Аппараты с электрообогревом

Аппарат с электрообогревом Многие технологические процессы требуют нагрева рабочей среды. Нагрев может осуществляться с помощью пара, высокотемпературных органических теплоносителей (ВОТ) или электричеством.
Водяной пар – наиболее доступный и дешевый теплоноситель. Однако  его  применение ограничивается  сравнительно  невысокими достижимыми температурами (200  —  220 °С), так как  с повышением температуры пара резко возрастает его давление. Использование пара более высокого давления значительно усложняет и удорожает конструкцию аппарата..
Использование ВОТ связано с целым рядом проблем. К ним относятся высокая стоимость и относительная дефицитность комплектующих — котлов ВОТ, насосов, арматуры. Возможны опасные утечки горячего и часто токсичного ВОТ, требуется подпитка системы свежим дорогостоящим теплоносителем. Кроме того, в аппаратах с рубашками для обеспечения эффективного нагрева жидким теплоносителем требуются или большие расходы теплоносителя, или рубашки сложного профиля — с ребрами, либо из полутруб, для создания высоких скоростей движения греющей среды. Такие аппараты дороже, и при периодическом ведении процесса в месте присоединения рубашки к корпусу возникают значительные температурные напряжения.

Электрообогрев может быть осуществлен двумя различными методами:

  • С помощью нагревательных элементов (ТЭН, кабель, пластины).
  • С помощью индуктора.

 Для обогрева электронагревателями их размещают на наружной стенке аппарата, либо в кожухе аппарата, либо внутри реакционной смеси.
Аппараты с электрообогревом позволяют нагревать среду до более высоких температур. На поверхности трубчатого электронагревателя (ТЭН) допускается температура до 700оС. Ленточный и кабельный нагреватели допускают температуру до 450оС, но имеют более низкую удельную мощность.

 Индукционный обогрев основан на явлении электромагнитной индукции. В этом случае вокруг аппарата  расположены  цилиндрические  обмотки  –  катушки,  выполняющие роль первичных обмоток трансформатора. Они покрыты тепловой изоляцией и заключены в кожух. Роль вторичной обмотки, которой электрическая энергия передается индукцией, выполняет стенка аппарата. Вихревые токи в стенке приводят к превращению электрической энергии в тепловую. Следовательно, при таком способе нагрева тепло образуется непосредственно в стенке аппарата. Однако стоимость такого оборудования довольно высока.

Установки с электрообогревом обладают следующими основными достоинствами:

  • Позволяют точно регулировать и поддерживать необходимый температурный режим.
  • Обладают большой компактностью.
  • Исключают загрязнение атмосферы цеха, наличие сложных коммуникаций, запорной арматуры и насосов.

Оборудование может поставляться во взрывозащищенном исполнении.

По согласованию с заказчиком возможна установка:

  • Перемешивающего устройства.
  • Внутренних змеевиков для охлаждения среды после нагрева.
  • Рекуперативных выносных теплообменников для нагрева исходного и охлаждения готового продукта.

 Безопасная эксплуатация возможна только при наличии автоматизированной системы управления, обеспечивающей контроль температуры стенки аппарата и защиту ее от перегрева выше расчетной температуры. Если аппарат устанавливается во взрывоопасной зоне, то автоматизированная система обеспечивает взрывозащиту в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51330. Еще одно преимущество аппаратов с электрообогревом – простота управления и низкая тепловая инерционность по сравнению с аппаратом с рубашкой.

Автоматизированная система управления обеспечивает:

  • Нагрев среды с заданной скоростью.
  • Управление перемешивающим устройством по заданной программе.
  • Отключение нагрева и перемешивания при выходе параметров за допустимые пределы.