ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Области применения индукционного нагрева в химических аппаратах и классификация устройств из "Химические аппараты с индукционным обогревом" При проведении химических и нефтехимических низкотемпературных технологических процессов (до 600 °С) используют различные виды нагрева-и электрические, и неэлектрические. При этом следует различать аппараты и оборудование с непосредственным обогревом и с использованием промежуточных теплоносителей, к которым относятся дымовые газы, пар, горячая вода, высокотемпературные органические теплоносители (ВОТ) и другие. Промежуточные теплоносители получают или нагревают в специальных устройствах. Рассмотрим техникоэкономические характеристики различных видов нагрева. [c.14] Неэлектрические виды обогрева аппаратов основаны на использовании тепла пламени при сжигании угля, мазута или газа. Непосредственное использование тепла пламени имеет следующие недостатки наравномерность нагрева, большие потфи энергии с отходящими газами, высокие капитальные затраты, необходимость предварительного разогрева футеровок ввиду их большой тепловой инерции, трудность регулирования температурного режима, трудность выполнения санитарно-гигиенических и экологических требований. [c.14] При определении экономической эффективности пламенного нагрева обычно исходят из однократного преобразования энергии, т. е. превращения химической энергии топлива в теплоту, считая, что потери энергии при этом минимальны. Однако практика показала, что электрический нагрев во многих случаях даже энергетически более выгоден, чем пламенный, не говоря уже о других преимуществах. [c.15] Электрические виды обогрева аппаратов (кроме индукционного). По способу преобразования электроэнергии в теплоту и с учетом характера передачи теплоты нагреваемому аппарату различают следующие виды электрообогрева косвенный нагрев сопротивления прямой нагрев сопротивления (электро-контактный нагрев) инфракрасный плазменный (дуговой и высокочастотный). [c.15] При косвенном нагреве сопротивления используют специальные нагреватели, выполненные в виде проволоки, ленты или прутка из специальных сплавов (обычно нихромов) и других материалов, в том числе из стали. Трубчатые электронагреватели (ТЭН) отличаются повышенной электро-, пожаро-и взрывобезопасностью и широко применяются в химических производствах [83]. Косвенный нагрев сопротивления позволяет обогревать как непосредственно аппараты и оборудование, так и промежуточные теплоносители, например котлы для нагрева высокотемпературных органических теплоносителей (ВОТ). Недостатком ТЭНов является небольшой ресурс работы-в среднем 6000 ч [83] при этом внеплановые остановки аппаратов могут принести значительный экономический ущерб. [c.15] Инфракрасный нагрев применяют при термообработке и сушке полимерных и лакокрасочных покрытий- 1а любом материале. Подобрав излучатель, можно осуществить глубинный нагрев покрытия, когда теплота будет выделяться не только на поверхности, но и в глубине нагреваемого слоя. Этот метод применяют также для нагрева пластмасс при обработке под давлением. [c.16] Плазменный нагрев-это нагрев потоков газа электрической дугой или в электромагнитном поле высокой частоты [72]. В настоящее время применяют высокотемпературные плазмохимические процессы, например связывание азота воздуха и получение ацетилена из метана. [c.16] Все виды электронагрева позволяют контролировать распределение температуры нагреваемой поверхности, регулировать процесс нагрева, улучшать условия труда персонала, сохранять чистоту окружающей среды. [c.16] Индующонный нагрев (ИН) химических аппаратов и оборудования характеризуется выделением теплоты в проводящем нагреваемом объекте и бесконтактной передачей энергии. Применение промышленной частоты позволяет использовать стандартное электрооборудование. В настоящее время индукционный нагрев нашел широкое применение, что объясняется основным его преимуществом-выделением тепловой энергии непосредственно в толще стенки теплоаккумулирующего сосуда. Это позволяет, во-первых, обеспечить более высокие удельные поверхностные мощности-ро х 50-500 кВт/м , что примерно на два порядка повышает скорость индукционного нагрева по сравнению со скоростью косвенного резистивного во-вторых, позволяет применять греющий элемент-наиболее ответственный узел нагревателя-относительно большого сечения, т. е. обеспечить высокую надежность работы системы обогрева. Для сравнения отметим, что в ТЭНах температура нихромовой спирали выше температуры кожуха на 30-150 °С, в зависимости от типа, рабочей температуры и условий теплоотдачи, что уменьшает их надежность. Еще более тяжелыми могут быть условия нагрева жидкостей ВОТ. [c.16] На Уфимском ПО Химпром межремонтный пробег индукционных систем обогрева химических аппаратов составляет 4-6 лет. В мировой практике известны примеры работы индукционных нагревателей жидкости в течение 30 лет. [c.16] Ниже перечислены преимущества ИН по сравнению с другими видами электронагрева. [c.16] На Уфимском ПО Химпром нихромовые резистивные нагреватели в установке для перегонки олеиновой кислоты были заменены индукционной системой (ИС) обогрева. Замена привела к снижению удельного расхода электроэнергии на 1 т продукта на 8%, что вместе с повышением надежности работы дало годовой экономический эффект 49 тыс. руб. на одну установку. [c.17] Заметим также, что при индукционном нагреве сохраняются все преимущества электронагрева по сравнению с неэлектрическими видами нагрева хорощие санитарно-гигиенические условия эксплуатации, отсутствие специального обслуживающего персонала (кроме самого аппаратчика), меньщие капиталовложения, возможность регулирования и автоматизации процесса, экономия дефицитных первичных энергоресурсов. [c.18] Недостатком индукционных нагревателей (особенно нагревателей большой мощности) является необходимость применения компенсирующих конденсаторов вследствие низкого os фи индукторов (0,4-0,7). Способы ликвидации этого недостатка изложены в гл. 3. Так, в ИС с оребрением удалось повысить os Фи до 0,85-0,93 без применения дефицитных медных экранов. [c.18] В табл. 1.1 указаны области применения различных (включая индукционный) видов нагрева оборудования, применяемого в химических производствах. Выбор конкретного вида нагрева для ведения того или иного химико-технологического процесса обусловлен рядом требований, которые приведены ниже в порядке их важности. [c.19] Анализ показывает, что химические аппараты и оборудование с индукционным нагревом ферромагнитной стали на промышленной частоте во многих случаях наиболее полно удовлетворяют перечисленным требованиям. [c.19] Для проведения многих химико-технологических процессов применяют низкотемпературный нагрев в диапазоне температур 50-600 С. В отечественной и мировой практике убедительно показаны возможность и целесообразность применения индукционного нагрева химических аппаратов [9, 39, 48, 49, 84-88, 90-100]. [c.20] Ниже кратко описаны виды химического оборудования с использованием низкотемпературного индукционного нагрева, приведенные в табл. 1.1. [c.20] При изготовлении искусственных волокон и изделий из пластмасс применяют обогрев пресс-форм, валков, экструдеров, натяжных роликов до температуры, обычно не превышающей 300 °С. В зависимости от рабочей температуры и размеров поверхности обогрева потребляемая мощность таких устройств. составляет 1-100 кВт. [c.20] Индукционный обогрев применяют при транспортировке вязких продуктов по трубопроводам. Используя обогрев, можно поддерживать продукт, перемещаемый по трубопроводу, в жидком или газообразном состоянии. Температура нагрева трубопроводов лежит в пределах 50-450 °С, требуемая мощность 0,1-0.25 кВт на 1 м длины трубопровода. [c.20] Вернуться к основной статье