سیستم های هیت تریسینگ (Heat Tracing)

42 خواندن ثانیه
2
1,905

سیستم های هیت تریسینگ (Heat Tracing)

هیت تریسینگ الکتریکی یا Electrical Heat Tracing روشی برای حفظ دما و افزایش آن بخصوص برای لوله‌ها و مخازن حاوی سیال از طریق گرمایش از سطح بواسطه کابلهای حرارتی می‌ باشد. در این روش، کابلهایی که نوعاً یا وات ثابت و یا وات متغیر (خود تنظیم) نامیده می‌شوند به کار می‌آیند. این کابلها سعی در جبران انرژی اتلاف شده و یا مورد نیاز جهت افزایش دما از طریق سطح می‌نمایند.

شکل-۱) یک نمونه از الکتریکال هیت تریسینگ

از مصارف عمده صنعتی این سیستم می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • ۱.جلوگیری از یخ زدگی و لختگی سیالات مانند آب و سوخت داخل لوله و مخازن (De-icing and Anti-Condensation)
  • ۲.حفظ دما (Temperature Maintenance)
  • ۳.افزایش دما (Heat-Up)

نیز می توان به مصارفی غیر صنعتی چون گرمایش از کف در منازل مسکونی (Floor Warming)، جلوگیری از یخ زدگی در آبروها (Gutters Anti-Frozen System) و جلوگیری از لغزندگی روی جاده، پل، سرازیری پارکینگ و پله‌های فرار نام برد.

بطور کلی کابلهای موضوع به دو دسته وات ثابت (Constant Wattage Heating Cable) و خود تنظیم (Self Regulating Heating Cable) تقسیم می شوند. کابلهای حرارتی با توجه به روکش متفاوت در برابر محیطهای آلی و معدنی و دماهای محیطی مقاومت نشان می دهند که با توجه به شرایط می توان روکش مناسبتری را انتخاب نمود. جنس روکش خارجی می تواند XLPE, PVC، تفلون PTFE و یا Mineral Insulated باشد.

کابلهای حرارتی با وات ثابت

این نوع از کابل همواره با داشتن مقاومتی ثابت در سراسر طول کابل توان ثابتی را ارائه می دهد. کابلهای وات ثابت در تقسیم بندی به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

۱.قابل برش در هر نقطه مورد نظر (Cut to Length)

۲.از پیش آماده و غیر قابل برش (Pre-Terminated)

نیز در دسته بندی دیگری می توان آنها را بگونه ذیل دسته بندی نمود:

۱. کابل تک هسته ای یا با سطح مقطع سری (Single-Core or Series Heating Cable)

۲.دو هسته ای یا با سطح مقطع موازی (Double-Core or Prallel Heating Cable)

۳. کابلهای سه فاز حرارتی

 

کابلهای حرارتی با وات متغیر یا خود تنظیم

این نوع از کابل رفتار متفاوتی در دماهای متفاوت محیطی بواسطه از هسته پلیمری و نیمه هادی خود نشان می دهد و توانهای متفاوتی در دماهای متفاوت ارائه می نماید. بگونه ایکه در دماهای پایین و سردتر توان بالاتر در جهت افزایش دما و با افزایش دما توان خود را کاهش می دهد و برخی آنرا کابل هوشمند می نامند. لازم به ذکر است که توان نامی این کابلها به جهت متغیر بودن در دمای ۱۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود.

این نوع از کابل در دسته بندی ساده ای بصورت ذیل قرار می گیرند:

۱. دما پایین که بیشتر برای جلوگیری از یخ زدگی بکار می رود.

۲. دما متوسط که گاه برای جلوگیری از یخ زدگی و گاه برای فرایندهای حفظ دماهای متوسط بکار می رود.

۳. دما بالا که بیشتر برای فرایندهای حفظ دماهای بالا و یا افزایش دما بکار می رود.

شکل-۲) کابلهای استفاده شده در هیت تریسینگ لوله ها

هیت تریسینگ

تریسینگ از روش های گرمایش بسیار مرسوم در بسیاری از صنایع می باشند . تریسرها در واقع لوله های نازکی می باشند که دور سطح خارجی لوله های اصلی پیچانده می شوند. حرارت منتقل شده از تریسرها به لوله های فرایند مانع از انجماد سیال فرایند شده و یا با کاهش ویسکوزیته آن امکان پمپاژ را تسهیل می نماید.

تریسینگ در صنایع نفت و پتروشیمی بسیار رایج بوده و نیز در صنایع غذایی و داروسازی استفاده می شود. (جهت حمل پلیمرها و روغن، چربی ها و گلوکز)

بسیاری از این سیالات فقط در دماهای بالاتر از محیط قابل پمپاژ می باشند. در فرایندهای شیمیایی، بسیاری از مواد از اسید استیک تا آسفالت، سولفور و ترکیبات روی فقط در دماهای بالا قابل حرکت می باشند.

جهت تامین دمای مذکور، تریسینگ ها از معروفترین انتخابات می باشند . در مواردیکه دیگ بخار و بخار در دسترس نبوده و در فواصل کوتاه، تریسینگ الکتریکی انتخاب جایگزین است و در دماهای پایین تر استفاده از آبگرم نیز عملی است . مقایسه بین سیستم تریسینگ و الکتریسیته در جدول زير آمده است:

شکل-۳) مقایسه بخار و الکتریسیته در تریسینگ

شکل-۴) استیم تریسینگ

پالایشگاه نفت انگلستان بیش از ۴ کیلومتر لوله را با استفاده از هیت تریسینگ گرم نگاه می دارد.

