параллакс фон

Специалистам

Человека следует оценивать не по запросам, а по его готовности отдавать.

Альберт Эйнштейн

За последние 50 лет, CETAL собрал исчерпывающий опыт в производстве электрических нагревательных элементов, теплообменного оборудования и связанных с ними технологиями.

Целью данного раздела является предоставление доступа к ключевой информации когда это необходимо:

В любом случае, не стесняйтесь обращаться к нашим инженерам и экспертам чтобы найти наилучшее решение подходящее именно вашему проекту.

ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА ДАННЫХ

Вещество Плотность (кг/дм3) Удельная теплоемкость (ккал/кг°C)
Уксусная кислота 1,05 0,522
Ацетон 0,79 0,514
Аллиловый спирт 0,85 0,665
Аммиак 0,70 1,099
Амиловый спирт 0,82 0,65
Анилин 1,02 0,512
Бром 3,12 0,107
Бутиловый спирт 0,81 0,563
Масляная кислота 0,96 0,515
Карболовая кислота (Фенол) 1,07 0,561
Сероуглерод 1,26 0,24
Тетрахлорид углерода 1,59 0,201
Каустическая сода (50% раствор) 1,53 0,78
Декан эфира 0,73 0,5
Ди-этил 0,71 0,541
Эфир 0,74 0,503
Этилацетат 0,84 0,468
Этиловый спирт 0,79 0,68
Этилбромид 1,45 0,215
Этилхлорид 0,90 0,368
Йодистый этил 1,93 0,161
Этиленгликоль 1,11 0,555
Этилбромид 2,19 0,173
Этиленхлорид 1,15 0,294
Муравьиная кислота 1,22 0,526
Глицерин 1,26 0,576
Гептан 0,68 0,532
Гексан 0,66 0,6
Льняное масло 0,93 0,44
Метилацетат 0,93 0,468
Метиловый спирт 0,79 0,601
Йодистый метил 2,28
Азотная кислота 100% 1,51 0,42
Нитробензол 1,21 0,35
Октан 0,71 0,51
Оливковое масло 0,92 0,471
Пентан 0,63 0,558
Нефтепродукты 0,00 0
Асфальт 1,00 0,42
Бензол 0,88 0,412
Керосин 0,80 0,5
Мазут 0,94 0,41
Бензин 0,66 0,5
Смазки 0,89 0,43
Нафталин 1,14 0,4
Парафин (расплав) 0,71 0,71
Толуол 0,87 0,404
Пропионовая кислота 0,99 0,473
Пропиловый спирт 0,80 0,57
Соевое масло 0,92 0,28
Сера (расплав) 0,23 0,234
Серная кислота 100% 1,83 0,344
Сало (жир) 0,94 0,64
Скипидар 0,87 0,42
Вода 1,00 1
Ксилол (Ортоксилол) 0,88 0,411
Теплоносители (термальные масла)
Dowtherm A 1,06 0,377
Dowtherm G 1,05 0,377
Mobiltherm 603 0,86 0,592
Therminol VP-1 1,06 0,377
Газ Плотность (кг/м3) Удельная теплоемкость (ккал/кг°C)
Ацетилен 1,17 0,38
Воздух 1,29 0,24
Аммиак 0,83 0,52
Аргон 1,78 0,12
Изобутан 2,76
н-Бутан 2,59
Углекислый газ 1,97 0,20
Угарный газ 1,25 0,24
Хлор 3,20 0,11
Хлордифторметан (F-22) 4,98 0,15
Хлороформ 0,14
Циан 2,41 0,41
Дихлордифторметан (F-22) 5,67 0,14
Этан 1,45 0,39
Этилхлорид 3,09 0,28
Этилен 1,35 0,40
Фтор 1,83 0,18
Гелий 0,18 1,25
Водород 0,10 3,41
Бромид водорода 3,92 0,08
Хлорид водорода 1,76 0,19
Фторид водорода 0,92
Йодид водорода 6,12 0,06
Сероводород 1,66 0,25
Метан 0,77 0,59
Метилхлорид 2,45 0,24
Метиловый эфир 2,26
Метилфторид 1,66
Неон 0,97
Окись азота 1,34 0,23
Азот 1,26 0,24
Закись азота 2,12 0,21
Кислород 1,43 0,22
Фосфин 1,64
Пропан 2,17
Тетрафторид кремния 5,04
Диоксид серы 2,86 0,15
Водяной пар 0,64 0,48
Ксенон 6,29
Температура
  • K (гр. по Кельвину) = °C (гр. Цельсия) + 273
Давление — единицы СИ: Па (Паскаль) = Н/м2
  • 1 бар =  100.000 Па
  • 1 бар = 1,019 кг/см2
  • 1 бар = 0,9869 атм
  • 1 атм = 1,0133 бар
Тепловая энергия — единица СИ: Дж (Джоуль)
  • 1 Дж = 0,2388 кал
  • 1 кал = 4,18 Дж
  • 1 кВтч = 3600 кДж
Длина — единица СИ: м (метр)
  • 1 м = 3,281 футов = 39,37 дюймов
  • 1 фут = 30,48 см = 12 дюймов
  • 1 дюйм = 2,54 см
Площадь — единица СИ: м2
  • см2= 0,1550 дюйм2
  • дюйм2 = 6,452 см2
  • фут2 = 929 см2 = 144 дюйм2
Удельная мощность ТЭН (поверхностная нагрузка)
  • 1 Вт/см2 = 6,452 Вт/дюйм2
  • 1 Вт/дюйм2  = 0,155 Вт/см2
Объем — единица СИ: м3
  • 1 дм3 = 1 л = 0,0353 фут3
  • 1 дюйм3 = 16,387 см3
Масса — единица СИ: кг
Расход м3
  • Аэродинамика: 1 фут3 х минут = 1,699 м3
  • Вода: 1 галлон / минут = 227,712 л/ч
Удельная теплоемкость — единица СИ: Дж/кг
  • 1 кал/г = 4184 Дж/кг
Мощность — единица СИ: Вт (Ватт)
  • 1 ВА (Вольт*Ампер) = 1 Вт
  • 1 кал/с = 4,1874 Вт

