Kako izbrati PTFE grelec za rezervoar, ki se nahaja na nevarnem območju (cona 2)?

V kemični tovarni, kjer so lahko občasno prisotni vnetljivi hlapi, je za ogrevanje rezervoarja za topilo potreben grelec, ki je odporen proti koroziji in se ne more vžgati. Poleg običajnih pomislekov o kemični združljivosti izbira PTFE grelnika za nevarno okolje cone 2 doda dodatno plast certificiranja, temperaturne omejitve in omejitve namestitve.

Opremo za električno ogrevanje v nevarnih območjih je treba oceniti tako glede učinkovitosti procesa kot obnašanja v neobičajnih delovnih situacijah. Če se rezervoar izsuši, termostat ne deluje pravilno ali se pogoji pretoka zraka nenadoma spremenijo, lahko grelec, ki varno deluje v običajnih okoliščinah, kljub temu postane nevaren.

Razumevanje nevarnih območij cone 2
Cona 2 Definicija
Območje 2, kot ga opredeljujejo mednarodni predpisi o nevarnih območjih, je območje, kjer med rednim delovanjem ni verjetno, da bi nastalo eksplozivno plinsko okolje, in bo trajalo le kratek čas, če se to zgodi.

Tipične nastavitve cone 2 so sestavljene iz:

Prostori za shranjevanje topil

Sistemi za doziranje kemikalij

Območja za pripravo barve

Rezervoarji za aditive za gorivo

Procesne posode z občasnim odzračevanjem

Zaščita pred vžigom je še vedno potrebna, saj lahko v neobičajnih okoliščinah še vedno pride do sproščanja vnetljivih hlapov, tudi če je verjetnost eksplozivne atmosfere manjša kot v coni 0 ali coni 1.

Pomen nadzora temperature
Za vsak grelec v nevarnem okolju je glavni varnostni kriterij preprost:

V običajnih in okvarjenih situacijah mora najvišja površinska temperatura grelnika ostati pod temperaturo samovžiga okoliških plinov ali hlapov.

T-ocene, pogosto znane kot temperaturni razredi nevarnih območij, temeljijo na tem merilu.

Razumevanje temperaturnih razredov grelnikov za nevarna območja
Tipične T-ocene
Najvišja dovoljena temperatura zunanje površine za opremo, ki deluje v nevarnih okoljih, je opredeljena s temperaturnimi razredi.

Tipične kategorije sestavljajo:

Najvišja temperatura površine za temperaturni razred
T3 200 stopnja
T4: 135 stopinj
T5: 100 stopinj
T6 85 stopnja
Temperatura vžiga skupine plinov v nevarnem območju določa potrebno oceno.

Temperaturne omejitve za PTFE
Material plašča sam ustvarja znatno toplotno omejitev za možnost cone 2 nevarnega območja grelnika PTFE.

Realna najvišja delovna temperatura plašča PTFE potopnih grelnikov je običajno okoli:

TPTFE, max≈110◦CT_{PTFE,max}\\približno110^\\circ CTPTFE, max≈110˚C

Ta delovna omejitev je v skladu s klasifikacijo T4, ki dovoljuje največjo temperaturo zunanje površine:

TT4=135 stopinja T_{T4}=135 stopinja CTT4=135 stopinja

V številnih aplikacijah v kemijskih procesih razlika med pragom T4 in delovno mejo PTFE nudi koristno varnostno mejo.

Pomen pogojev napake za površinsko temperaturo v okvarjenih situacijah
Certificiranje za nevarna območja upošteva več kot le tipične delovne okoliščine. Najvišja temperatura plašča za predvidljive scenarije napak je najpomembnejši dejavnik, ki ga je treba upoštevati.

Primeri so sestavljeni iz:

Grelec je zaklenjen v položaju ON.

Delovanje praznega rezervoarja

zmanjšanje pretoka tekočine

Okvara procesnega termostata

Prenos toplote se zmanjša zaradi nabiranja vodnega kamna ali blata.

Temperatura plašča se lahko v teh okoliščinah hitro poveča.

Zaradi tega so termične mejne varovalke, ki jih ni mogoče ponastaviti, ali ločene termične izklopne naprave skoraj vedno vključene v PTFE grelnike za nevarna območja. Če so dosežene nevarne temperature, ta varnostna funkcija trajno prekine napajanje.

Zaščitni sistem mora delovati ločeno od običajnega regulatorja procesne temperature.

Prijave v coni 2 za certificirana električna ohišja
Izboljšana varnostna ohišja Ex 'e'
Ex "e" razširjena varnostna ohišja so priljubljena metoda za zaključevanje grelnikov na nevarnih območjih.

Te ohišja so namenjena:

Med normalnim delovanjem se izogibajte iskram ali oblokom.

