加熱トレース システム: ケーブル選択、制御、および設置ガイド

ターミナルにある 150 m の炭素鋼燃料油ラインを考えてみましょう。周囲温度 -10°C では、断熱材と風に応じてラインは 2 ～ 4 kW 損失する可能性があります。加熱痕跡がないと、オイルが冷えて粘度が上昇し、ラインがタンクに到達するずっと前に移送ポンプが停止する可能性があります。有用な結論は、加熱トレースは熱回路であり、ケーブル付属品ではないということです。熱損失、維持温度、環境、制御、設置方法からサイジングする必要があります。これらのいずれかが欠けていると、適切に作られたケーブルであってもメンテナンスの問題が発生します。

ヒートトレースまたは電気トレース加熱とも呼ばれる加熱トレースは、制御された熱をパイプ、タンク、機器、またはダクトの表面に加えて、周囲に失われた熱を置き換えます。これは 2 つの異なる仕事を実行できます。1 つは水ベースの流体を安全マージンを持って 0°C 以上に保つことを目的とする凍結保護、もう 1 つは製品を粘度、流量、または反応条件に維持することが目的であるプロセス温度の維持です。図面上では 2 つのジョブは似ているように見えますが、必要な電力密度、ケーブルの種類、センサー、アラームが異なります。

加熱痕跡とは何か、そうでないものは何か

断熱材の代替品ではありません。断熱により熱損失が軽減されます。微量の加熱により残りの損失が補われます。フランジやバルブの絶縁体が濡れていたり、損傷していたり​​、欠けていたりすると、トレース回路の動作時間が長くなり、高温になります。これによりケーブルの寿命が短くなり、自動調整ケーブルが有効な調整範囲を超えてしまう可能性があります。実際的なルールは、最初に熱エンベロープを修正し、次に実際の熱損失に合わせてトレース ケーブルのサイズを決定することです。

また、単一の製品ではありません。通常、完全な回路には、加熱ケーブル、コールドリード、グランド、ジャンクションボックス、断熱材、サーモスタットまたは RTD センサー、コンタクタまたはソリッドステート コントローラ、漏電保護、およびアラームが含まれます。危険区域では、認証はケーブル、グランド、エンクロージャ、および制御キャビネットをアセンブリとしてカバーする必要があります。接続箱またはコントロール パネルが通常の用途に使用される場合、ATEX または IECEx 証明書付きのケーブルでは十分ではありません。

ケーブルの種類の概要

より長い温度またはより高い温度で動作する三相定ワット数回路の場合は、カタログ温度だけから選択するのではなく、ケーブルと回路の設計を一緒にチェックする必要があります。

定ワット数三相トレースヒーター 長時間または高温の三相運転の場合、このヒーターはメートル当たりの出力を一定に保ち、現場で切断でき、粘性または腐食性プロセスの加熱に適しています。 製品を見る→

熱損失から始めて温度を維持する

ケーブルを選択する前に、予想される最低周囲温度および必要な維持温度での 1 メートルあたりの熱損失を計算または取得してください。ケーブルの種類と 1 メートルあたりのワット数のみを記載した見積もりは不完全です。通常、次のデータによって回路が機能するかどうかが決まります。

1. 任務: 凍結防止、粘度制御、またはプロセス温度の維持。
2. パイプまたはタンクの詳細: 直径、長さ、材質、断熱材の厚さ、熱伝導率。
3. 温度差: 最低周囲温度、維持温度、およびラインがパージまたはクリーニングされている場合の最大暴露。
4. 電力密度と電圧: 1 メートルあたりのワット数、供給電圧、回路長、起動電流。
5. 制御原理: サーモスタット、RTD、比例制御、アラーム、リモート監視、トリップ設定。
6. エリアの分類と設置上の制約: 危険エリア、腐食、洗い流し、沖合、または埋設ライン。

サプライヤーが計算の前提条件を提示できない場合、見積もりはケーブル料金のみとなります。トレース回路は発熱体自体ではなく、ケーブル、グランド、接続箱、サーモスタットの間の弱点で故障することが多いため、これは重要です。ケーブル、コントロール、アクセサリを 1 か所にまとめて詳しく見るには、次のサイトを参照してください。 ヒートトレース製品範囲 .

凍結防止: 節約の隠し場所

通常、凍結防止は最もコスト重視のアプリケーションです。目標はパイプを熱くすることではありません。確実なマージンを持って液体を氷点以上に保つためです。よくある設計エラーは、バルブ、フランジ、デッドレッグ、および機器のタッピングを無視することです。これらの継手は表面積と熱質量を追加するため、ケーブルのレイアウトと電力の許容値がそれらをカバーする必要があります。サーモスタットを 5°C に設定すると、十分に断熱された水道管には適切かもしれませんが、センサーの位置が重要です。センサーがパイプ上ではなく暖かいケーブル上にあると、回路が正しく循環されなくなります。

