Der Einfluss der Isolierung auf die Konstruktion und den Betrieb elektrischer Begleitheizungen

Es war eiskalt, selbst für die Verhältnisse des Mittleren Westens. An diesem Morgen erhielt ich einen Anruf von einem Werksleiter einer Anlage für erneuerbaren Diesel, etwa zwei Stunden von zu Hause entfernt. Ein aufgeregter Werksleiter verkündete, dass fünf Tanker auf ihre Beladung warteten und weitere fünf unterwegs seien. Er konnte nicht auf die LKWs laden, weil der Biodiesel zu kalt war und den Durchfluss blockierte. Er hatte das Rohr identifiziert, das das Problem verursachte, und wollte, dass ich vorbeikomme, um bei der Fehlerbehebung zu helfen.

Als ich ankam, schlossen die Betreiber temporäre Dampfleitungen an, um die Rohre zu umwickeln und wieder aufzuwärmen. Schließlich erwärmte sich das Produkt so weit, dass die Pumpen neu gestartet und die LKWs beladen werden konnten.

Als wir die Problemlinie entlanggingen, war die Ursache deutlich zu erkennen. Wir identifizierten Rohrabschnitte, in denen die Isolierung entweder fehlte oder vollständig gefroren war. An mehreren Stellen konnten wir die Hitzespur am Rohr erkennen. Später erfuhr ich, dass ein Bauunternehmer im Sommer einige Rohrleitungen im Rohrgestell ausgetauscht hatte, ohne die Isolierung und Ummantelung wieder anzubringen. Als der Herbst in den Winter überging, drangen Regen und Schneeschmelze in das Isoliersystem an den vertikalen Rohrleitungsabschnitten ein und durchnässten einen großen Teil der Faserisolierung, sodass diese zu einem Eisblock wurde, sobald es kalt genug wurde.

In diesem Fall musste das Werk nicht nur die stundenlangen Dienstausfälle der LKW-Fahrer bezahlen, sondern auch die Überstunden aller in letzter Minute hinzugezogenen zusätzlichen Fahrer.

Der Ausfall eines Wärmemanagementsystems ist ein teurer, aber oft vermeidbarer Kostenfaktor, wenn die Isolierung mit dem richtigen Material erfolgt.

Während meiner Karriere in der Begleitheizung habe ich meinen Kunden bei der Diagnose von Problemen mit ihren Heizsystemen geholfen. Die ersten Anzeichen eines Systemausfalls sind oft, wenn eine Leitung den Durchfluss verliert oder ein Bruch auftritt. Nachdem ich festgestellt hatte, dass das elektrische Heizsystem funktionierte, richtete ich meine Aufmerksamkeit auf das Isolierungs- und Ummantelungssystem.

Damit ein elektrisches Begleitheizungssystem ordnungsgemäß funktioniert, muss die Isolationsleistung nicht nur am ersten Tag, sondern während der gesamten Lebensdauer des Systems an die Anforderungen des Prozessdesigns angepasst werden. Die Leistung des Heizkabels, ausgedrückt in „Watt pro Fuß“, ist auf den durch die Isolierung zugelassenen Wärmeverlust abgestimmt. Wenn die Isolierung nass wird oder beschädigt wird, gerät das System aus dem Gleichgewicht und verursacht Probleme.

Beim Entwurf eines vollständigen Wärmemanagementsystems ist es wichtig, die langfristige Leistung der darüber liegenden Isolierung zu berücksichtigen.

Hitze, Wasser und mechanischer Schaden – die drei Feinde der Wärmedämmung.

Nasse oder beschädigte Isolierungen können kostspielige Ausfälle in einem Prozess verursachen, was zu eingefrorenen oder verstopften Leitungen führen kann. Die Reparatur dieser Ausfälle ist nicht nur kostspielig, sondern kann auch zu Produktionsausfällen und ungeplanten Ausfällen führen. In manchen Fällen kann der Ausfall eines Begleitheizungssystems auch ein Gesundheits- und Sicherheitsrisiko darstellen, wenn Augenspülstationen oder aktive Brandschutzausrüstung einfrieren.

