U spremnicima za kemijsku obradu razina tekućine može se mijenjati tijekom proizvodnje. Isparavanje, punjenje izratka, izvlačenje-van, ispuštanje i nadopunjavanje otopine mogu uzrokovati značajno pomicanje razine kupke.
Za aPTFE uronjeni grijač, rad blizu minimalne razine tekućine stvara važan toplinski rizik. Grijač ovisi o okolnoj tekućini za uklanjanje topline sa svoje aktivne površine. Kada dubina uranjanja postane nedovoljna, dio zone grijanja možda više neće raditi pod predviđenim uvjetima hlađenja.
Zašto je važna minimalna razina tekućine
Potopni grijač prenosi električnu energiju u okolnu tekućinu. Pod normalnim uvjetima, tekućina kontinuirano apsorbira toplinu i odnosi je konvekcijom ili prisilnom cirkulacijom.
Kada razina tekućine padne, dio aktivne grijaće površine može postati izložen.
Toplinska ravnoteža se tada mijenja jer zrak uklanja toplinu mnogo manje učinkovito od procesne tekućine u većini aplikacija za-grijanje spremnika.
To može uzrokovati da izloženi dio doživi mnogo višu temperaturu od uronjenog dijela.
Aktivna zona grijanja trebala bi biti jasno definirana
Specifikacija grijača trebala bi razlikovati ukupnu fizičku duljinu iaktivna duljina grijanja.
Na primjer, grijač može imati:
Ukupna duljina: 1.000 mm
Aktivna duljina grijanja: 700 mm
Priključni presjek: 300 mm
Ako razina procesa padne ispod dijela aktivne zone od 700 mm, grijač možda više neće raditi u predviđenim uvjetima uronjenosti.
Kritični parametar stoga nije samo dubina spremnika. To je odnos između aktivne duljine grijanja i minimalne razine tekućine.
Zašto niska razina može stvoriti lokalizirano grijanje
Prosječni toplinski tok može se predstaviti sa:
q = P/A
gdjePje snaga grijača iAje aktivno područje grijanja.
Razmotrite ilustrativni grijač od 8 kW s aktivnom površinom od 0,8 m². Prosječni toplinski tok je:
q=8 / 0.8=10 kW/m²
Ako dio aktivnog područja postane izložen, električna energija ne nestaje automatski. Preostali uronjeni dio može nastaviti primati električno opterećenje dok izloženi dio ima mnogo slabije odvođenje topline.
To može stvoriti vrlo ne{0}}ujednačeno toplinsko stanje.
Izračun je ilustrativan i ne definira univerzalnu sigurnosnu radnu granicu.
Fluktuacije-razine tekućine uobičajene su u proizvodnji
Uvjeti minimalne razine mogu se pojaviti iz nekoliko razloga:
Radni komadi istiskuju tekućinu tijekom opterećenja
Isparavanjem se smanjuje volumen kupke
Povlačenje-uklanja procesnu otopinu
Povremeno pražnjenje snižava razinu spremnika
Automatsko nadopunjavanje događa se povremeno
Aktivnosti održavanja privremeno smanjuju volumen tekućine
Dizajn koji se temelji samo na normalnoj radnoj razini može stoga propustiti najnižu razinu koja se susreće tijekom stvarne proizvodnje.
Theminimalna sigurna razina tekućinetreba utvrditi iz cijelog procesnog ciklusa.
Položaj grijača može smanjiti rizik
Aktivni dio grijanja trebao bi biti postavljen tako da minimalna očekivana razina tekućine ostane iznad potrebne granice uranjanja.
Za duboki spremnik, duži grijač ne osigurava automatski bolje performanse. Ako se donji dio proteže ispod minimalne razine tekućine, dio aktivne zone još uvijek može biti izložen kada razina kupke padne.
U nekim instalacijama može biti prikladniji kraći aktivni dio grijanja ili drugačija visina ugradnje.
Geometriju spremnika, zahtjeve za grijanjem i varijaciju-razine tekućine treba procijeniti zajedno.
Sama kontrola temperature možda neće biti dovoljna
Uobičajena je pretpostavka da će regulator temperature zaštititi grijač.
Međutim, senzor temperature kupke mjeri temperaturu tekućine, a ne nužno temperaturu svakog dijela grijača.
Senzor udaljen nekoliko stotina milimetara još uvijek može pokazivati normalnu temperaturu procesa dok je dio grijaće površine izložen.
Iz tog razloga, sustav-niske razine zaštite može pružiti zaseban sloj zaštite.
Ovisno o dizajnu opreme, to može uključivati prekidač razine, detekciju razine-na temelju vodljivosti, neovisnu temperaturnu zaštitu ili blokadu kontrole.
Odgovarajuća metoda ovisi o karakteristikama tekućine i upravljačkoj arhitekturi.
Scenarij ilustrativne razine
| Radno stanje | Razina tekućine | Stanje grijača | Briga o toplini |
|---|---|---|---|
| Normalna proizvodnja | 900 mm | Potpuno uronjena | Predviđeni prijenos topline |
| Umjereno isparavanje | 800 mm | Potpuno uronjena | Normalan rad |
| Niska razina procesa | 720 mm | Blizu granice aktivne-zone | Povećana potreba za praćenjem |
| Minimalna dopuštena razina | 680 mm | Aktivna zona djelomično izložena | Potrebna zaštita |
| Ispod dopuštene razine | 620 mm | Značajna izloženost | Grijanje treba prekinuti |
Gore navedene razine su samo ilustrativne. Stvarne minimalne razine moraju se utvrditi iz geometrije grijača i zahtjeva procesa.
Što treba provjeriti tijekom odabira?
Za PTFE uronjeni grijač koji radi u spremniku-varijabilne razine, specifikacija treba uključivati:
Normalna razina tekućine
Minimalna radna razina
Maksimalna razina tekućine
Duljina aktivnog grijanja
Ukupna duljina grijača
Dimenzije spremnika
Snaga grijanja
Kemijski sastav
Radna temperatura
Uvjeti cirkulacije
Metoda-kontrole razine
Potrebna električna zaštita
Ovi parametri pomažu spriječiti uobičajenu grešku u dizajnu: odabir dimenzija grijača prema najvećoj dubini spremnika uz zanemarivanje minimalne razine tekućine.
Minimalna razina trebala bi se tretirati kao parametar dizajna
A PTFE uronjeni grijačne treba birati samo prema snazi ili volumenu spremnika. Minimalna razina tekućine određuje hoće li aktivna grijaća površina ostati pravilno uronjena tijekom proizvodnog ciklusa.
Kada je varijacija razine-tekućine značajna, grijač se može prilagoditi prema stvarnom radnom rasponu, uključujući aktivnu duljinu grijanja, položaj ugradnje, raspodjelu snage i strategiju zaštite.
Jasno definirana minimalna razina tekućine daje inženjerskim timovima i timovima za nabavu mnogo jaču osnovu za određivanje pouzdane opreme za grijanje-spremnika za kemikalije.