ОПТИМИЗАЦИЯ ДИЗАЙНА ПРОДУКЦИИ

  • Мощность (тепловая): P = Qm x Cp x ΔT
  • Мощность (требуемая): Pu = (P + теплопотери) x 1,1
  • Установленная мощность: Pi = Pu x (1 + перепад напряжения)2
  1. Удельная мощность на поверхности ТЭН
Watt density CS

P = Мощность (Вт)
S = Площадь поверхности (см2)
CS = Удельная мощность (Вт/см2)

SP
  1. Температура поверхности ТЭН (°C)
Tube sheath

ΔT = перепад температур между оболочкой ТЭН и нагреваемой средой (°C)
CS = Удельная мощность (Вт/см2)
h = коэффициент теплопередачи (ккал/ч*м2*°C)

  1. Разница температур между спиралью и поверхностью ТЭН (°C)
Temperature gap between wire

ΔT = перепад температур между спиралью и оболочкой ТЭН (°C)
Внутренний и внешний диаметр : D1 и D2
P = Мощность D1…D2 (кВт)
λ = коэффициент проводимости (ккал/ч*м*°C)
L = длина цилиндра (м)

Инженеры и эксперты CETAL определяют удельную мощность ТЭН с помощью уникального программного обеспечения собственной разработки, позволяющего учитывать все возможные параметры.

Программное обеспечение CETAL учитывает следующие переменные критерии теплообмена:

  • Температура нагревательной спирали
  • Температура поверхности трубки (оболочки) ТЭН
  • Удельная мощность (поверхностная нагрузка) ТЭН
  • Падение давления
  • Коэффициент теплопередачи
  • Расход / объем нагреваемой среды
  • Вязкость
  • Абсолютное значение и разница рабочей температуры
  • Рабочее / расчетное давление
  • Свойства материала фланцев / корпуса сосуда / ТЭН

Для предварительного расчета пожалуйста найдите пример нагреваемой среды из следующих веществ:

