daļa var turpināt saņemt elektrisko slodzi, kamēr atklātajai daļai ir daudz vājāka siltuma noņemšana.
Tas var radīt ļoti nevienmērīgus termiskos apstākļus-.
Aprēķins ir ilustratīvs un nenosaka universālu drošas darbības robežu.
Šķidruma{0}}līmeņa svārstības ir izplatītas ražošanā
Minimālā līmeņa nosacījumi var rasties vairāku iemeslu dēļ:
Iekraušanas laikā sagataves izspiež šķidrumu
Iztvaikošana samazina vannas tilpumu
Izvilk{0}}noņem procesa risinājumu
Periodiska iztukšošana pazemina tvertnes līmeni
Automātiskā papildināšana notiek periodiski
Apkopes darbības īslaicīgi samazina šķidruma daudzumu
Tāpēc dizains, kas balstīts tikai uz parasto darbības līmeni, var nesasniegt zemāko līmeni, kāds konstatēts faktiskās ražošanas laikā.
Theminimālais drošais šķidruma līmenisjānosaka no visa procesa cikla.
Sildītāja novietojums var samazināt risku
Aktīvā sildīšanas sekcija jānovieto tā, lai minimālais paredzamais šķidruma līmenis paliktu virs nepieciešamās iegremdēšanas robežas.
Dziļai tvertnei garāks sildītājs automātiski nenodrošina labāku veiktspēju. Ja apakšējā daļa sniedzas zem minimālā šķidruma līmeņa, daļa aktīvās zonas joprojām var tikt atklāta, kad vannas līmenis pazeminās.
Dažās iekārtās piemērotāka var būt īsāka aktīvā sildīšanas daļa vai cits montāžas augstums.
Tvertnes ģeometrija, apkures pieprasījums un šķidruma{0}}līmeņa izmaiņas ir jānovērtē kopā.
Ar temperatūras kontroli vien var nepietikt
Parasti tiek pieņemts, ka temperatūras regulators aizsargās sildītāju.
Tomēr vannas temperatūras sensors mēra šķidruma temperatūru, ne vienmēr katras sildītāja sekcijas temperatūru.
Sensors, kas atrodas vairāku simtu milimetru attālumā, joprojām var liecināt par normālu procesa temperatūru, kamēr daļa sildvirsmas ir pakļauta.
Šī iemesla dēļ zema{0}}līmeņa aizsardzības sistēma var nodrošināt atsevišķu aizsardzības līmeni.
Atkarībā no aprīkojuma konstrukcijas tas var ietvert līmeņa slēdzi, vadītspējas{0}}līmeņa noteikšanu, neatkarīgu temperatūras aizsardzību vai vadības bloķēšanu.
Piemērotā metode ir atkarīga no šķidruma īpašībām un vadības arhitektūras.
Ilustratīvs līmeņa scenārijs
| Darbības stāvoklis | Šķidruma līmenis | Sildītāja stāvoklis | Termiskās bažas |
|---|---|---|---|
| Normāla ražošana | 900 mm | Pilnībā iegremdēts | Paredzēta siltuma pārnese |
| Mērena iztvaikošana | 800 mm | Pilnībā iegremdēts | Normāla darbība |
| Zems procesa līmenis | 720 mm | Netālu no aktīvās{0}}zonas robežas | Paaugstināta uzraudzības nepieciešamība |
| Minimālais pieļaujamais līmenis | 680 mm | Aktīvā zona daļēji atklāta | Nepieciešama aizsardzība |
| Zem atļautā līmeņa | 620 mm | Būtiska iedarbība | Apkure jāpārtrauc |
Iepriekš minētie līmeņi ir tikai ilustratīvi. Faktiskie minimālie līmeņi ir jānosaka, pamatojoties uz sildītāja ģeometriju un procesa prasībām.
Kas būtu jāpārbauda atlases laikā?
PTFE iegremdējamam sildītājam, kas darbojas mainīga līmeņa{0}}līmeņa tvertnē, specifikācijā jāiekļauj:
Normāls šķidruma līmenis
Minimālais darbības līmenis
Maksimālais šķidruma līmenis
Aktīvais apkures garums
Kopējais sildītāja garums
Tvertnes izmēri
Sildīšanas jauda
Ķīmiskais sastāvs
Darba temperatūra
Aprites nosacījumi
Līmeņa{0}}kontroles metode
Nepieciešama elektriskā aizsardzība
Šie parametri palīdz novērst izplatītu dizaina kļūdu: sildītāja izmēru izvēle atbilstoši tvertnes maksimālajam dziļumam, vienlaikus ignorējot minimālo šķidruma līmeni.
Minimālais līmenis jāuzskata par dizaina parametru
A PTFE iegremdējamais sildītājsnevajadzētu izvēlēties tikai pēc jaudas vai tvertnes tilpuma. Minimālais šķidruma līmenis nosaka, vai aktīvā sildvirsma paliek pareizi iegremdēta visā ražošanas ciklā.
Ja šķidruma{0}}līmeņa svārstības ir ievērojamas, sildītāju var pielāgot faktiskajam darbības diapazonam, tostarp aktīvajam sildīšanas garumam, montāžas pozīcijai, jaudas sadalei un aizsardzības stratēģijai.
Skaidri definēts minimālais šķidruma līmenis sniedz inženieru un iepirkumu komandām daudz spēcīgāku pamatu uzticamu ķīmisko -tvertņu apkures iekārtu noteikšanai.