Povečajte celovitost izolacije

Zmanjšajte možnost visokih temperatur

Zmanjšajte število nezavarovanih električnih povezav

Kadar v običajnih delovnih pogojih ni prisotnih iskerih komponent, se pogosto uporablja zaščita ex "e".

Ognjevarna ohišja Ex 'd'
Ex "d" ognjevarna ohišja terminalov so še ena priljubljena alternativa.

Ta ohišja so zasnovana tako, da preprečijo širjenje plamenov v okoliško atmosfero v primeru notranje eksplozije.

Ognjevarni modeli se pogosto uporabljajo v težjih industrijskih okoljih in so običajno težji in trajnejši od izboljšanih varnostnih ohišij.

Celoten sklop mora biti certificiran
Grelnik za nevarna območja sestavlja odobren sklop in ne niz komponent, ločeno sestavljenih na terenu.

Celoten sistem je predmet skladnosti, vključno z:

Komponente grelnika

Ohišje na terminalu

Uvodnice v kablih

Senzorji za temperaturo

Naprave za toplotno zaščito

Tehnike ožičenja

Kadar je primerno, notranje varnostne pregrade

Celoten električni sklop mora imeti ustrezen certifikat za nevarno območje, tudi če je PTFE ovoj kemično združljiv.

Vrednost certifikatov IECEx in ATEX
Informacije o certificiranih tablicah z imeni
Trajna certifikacijska ploščica z imenom, ki označuje naslednje, mora biti prisotna na ustreznem ogrevalnem sklopu cone 2:

Razvrstitev nevarnih območij

Plinska skupina

Razred temperature

razpon temperatur okolja

Številka na potrdilu

Določitev zaščitnih metod

Običajno se za podelitev certifikatov uporabljajo akreditirani postopki, kot so ti:

ATEX

IECEx

Priglašeni organ ali primerljiv certifikacijski organ obravnava odobritev.

Potrebujete podrobnosti od specifikacije
Proizvajalec opreme mora pred načrtovanjem in certificiranjem pridobiti popolne podatke o nevarnem območju, da doseže skladno izbiro cone 2 nevarnega območja PTFE grelnika.

Običajno so potrebni podatki sestavljeni iz:

Razvrstitev območij

Plinska skupina

Zahteva za -razred

temperatura okoliškega zraka

Napajalna napetost

Temperatura med obdelavo

Dimenzije rezervoarja

Kemična ličila

Brez teh podatkov je nemogoče pravilno certificirati.

Standardi za namestitev in predpisi
IEC 60079-10-1
Razvrstitev območij je treba izvesti v skladu z:

IEC 60079-10-1IEC 60079\\text{-}10\\text{-}1IEC 60079-10-1

Smernice za določanje območij z eksplozivnimi plini so opisane v tem standardu.

IEC 60079-14
Za električne instalacije v nevarnih območjih veljajo naslednji predpisi:

IEC 60079-14 IEC 60079\\text{-}14 IEC 60079-14

Ta standard zajema tehnike ožičenja, ozemljitve, preglede in zaščitne zahteve za električno opremo, ki se uporablja v eksplozivnih okoljih.

Dodatni premisleki glede oblikovanja
Dry{0}}Dry Run Defense
Da bi se izognili pregrevanju v situacijah z nizko-tekočino, morajo imeti PTFE grelniki, ki se uporabljajo v rezervoarjih za kemikalije, naprave za-preprečevanje suhega teka ali zapore nivoja tekočine.

Izpostavljenost nad nivojem tekočine lahko hitro zviša temperaturo plašča, ker je PTFE odvisen od okoliške tekočine za hlajenje.

Lokacija senzorjev
Najbolj vroče možno delovno območje znotraj rezervoarja mora biti pravilno odraženo s postavitvijo temperaturnih senzorjev.

Kljub na videz običajnim meritvam temperature tekočine lahko neustrezna namestitev senzorja dovoli lokalno pregrevanje.

Za zaključek
Preverjanje kemične združljivosti je le en vidik izbire PTFE grelnika za nevarno okolje cone 2. Nadzor nad vsemi možnimi viri vžiga, kot je najvišja temperatura plašča v okvarjenih situacijah, tehnike zaščite ohišja, naprave za toplotno ločitev in pooblaščeni postopki namestitve, je bistvenega pomena za skladnost s predpisi za nevarna območja.

Nevarno območje za uspešen PTFE grelec Posredovanje kvalificiranemu proizvajalcu vseh informacij o klasifikaciji nevarnega območja, kot so plinska skupina, temperaturni razred in oznaka cone, je prvi korak v postopku izbire cone 2. Končni sklop grelnika mora biti ustrezno odobren, trajno označen z imenom in v skladu s sprejetimi standardi, kot sta IEC 60079-10-1 in IEC 60079-14.

Nadzor temperature, celovitost certificiranja in odstranitev vseh potencialnih virov vžiga do najmanjše toplotne podrobnosti so na koncu tisto, kar predstavlja varnost v eksplozivnih okoljih.