Вода

  • Стоячая вода, нагрузка 8 — 12 Вт/см2, материал ТЭН: медь, 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)
  • Проточная вода, нагрузка 10 — 16 Вт/см2, материал ТЭН: медь, 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 800 (ХН32Т), Incoloy 825
  • Борированная вода, нагрузка 8 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)
  • Котельная вода, нагрузка 8 — 16 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 800 (ХН32Т), Incoloy 825
  • Хлорированная вода, нагрузка 6 Вт/см2, материал ТЭН: Incoloy 825
  • Морская вода, нагрузка 3,5 — 6 Вт/см2, материал ТЭН: Incoloy 825, Inconel 600 (ХН75МБТЮ)
  • Деминерализованная / деионизированная / дистиллированная / умягченная вода, нагрузка 4 — 6 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 800 (ХН32Т), Incoloy 825
  • Горячая вода для хозяйственных нужд, нагрузка 4 — 8 Вт/см2, материал ТЭН: медь, 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 825
  • Каустическая вода (раствор азотной кислоты 2%, 10%, <30%, 70%), нагрузка 2,3 — 7 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 825, Inconel 600 (ХН75МБТЮ)

Термальные масла, Смазки, Теплоносители, Топливо, ВОТ и другие ГСМ

  • Подогрев ДТ (дизельное топливо), печное топливо, легкий мазут, горючие масла, нагрузка 1 — 2 Вт/см2, материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)
  • Мазуты, нагрузка 0,5 — 3,5 Вт/см2 (в зависимости от сорта мазута), материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)
  • Бензин, керосин, нагрузка 3 — 3,5 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)
  • Моторное масло SAE 10, 30, 40 и 50, нагрузка 2 — 3,5 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)
  • Минеральное масло, нагрузка 0,5 — 3,5 Вт/см2 (зависит от темп.), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)
  • Смазки, нагрузка 2,3 Вт/см2, материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)

Кислоты и другие агрессивные коррозионно-активные вещества

  • Уксусная кислота, нагрузка 6 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 825
  • Борная кислота, нагрузка 6 Вт/см2, материал ТЭН: Incoloy 825
  • Хлорная, фтороводородная (плавиковая HF), азотная и серная кислота, нагрузка 1,5 Вт/см2, материал ТЭН: тефлоновое покрытие (ПТФЕ)
  • Щелочные растворы, нагрузка 6 Вт/см2, материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т) — неагрессивные соединения, 316L (03Х17Н14М3)
  • Фосфатная ванна (фосфатная баня), нагрузка 4 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 825

Гликоли

  • Этиленгликоль, пропиленгликоль, 4 — 8 Вт/см2 (зависит от концентрации раствора), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)

Другие вещества

  • Асфальт, смолы, и другие тяжелые и высоковязкие соединения, нагрузка 0,5 — 1,5 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)
  • Молоко, нагрузка 0,3 Вт/см2, материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)

Газы

  • Воздух, нагрузка 0,1 — 8 Вт/см2 (зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т)
  • Проточный воздух, нагрузка 0,1 — 8 Вт/см2 (зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 309 (20Х20Н14С2)
  • Природный газ (метан), нагрузка 0,1 — 8 Вт/см2 (зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)
  • Аргон, азот (удельная мощность зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3), Incoloy 825, Inconel 600 (ХН75МБТЮ)
  • Пропан, бутан, (удельная мощность зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 321 (12Х18Н10Т), 316L (03Х17Н14М3)
  • Кислород, водород, (удельная мощность зависит от температуры поверхности ТЭН), материал ТЭН: 316L (03Х17Н14М3)

Твердые материалы

  • Оксихлориды, нагрузка 3 Вт/см2, материал ТЭН: Incoloy 800 (ХН32Т), Incoloy 825
  • Кальцинирующий обжиг, нагрузка 3 Вт/см2, материал ТЭН: Incoloy 800 (ХН32Т), Incoloy 825
  • Алюминий, латунь, бронза — нагрузка 4 — 15 Вт/см2, материал ТЭН: 309 (20Х20Н14С2)
  • Купроникель — нагрузка 5 — 10 Вт/см2, материал ТЭН: 309 (20Х20Н14С2)
Вводные данные

  • Взрывозащита или Общепром
  • Нагреваемое вещество
  • Рабочее / испытательное давление (бар / МПа)
  • Температура начальная / конечная (в °C)
  • Расход / объем нагреваемой среды (кг/ч или Нм3/ч)
  • Условия эксплуатации (тропики / море / УХЛ…)
  • Напряжение (В) и количество групп подключения
  • Стандарты и нормы, и прочие требования
  Результат