Ein häufiges Missverständnis besteht darin, dass die Ummantelung oder Verkleidung der darüber liegenden Isolierung verhindert, dass Wasser in das Isoliersystem eindringt. Durch meine Erfahrung:

• Bediener gehen und treten auf die Rohrleitungen, um Wartungsarbeiten durchzuführen oder schwer zugängliche Bereiche zu erreichen, was zu Schäden am System führt.
• Die Ummantelung wurde entfernt, aber nicht korrekt wieder angebracht.
• Der Prozess der Temperaturwechsel kann zu einer Ausdehnung und Kontraktion der Isolierung und Ummantelung führen.

Dabei kann es durch Durchdringungen in der Ummantelung dazu kommen, dass Wasser eindringt und mit dem Dämmstoff in Berührung kommt. Herkömmliche wasserabsorbierende Isolierungen halten Feuchtigkeit neben dem Rohr, was zu einem Ungleichgewicht zwischen der vom Begleitheizungssystem verfügbaren Wärme und dem erhöhten Wärmeverlust durch die feuchte Isolierung führt.

Selbst eine Feuchtigkeitsaufnahme von nur 3 % führt zu einem drei- bis vierfachen Energieverlust. Dieses Ungleichgewicht führt zum Ausfall des Systems. Durchnässte Isolierung führt zu einem größeren Wärmeverlust und der Gefahr, dass die Rohrleitungen einfrieren oder verstopfen, wenn kein Durchfluss erfolgt. Wenn die Isolierung weiterhin nass ist, kann dies auch das Risiko erhöhen Korrosion unter Isolierung.

Pyrogel^® ist so konstruiert, dass es den typischen Feinden der mechanischen Isolierung standhält; Hitze, Wasser und mechanische Schäden.

Isolationsstärke

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl der Isolierung für ein Begleitheizungsprojekt ist die Dicke. Ein gut isoliertes System kann die Anzahl der für ein Projekt erforderlichen Stromkreise reduzieren. Ein Begleitheizungssystem mit weniger Schaltkreisen kann die Kosten für die Stromverteilung senken. Dies führt nicht nur zu niedrigeren Gesamtinstallationskosten, sondern auch zu einer Reduzierung der Betriebskosten.

Die größten Herausforderungen der Isolierung lösen

Vor fast zwei Jahrzehnten machte sich Aspen Aerogels daran, die Wärmedämmung neu zu erfinden. Das Ergebnis dieser Bemühungen wurde als bekannt Pyrogel, speziell entwickelt, um die Leistung auch dann aufrechtzuerhalten, wenn das Ummantelungssystem ausgefallen ist. Pyrogel  Das Mehrschichtsystem ermöglicht versetzte Umfangs- und Längsfugen, die ein Eindringen von Wasser nahezu unmöglich machen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Isolierung Pyrogel kann dem Eindringen von Wasser oder Schnee standhalten, die Anlage trocken halten und dazu beitragen, dass das Begleitheizungssystem ordnungsgemäß funktioniert.

PyrogelDas ultradünne Profil, das bis zu 50 % dünner als herkömmliche Isolierungen ist, trägt auch dazu bei, Abstandsprobleme zu lösen, ein häufiges Problem, das den Wärmewiderstand, der über ein Begleitheizungssystem angewendet werden kann, einschränken kann.

Schließlich muss im Falle eines Ausfalls oder einer Beschädigung eines Begleitheizungskabels die Isolierung für die Reparatur oder Inspektion entfernt werden. Pyrogel ist eine flexible Aerogeldecke, die abnehmbar und wiederverwendbar ist. Bei einem unserer Kunden im Mittleren Westen, Pyrogel wurde entfernt, gespeichert und dann für drei separate Wartungsereignisse erneut angewendet.

Wenn ich auf meine Zeit zurückblicke, in der ich elektrische Begleitheizungen unterstützt habe, wundert es mich immer noch, wie viele Probleme durch nasse oder beschädigte Isolierung verursacht wurden. Diese Probleme waren für meine Kunden kostspielig. Ich habe bei Aspen Aerogels nun das Gefühl, dass wir über die Werkzeuge verfügen, mit denen die Begleitheizung ihre beabsichtigte Leistung erbringen kann. Wenn Sie einige der oben beschriebenen Probleme erkennen, können Sie dies gerne tun Nehmen Sie Kontakt mit uns auf Wenn Sie mit mir oder einem Kollegen zusammen sind, helfen wir Ihnen gerne weiter.