ГОСТ Р МЭК 62086-2-2005 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Нагреватели сетевые электрические резистивные. Часть 2. Требования по проектированию, установке и обслуживанию

     6.6 Выбор сетевого электронагревателя

Выбор сетевого электронагревателя для конкретного применения определяется следующими основными требованиями:

а) максимально допустимая температура для сетевых электронагревателей должна быть выше максимально возможной температуры объекта (которая может быть выше нормальной рабочей температуры);

b) сетевые электронагреватели должны быть пригодны для работы в указанных условиях окружающей среды, например, в коррозионно-активной атмосфере или при низкой температуре окружающей среды;

c) сетевые электронагреватели должны быть сертифицированы для использования в данной взрывоопасной среде.

Для любого применения существует максимально допустимая удельная мощность, при которой сетевой электронагреватель может использоваться, не повреждая объект или его содержимое. В некоторых случаях значение удельной мощности особенно важно, например, когда речь идет о футерованных трубах, резервуарах, содержащих каустическую соду, или термочувствительных материалах. Максимально допустимая удельная мощность должна быть указана в документации к системе. Может потребоваться параллельная трассировка или укладка спиралью одного сетевого нагревателя.

Допускается применение изготовленных на месте электронагревателей, если выполняются следующие условия:

a) персонал, выполняющий установку, имеет необходимую квалификацию в области специальных методов монтажа;

b) сетевой электронагреватель прошел полевые (эксплуатационные) испытания, указанные в 8.5.2;

c) сетевые электронагреватели маркированы в соответствии с 6.3 МЭК 62086-1.

Сетевые электронагреватели, не запрещенные для применения в связи с указанными выше требованиями, технически пригодны для применения, однако необходимо определить максимально допустимую удельную мощность для каждого из них. Это зависит от конструкции, максимальной температуры, которую они выдерживают, требуемого температурного класса электронагревателей, максимальной рабочей температуры, максимально допустимой температуры объекта и термоизоляции.

Для каждого конкретного электронагревателя максимально допустимая удельная мощность должна определяться по данным производителя, основанным на испытаниях, указанных в разделе 5 МЭК 62086-1. Используемая величина должна быть выбрана таким образом, чтобы не превышать ни максимальную температуру, выдерживаемую нагревателем, ни требуемый класс температуры. Предельное значение максимально допустимой удельной мощности для каждого электронагревателя должно быть либо выбрано по данным производителя, либо быть равным значению, определенному для данного процесса, в зависимости от того, какое значение ниже. Однако удельная мощность может быть еще более ограничена при необходимости использования параллельной трассировки.

Разработчик может выбрать тип, длину или размер и нагрузку сетевого электронагревателя. Фактическая установленная нагрузка должна быть не меньше, чем проектная, а фактическая удельная мощность не должна быть выше указанной ранее. Тип электронагревателя и значения установленной нагрузки и удельной мощности должны быть указаны в документации к системе.

6.6.1 Специальные типы сетевых электронагревателей

Существуют два основных класса сетевых электронагревателей - последовательные и параллельные.

В последовательных резистивных нагревателях в качестве нагревательного элемента обычно используют электрический провод, поэтому источник напряжения и длина цепи становятся основными параметрами в конструкции каждой цепи.

Последовательные сетевые электронагреватели с полимерной изоляцией особенно подходят для установок с длинной цепью. Последовательные электронагреватели с минеральной изоляцией и металлическими кожухами подходят для поддержания очень высокой температуры процесса.

Параллельные электронагреватели обычно состоят из двух параллельных проводов с отдельным полимерным или металлическим нагревательным элементом, который получает напряжение от проводников. Они обычно используются для защиты от замерзания и поддержания температуры процесса в сложных трубопроводах. В электронагревателе постоянной мощности обычно используется спиральный металлический нагревательный элемент. Тип ПТК (с положительным температурным коэффициентом) (см. 6.7.1) обычно состоит из полимерного нагревательного элемента, вытянутого между проводниками.

Тип электронагревателя с ограничением мощности обычно располагается между предыдущими типами и имеет более высокую выходную мощность при более высокой рабочей температуре, чем тип ПТК, и при более низкой рабочей температуре, чем тип электронагревателя постоянной мощности.

6.6.2 Производительность сетевого электронагревателя и условия равновесия

В зависимости от применения и типа сетевого электронагревателя может потребоваться оценка системы в условиях равновесия. Типичными примерами могут являться системы без регулирующих устройств, системы с внешними регулирующими устройствами и системы, предназначенные для использования во взрывоопасных газовых средах (см. раздел 7). На рисунке 3 приведены примеры кривых выходной мощности для электронагревателей постоянной мощности и для электронагревателей с положительным температурным коэффициентом (ПТК) с разными характеристиками наклона кривой. Линия потери тепла показывает условия при самой низкой температуре окружающей среды. На рисунке 3 показано, что электронагреватель постоянной мощности будет поддерживать самую высокую температуру объекта (80 °С), но поскольку он также имеет самую высокую выходную мощность (32 Вт/м), у него также самая высокая рабочая температура. Электронагреватель ПТК с самой крутой кривой поддерживает самую низкую температуру объекта (50 °С), но также имеет самую низкую выходную мощность (23 Вт/м) и поэтому самую низкую рабочую температуру.

Электронагреватель постоянной мощности

ПТК-2

ПТК

Потеря тепла

Рисунок 3 - Условия равновесия для поддержания температуры в трубопроводе