  • Мощность (кВт)
  • Удельная мощность (Вт/см2)
  • Материал оболочки ТЭН
  • Технология и тип продукта
  • Габариты
  • Элементы управления и защиты
  • Выбор комплектующих
  • Стоимость и срок поставки

Решения CETAL

Проблема

Решение

  • Потеря изоляции ТЭН
  • Влага
  • Утечка тока
  • Технология производства
  • Запатентованный состав и технология дегидрации изолятора
  • Отдел НИОКР CETAL
  • Аварийное отключение или падение мощности
  • Защита от перегрева
  • Остановка процесса
  • Изучение теплогидравлического дизайна
  • Перегрев электродов подключения
  • Разрушение герметика
  • Отказ нагревателя
  • Запатентованный дизайн электродов
  • Коррозия оболочки ТЭН
  • Температурное и химическое разрушение
  • Процесс производства CETAL
  • Запатентованный дизайн оболочки ТЭН
  • Сырье и специальные покрытия
  • Разрыв нити накала
  • Изучение поведения нити накала в критических условиях эксплуатации
  • Высококачественное сырье
  • Точки перегрева = выход из строя
  • Детальный контроль процесса производства
  • Влажность / коррозия в коробке подключения
  • Коробка подключения IP 66/67
  • Особая упаковка CETAL

Часто задаваемые вопросы

  • CETAL рекомендует постоянно контролировать наличие расхода нагреваемой среды через нагреватель, независимо от рабочей температуры установки.
  • Расходомер, или предоханительный выключатель должен быть установлен в трубопроводе после нагревателя. Помимо температурных датчиков и реле защиты от перегрева, шкаф управления мощностью всегда имеет возможность для подключения дополнительных датчиков защиты, позволяющих оборвать подачу питания на ТЭН нагревателя, например в случае падения расхода нагреваемой среды.
  • CETAL всегда использует прочные деревянные ящики для упаковки нагревателей и панелей управления любых типов и модификаций. Внутри деревянных ящиков оборудование упаковано в герметичный запаянный полиэтилен MIL133 с поглотителем влаги.
  • Это делается для того, чтобы электрические части не подвергались воздействию конденсата и влаги из окружающего воздуха в процессе транспортировки и хранения.
  • Все запасные части упакованы таким же образом, как и основное оборудование в отдельных деревянных ящиках, в герметичных пакетах, с поглотителем влаги, рассчитанным на объем и определенное время хранения (минимум 12 месяцев).
  • Деревянные ящики должны храниться в сухом, вентилируемом помещении.

Основные операции по техническому обслуживанию нагревателей:

  • Каждый год проверяйте значение сопротивления нагревателя между фазами.
  • Проверяйте значение изоляции между каждой фазой и землей, и между фазами.
  • Проверьте перепад давления через нагреватель при максимальном расходе и номинальной температуре на выходе. Увеличение значения падения давления может означать засорение нагревателя твердыми частицами, налипание смол, коксование нефтепродуктов, отложение кальция и прочие загрязнения ТЭН ухудшающие теплообмен и производительность системы.
  • Благодаря многолетнему опыту работы с нефтегазовыми компаниями CETAL всегда включает в дизайн взрывозащищенных нагревателей по крайней мере один ограничитель от перегрева на каждую группу подключения каждой связки ТЭН. Чаще всего по два.
  • Датчики расположены в верхней части связки ТЭН, на нагревательном элементе, в области наиболее высокой температуры (обычно перед патрубком выхода нагреваемой среды).
  • CETAL ремомендует использовать сдвоенные термопары, для того чтобы иметь один датчик в работе и один в резерве, для каждой группы подключения и связки ТЭН.
  • HART протокол с преобразователями сигнала 4-20мА могут быть включены в конструкцию по запросу, для проверки настроек и калибровки сигналов передаваемых от термопар на месте установки оборудования.
  • Чтобы избежать отключения питания нагревателя в случае быстрого снижения расхода нагреваемой среды, CETAL советует контролировать мощность нагревателя с помощью тиристорных регуляторов тока с быстрой реакцией на изменение сигнала. Также CETAL использует двухуровневую сигнализацию и защиту от перегрева. Первый уровень включает сигнализацию и отключает питание тиристоров, а второй уровень полностью отсекает питание шкафа управления.
  • При производстве электрических нагревателей газа для нефтегазовых месторождений мы всегда используем специальный метод сварки и конструкцию сборки, исключающие любую возможность проникновения углеводородов в коробку подключения. Таким образом обеспечивается естественная, пассивная взрывозащита.
  • Благодаря безопасному и проверенному дизайну нагревателей CETAL комплектация взрывозащищенных коробок подключения детекторами газа не требуется.
  • Для разных видов жидкостей и газов CETAL подбирает сырые материалы с учетом всех химических свойств (кислотность, жирность, сернистость, и т.п.) и физических параметров процесса, таких как температурный уровень, давление, абразивность, фазовый переход среды, и др.
  • Для улучшения качества сварки и увеличения срока службы электронагревателей, CETAL использует наиболее надежную конструкцию с применением трубок ТЭН диаметром 16 мм и толщиной стенки 1,1 мм.
  • Сырье поставляются из стран Европы и СНГ с сертификатами заводских испытаний. Наиболее часто применяемые марки сталей — аустенитные нержавеющие стали, градацией от AISI 304L до 310, специальные сплавы типа Incoloy 800, 825, и Inconel 600, 625.