ここでは出力が温度によって変化する自己調整ケーブルが一般的ですが、回路には依然として漏電保護、起動電流定格のコンタクタ、電源喪失またはパイプ温度の低下に対するアラームが必要です。低温メンテナンス トレース ヒーターは、維持温度が控えめで周囲の変動が緩やかな給水ライン、防火配管、小型タンクによく使用されます。

低温温度維持用トレースヒーター 適度な温度維持と霜よけが十分な場合、この定ワット数ヒーターは、HVAC、水処理、食品加工のパイプ、タンク、バルブ、機器をサポートします。 製品を見る→

プロセス温度の維持: 粘度、流量、製品品質

プロセスラインはそれほど寛容ではありません。重油、アスファルト、化学物質移送ライン、およびガスサンプルラインでは、周囲温度よりも十分高い温度を維持する必要がある場合があり、許容される変動はわずか数度である場合があります。これらの業務では、ケーブルの種類、センサーの位置、制御モードを一緒に選択する必要があります。維持温度が高い場合、またはラインにフランジやバルブが繰り返しある場合には、一定のワット数または鉱物絶縁ケーブルの方が適している場合があります。自己調整ケーブルは、低温や変化する周囲環境に便利ですが、最大暴露温度と起動電流を確認する必要があります。

「最高温度」だけでサイズを判断しないでください。関連する数値は、最悪の熱損失条件下での維持温度に、制御システムが管理できるマージンを加えたものです。不確実性をカバーするためにケーブルのサイズを大きくすると、停滞した製品が過熱する可能性があります。一方、サイズが小さすぎると、夜間の最も寒い時間帯にラインが必要な粘度を下回ったままになります。

信頼性を決定する制御および危険エリアの詳細

制御盤は接触器の箱ではありません。回路がどのように開始され、どのようにアラームが発せられ、どのように故障するかを定義する必要があります。凍結防止には、センサーがパイプ上にあり、アラームが見える場合には、単純なサーモスタットで十分な場合があります。プロセスメンテナンスの場合、通常、特にラインが部分的にアイドル状態の場合、RTD と比例コントローラーを使用すると、より良い結果が得られます。漏電保護は不可欠ですが、設置中にケーブルの絶縁が損傷したり、不適切に密閉されたグランドに湿気が侵入したりすると、迷惑なトリップが発生することがよくあります。

危険な場所では、ケーブル、グランド、接続箱、制御盤、温度センサーなどのアセンブリ全体を確認してください。お見積り確定前に地域区分、ガス種、温度区分の確認が必要です。危険場所のトレース制御キャビネットには、必要な認証、正しいエンクロージャ保護、フィールド テスト用の明確な端子レイアウトが含まれている必要があります。

危険場所用加熱トレース制御キャビネット 危険エリアのトレース加熱アセンブリ用に、このキャビネットは温度制御、監視、1 ～ 72 回路にわたる電源管理を組み合わせて、凍結防止とプロセス メンテナンスを実現します。 製品を見る→

設置と試運転: 防ぐことができる障害

トレースの加熱の問題のほとんどは、試運転時または最初のコールド スナップ後に発生します。ケーブルは電気的には健全でも、パイプに対してしっかりと密着していない、絶縁体が濡れている、センサーが間違った場所にあるなどの理由で、熱的には効果がない可能性があります。取り付け中は、ケーブルを鋭利な端から遠ざけ、指定された曲げ半径に従い、正しいテープとサーマルコンパウンドを使用し、すべてのグランドをシールしてください。絶縁抵抗と導通テストに合格するまで回路に通電しないでください。

• 絶縁作業前後の絶縁抵抗とループ抵抗を記録します。
• 各回路の両端にラベルを付け、パネル集計表を更新します。
• サーモスタットと RTD の校正を基準温度計と比較してチェックします。
• シミュレートされたセンサー信号でアラームとトリップの設定を確認します。
• 絶縁体を閉じる前にケーブルのレイアウトを写真に撮ります。

私たちのメモ 建設および検査基準 これらの手順に関するフィールドレベルのチェックリストを提供します。

加熱痕跡調査に記入する内容

有益な問い合わせは、ケーブルを販売するだけでなく、回路のサイズを決定するのに十分な情報をサプライヤーに提供します。パイプのサイズと長さ、材質、断熱材の種類と厚さ、最低周囲温度、維持温度、最高暴露温度、供給電圧、エリア分類、制御要件、海上輸送やアクセス制限などの設置制限が含まれます。ラインにバルブ、フランジ、サポート、または器具がある場合は、その旨を伝えてください。これらの詳細により、ケーブルの長さと許容電力が変わります。

最終的な決定は、熱負荷と許容できる故障モードに基づいて行う必要があります。多くの場合、凍結防止には単純なサーモスタットと自動調整ケーブルを使用できます。高温のプロセスラインには、一定のワット数または鉱物絶縁ケーブル、専用の制御キャビネット、およびより厳密な試運転記録が必要な場合があります。どちらの場合も、ケーブル、絶縁体、センサー、制御、設置が 1 つのシステムとして扱われる場合、加熱トレースは最も効果的に機能します。