文/ Manuel Hopp

在易燃易爆環(huán)境下進(jìn)行安全的加熱

文/ Manuel Hopp

安全的防爆型電加熱法蘭——項(xiàng)目中的工作繁雜多樣，滿足用戶的要求是最核心的理念，在防爆保護(hù)領(lǐng)域中，一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)即是特有的零部件設(shè)計(jì)在滿足用戶要求的前提下，還要符合滿足防爆保護(hù)領(lǐng)域的安全技術(shù)規(guī)定。

GC-Flange EX型加熱法蘭適合在易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)合中加熱液體介質(zhì)

GC-Flange EX法蘭擁有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域，安全可靠、經(jīng)濟(jì)性和功能性兼顧，現(xiàn)在，面臨了一個(gè)作為完美產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。

在有易燃易爆危險(xiǎn)的領(lǐng)域中，必須非常清楚所用儀器設(shè)備的使用限制。流程工藝技術(shù)涉及的參數(shù)（如流速、材料性能等）可以通過采集加熱元件介質(zhì)的成膜溫度表示出來。對(duì)于每個(gè)加熱法蘭（標(biāo)準(zhǔn)型和防爆型），GC-Heat公司都進(jìn)行不同工況（滿負(fù)荷，部分負(fù)荷和短時(shí)加熱過程）下的成膜溫度計(jì)算。在具有代表性的例子基礎(chǔ)上，可以清楚地從圖中看到不同操作條件對(duì)成膜溫度的影響。

圖中的實(shí)線表示了一個(gè)長(zhǎng)期負(fù)載（100%的流量，加熱元件接通后100%的工作）時(shí)的時(shí)間—溫度關(guān)系曲線：介質(zhì)溫度在95℃時(shí)加熱元件成膜溫度為135℃。當(dāng)轉(zhuǎn)換到部分負(fù)載工況時(shí)（容積減少一半，加熱元件工作時(shí)間為50%），最高成膜溫度可以通過加熱元件的電氣調(diào)節(jié)受到明顯的影響（圖中：短虛線表示的切換周期為10 s，點(diǎn)虛線表示的切換周期為30 s）。

加熱法蘭有代表性的溫度-時(shí)間曲線

成膜溫度明顯的減少了長(zhǎng)期負(fù)荷時(shí)的成膜溫度。在切換周期為30s時(shí)，成膜溫度已經(jīng)接近長(zhǎng)期負(fù)荷時(shí)的成膜溫度（～134℃）了。當(dāng)介質(zhì)的粘度很高時(shí)，可能出現(xiàn)在部分負(fù)載工況下，若調(diào)節(jié)不足就會(huì)出現(xiàn)成膜溫度超過允許的最高溫度的情況。這一點(diǎn)在加熱元件的設(shè)計(jì)時(shí)就必須予以考慮。

在一些重要的應(yīng)用場(chǎng)合中還需要測(cè)定電熱絲的溫度；以便盡可能準(zhǔn)確地確定整個(gè)加熱系統(tǒng)的溫度、優(yōu)化加熱元件的設(shè)計(jì)。

在有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)合中，接線盒的溫度是一個(gè)非常重要的計(jì)算參數(shù)。因此GC-Heat公司采用了計(jì)算本身發(fā)熱的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，利用數(shù)學(xué)計(jì)算公式和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定哪些地方是需要監(jiān)控的，這樣就可以確定各個(gè)方案中接線盒和以安裝加熱元件的最高溫度了。

通過項(xiàng)目實(shí)施過程中接線盒的自身發(fā)熱計(jì)算，必要時(shí)可以采取相應(yīng)的尺寸匹配調(diào)整措施，功率限制措施或者是等級(jí)分類的優(yōu)化。這樣就能夠確保加熱法蘭能夠有最高的安全可靠性、并且也滿足了相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求和規(guī)定（參見下框中的說明）。

需要的冷卻段長(zhǎng)度也可以按照這一方法計(jì)算出來，計(jì)算冷卻長(zhǎng)度時(shí)所需的參數(shù)選擇曲線圖是在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并通過了指定監(jiān)管機(jī)構(gòu)監(jiān)督下的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

個(gè)性化的設(shè)計(jì)要考慮到防爆方面的各種問題，盡可能地在考慮了所有流程工藝參數(shù)的限制和安全保護(hù)要求之后，能夠最佳地利用電加熱法蘭。此外，模塊化的結(jié)構(gòu)不僅可以滿足人們的個(gè)性化需求，還擁有很高的性價(jià)比。

滿足當(dāng)前易燃易爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在當(dāng)前工程技術(shù)設(shè)計(jì)工作中，需要遵守現(xiàn)行的歐盟壓力檢測(cè)儀表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（DGRL 2014/68/EU）和Atex易燃易爆安全保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（Atex 2014/34/EU）以及與此有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。GC-Flange EX加熱法蘭和其中所用的GC-Tube EX元件滿足了這些要求。這種個(gè)性化設(shè)計(jì)和加工制造的加熱法蘭滿足了在Zone 1和2以及在粉塵環(huán)境Zone 21和22中使用的各項(xiàng)規(guī)定。它可用于溫度在-20℃～+450℃之間的液體加熱。在防爆安全保護(hù)中，有決定意義的不是被加熱的液體介質(zhì)，而是加熱法蘭接線處周圍的環(huán)境，易燃易爆危險(xiǎn)Zone等級(jí)和操作者的工作條件決定了對(duì)加熱產(chǎn)品的要求。GC-Flange EX加熱法蘭可以在環(huán)境溫度-20℃～+60℃的范圍內(nèi)使用。

本文作者系GC-Heat公司項(xiàng)目工程師。