CETAL производит все нагревательные элементы на собственном предприятии.

  • Первый шаг при производстве ТЭН — проверка, очистка и нарезка сырых трубок по длине.
  • Нагревательный провод сопротивления (нить накала) подготавливается на специальном оборудовании с индивидуальными настройками для каждой партии ТЭН, гарантирующим постоянный шаг витков получаемой цилиндрической пружины, с точным значением сопротивления и мощности.
  • Обезжиривание и приварка нагревательной спирали на конец электрода холодной длины выбираемого с учетом максимально допустимого тока.
  • С помощью специального оборудования производится центровка резистивной греющей спирали в стальной трубке и равномерное заполнение объема оболочки ТЭН периклазом (чистая окись магния / магнезия — MgO) в виде сухого песка белого цвета. Заполненный магнезией ТЭН с обеих сторон глушится пластиковыми колпачками.
  • Заготовка будущего нагревательного элемента прокатывается через несколько пар победитовых роликов для опрессовки ТЭН до рабочего диаметра и плотности периклаза. После опрессовки ТЭНы проходят термическую обработку для снятия внутреннего напряжения трубки перед приданием требуемой формы нагревательным элементам. Затем производится гибка ТЭН на ручном, автоматическом или полуавтоматическом оборудовании.
  • Стандартные внешние диаметры ТЭН: 6,5 / 8,5 / 10 / 13,5 и 16 мм.
  • Все ТЭНы проходят необходимые проверки и испытания перед отгрузкой.
  • Все трубки поставляемые в качестве сырья для оболоек ТЭН имеют сертификат качества, гарантированно снятое внутреннее напряжение после производства. После заполнения трубки периклазом (MgO) и прохождения опрессовки на станке редуцирования, заготовки ТЭН отправляются на термическую обработку для снятия образовавшегося внутреннего напряжения перед преданием ТЭН требуемой формы (гибка, сплющивание) и предотвращения коррозии.
  • Мы разработали собственное программное обеспечение для расчета всех теплообменных и гидравлических процессов, что позволяет нам гарантировать самое важное для критически опасных процессов — невозможность достижения максимально допустимой температуры, даже при минимально возможном расходе среды и максимальной температуре на выходе.
  • Наше программное обеспечение расчитывает необходимую площадь поверхности нагревательного элемента для обеспечения оптимального теплообмена между нагреваемой средой и ТЭН, гарантируя максимальную безопасность технологического процесса.
  • Теплоотдача (удельная мощность / поверхностная тепловая нагрузка) ТЭН зависит от типа и состава нагреваемой среды, ее плотности, вязкости, теплоемкости, теплопроводности, расхода, давления и температуры.
  • Определение удельной мощности ТЭН, их диаметр и рабочая температура, позволяют выбрать наиболее подходящие длину и диаметр резистивного провода нагревательной спирали для обеспечения надежности вашего технологического процесса и длительного срока службы нагревателя.