ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проточные нагреватели из "Химические аппараты с индукционным обогревом" Обогрев трубопроводов. В технологических процессах химических производств часто необходим нагрев продукта или полуфабриката при его транспортировке, а также обогрев трубопровода, по которому этот продукт транспортируется к месту обработки. Обогрев трубопроводов предотвращает затвердевание вещества в трубах, отложение его на стенках труб, позволяет уменьшить вязкость транспортируемого вещества (т е. снизить гидравлическое сопротивление). [c.35] Электронагрев трубопроводов может осуществляться тремя способами косвенный нагрев сопротивлением, прямой резистивный нагрев, индукционный нагрев. [c.36] Для косвенного нагрева используют специальные нагревательные кабели, рассчитанные на работу при высоких температурах (до 650 °С), или гибкие электронагреватели сопротивления (нагревательные ленты). Энергетически выгоднее размешать кабель нагревателя внутри трубы, однако это не всегда целесообразно и возможно по технологическим соображениям, особенно в химических производствах. При размещении нагревателей снаружи велики тепловые потери (температура нагревательных элементов выше температуры нагреваемой трубы), поэтому необходима теплоизоляция нагревателя. [c.36] При прямом нагреве электрический ток пропускают по трубе. Хотя при этом не требуются специальные нагревательные кабели, но ввиду малого сопротивления трубы, а также в соответствии с требованиями техники безопасности необходимо применять пониженные напряжения, т.е. использовать трансформаторы, что приводит к удорожанию устройства. [c.36] Во второй конструкции катушки индукторов устанавливают на обогреваемом трубопроводе с некоторыми интервалами, при этом трубопровод имеет теплоизоляцию по всей длине (рис. 2.14). При такой конструкции устройства для обогрева трубопровода более удобны монтаж и обслуживание, однако возникают некоторые колебания температуры трубопровода и транспортируемого продукта, что не всегда допустимо. [c.37] Впервые нагревательные трубки были использованы в 1965 г. для обогрева нефтепровода длиной 2,3 км. Сейчас таких устройств насчитывается 120 в Японии и 40-в США и Канаде. Обшая длина их составляет около 300 км. Ведется прокладка подземных нефтепроводов длиной 26 км в Японии и 18,5 км-в Англии. Подобные устройства использованы также для обогрева подводного трубопровода диаметром 1016 мм. [c.38] Нагреватели жидкостей и газов. Для нагрева жидкостей и газов используют проточные нагреватели различной конструкции. Один из них показан на рис. 2.16. Конструктивно нагреватель аналогичен трехфазному трансформатору [49] индуктор является первичной обмоткой и укреплен на магнито-проводе, а теплоизолированная труба, в которой протекает нагреваемое вешество, играет роль вторичной обмотки, концы которой закорочены. Благодаря малому внутреннему диаметру трубы подогреватель может работать при высоких давлениях (до 300-10 Па) и Гх 350°С. [c.38] Разработаны также проточные нагреватели для газов с установкой индукторов внутри нагревателя [86, 93]. [c.39] Часто внутри нагревателя помещают так называемый вытеснитель. Его применение позволяет повысить эффективность нагрева вследствие приближения нагреваемого объема вещества к стенке нагревателя (рис. 2.17). [c.39] Корпус проточного нагревателя иногда выполняют из диэлектрического материала, при этом внутри корпуса помешают стальные шарики, нагреваемые в электромагнитном поле индуктора, охватывающего корпус нагревателя. Шарики удерживаются специальной решеткой [48, 49]. [c.39] Разнообразны проточные нагреватели, собранные из стальных труб. Так, в одном из них часть стальных труб образует магнитопровод в виде концентрических трубных витков, а другая часть является продолжением того же магнитопровода и наложена на него в виде обмотки из труб. При работе нагревателя стальные трубы нагреваются проходящим по ним током вследствие собственного электросопротивления, а также в результате гистерезиса и вихревых токов (комбинированный резистивно-индукционный нагрев). В таком проточном нагревателе обе части витков из стальных труб включены в питающую сеть и расположены так, что для первой части, образующей обмотку одной электромагнитной системы, сердечником является металл витков второй части. Сердечником же другой электромагнитной системы, образованной второй частью витков, является металл витков первой части. Таким образом, обе части витков активно участвуют в нагреве. [c.39] Чтобы предотвратить попадание напряжения источника питания в систему подачи нагреваемой среды, на входе и выходе нагревателя устанавливают проходные изоляторы. [c.39] Выводы и практические рекомендации. 1. Проточные нагреватели характеризуются большим коэффициентом теплоотдачи от теплоаккумулирующей стенки аппарата вследствие принудительной конвекции текучего продукта. Благодаря этому возможна интенсификация теплосъема за счет рациональной организации схемы обтекания теплоаккумулирующего тела. Кроме того, можно полезно использовать и тепло, выделяющееся в катушке, если охлаждать ее самим текучим продуктом. Эта идея частично реализована в конструкциях, показанных на рис. 2.17,6, где продукт обтекает вытеснители 3. Дальнейшим развитием этой идеи является разработка обобщенных приемов создания тепловой завесы между обмоткой и теплоаккумулирующим цилиндром, образуемой самим текучим продуктом. Это позволило создать на Уфимском ПО Химпром высокотемпературные нагреватели газов (температура нагрева до 560 С. что приближается к предельным температурам нагревателей с ферромагнитным стальным теплоаккумулирующим телом). [c.40] Вернуться к основной статье