در سال ۱۹۹۸، سیستم گرمایش تریسینگ در یکی از بزرگترین پالایشگاه های نفت انگلستان نصب گردید. این پالایشگاه در حال تولید و صدور نوعی واکس بود. از واکس استفاده های زیادی می گردد: روکش سیم های الکتریسیته، رزین، تهیه روکش جهت مواد غذایی و…

بمنظور حمل واکس به مسافتهای طولانی و به شکل مایع ، لازم است که دمای ثابتی تامین شود و بنابراین استفاده از هیت تریسینگ جهت گرم نگاه داشتن مسیر حرکت واکس لازم بود.

پروژه مذکور به نصب لوله ” ۸ خط تولید تا اسکله دریایی بارگیری به فاصله ۴km نیاز داشت.

پروژه در آوریل سال ۱۹۹۷ شروع شده و نصب آن در آگوست ۱۹۹۸ به اتمام رسید و یک ماه بعد اولین محموله واکس بارگیری شد.

اگر چه تیم مدیریت پالایشگاه در ابتدا بر استفاده از تریسینگ الکتریکی اتفاق نظر داشتند، مجددا بر آن شدند تا مقایسه ای بین سیستم بخار و الکتریسیته به عمل آید :

پارامتر کلیدی در کاربرد تریسینگ بحرانی، تامین دمای کنترل دقیق جهت فرایند می باشد که در این مورد دمای ۱۸۰ ºC بود . در اولین نگاه خطر افزایش دمای سطح در صورت استفاده از لوله های کربن استیل SCH 80 پیش می آمد (این طرح توسط مشاورین مستقر به عنوان تریسینگ معمول در صنایع OPC پیشنهاد شده بود) طول کل خط تریسر لازم حدود ۱۱.۵ km بود که در صورت استفاده از لوله های کربن استیل بسیار پرهزینه و تقریبا غیر عملی بود.

خطوط تریسینگ مدرن امروزی از نظر تکنولوژی بسیار پیشرفت نموده اند. شرکت Spirax Sarco و همکارانش در پروژه پشینهاد استفاده از دو خط موازی تریسر مسی عایق کاری شده، همراه با استفاده از لایه عایق در قسمت خارجی را ارائه کردند. بدینوسیله استفاده از بخار ۹ bar بدون امکان افزایش دمای موضعی ایجاد می شد.

انتخاب طول های ۵۰m پیشنهادی جهت تریسرها با حداقل اتصالات، باعث کاهش پتانسیل نشتی بخار محسوب می شد.

پس از محاسبات جامع انرژی و نقشه های مقدماتی، پیشنهاد فنی و مالی بر مبنای استفاده از لوله های کربن استیل با فشار ۹bar و قطر ۲/۱ جهت تغذیه تریسر ها به همراه شیرهای کنترل، تله های بخار و صافی و… داده شد. تریسرها عمدتا دارای طول ۵۰m لوله عایق کاری دوقلوی مسی بوده که در زوایای ساعت ۴ و ۸ دور لوله واکس حرکت نموده و دمای آنرا در محدوده لازم تامین می نمودند و از نوارهای ضد زنگ با فواصل ۳۰۰mm جهت محکم نگاه داشتن آنها استفاده شد.

هزینه مواد و نصب سیستم تریسینگ بخار حدود ۳۰% کمتر از تریسینگ الکتریکی بوده و بعلاوه هزینه های راهبری و استفاده کمتری را نیز شامل می باشد.

بدینوسیله کمپانی نفتی نسبت به استفاده از تریسینگ بخار متقاعد شده و تصمیم به نصب این سیستم گرفت.

نقشه های تکمیلی نیز از طرف Spirax Sarco تهیه شده و آموزش رایگان پرسنل مستقر در سایت جهت نصب، تعمیرات و نگهداری نیز داده شد. بعد از نصب و راه اندازی، دمای ثابت ۸۰ ºC در درون لوله تامین شده و انتقال حرارت تایید گردید.

کمپانی نفتی تحت تاثیر موفقیت پروژه قرار گرفته و در پروژه بعدی خود با طول ۳۰۰ m نیز استفاده از همین سیستم را انتخاب نمود، اگرچه در وحله اول استفاده از تریسینگ الکتریکی تنها راه حل انگاشته می شد.

بارگذاری توسط محمد محمدی
بارگذاری در بهره‌برداری و فرآیند

2 نظرات

  1. Hossein bagheri

    ژانویه 10, 2019 at 8:06 ق.ظ

    با سلام
    جالب بود اما الان سیستم های هیت تریسینگ پیشرفته ای هستند برای مسیر های طولانی
    شابد اون زمان نبوده ، اما در مقایسه با بخار هیت تریسینگ التریکی امکان کنترل بهتری برای پروسه را دارد و قیمت ان نسبت به بخار با توجه به استکلاک سیستم بخار توجیه پذیر تر است
    http://www.adibtajhiz.com

    پاسخ

  2. mobin sanat

    جولای 25, 2020 at 3:01 ب.ظ

    سلام روزتون بخیر
    ممنون از مطلب خوبتون در مورد سیستم های هیت تریسینگ

    https://mobinsanatrastin.com

    پاسخ

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *