El impacto del aislamiento en el diseño y operación de la traza eléctrica de calor

Hacía mucho frío, incluso para los estándares del Medio Oeste. Esa mañana recibí una llamada del director de una planta de diésel renovable, a unas dos horas de casa. Un emocionado gerente de planta anunció que tenía 5 camiones cisterna esperando para ser cargados y otros 5 en camino. No pudo cargar los camiones porque el biodiesel se había endurecido por estar demasiado frío y estaba bloqueando el flujo. Había identificado la tubería que estaba causando el problema y quería que yo fuera para ayudar a solucionarlo.

Cuando llegué, los operadores estaban conectando líneas de vapor temporales para envolver las tuberías y recalentarlas. Finalmente, el producto se calentó lo suficiente como para poder reiniciar las bombas y cargar los camiones.

Cuando recorrimos la línea del problema, la causa raíz era evidente: identificamos secciones de tubería donde faltaba aislamiento o estaba completamente congelado. En varias zonas pudimos ver la huella de calor en la tubería. Más tarde supe que durante el verano, un contratista había reemplazado algunas tuberías en el soporte de tuberías sin reinstalar el aislamiento y el revestimiento. A medida que el otoño se convirtió en invierno, la lluvia y el derretimiento de la nieve entraron en el sistema de aislamiento en las secciones de tuberías verticales y empaparon una gran parte del aislamiento fibroso, provocando que se convirtiera en un bloque de hielo una vez que se enfrió lo suficiente.

En este caso, la planta no sólo tuvo que pagar a los camioneros por horas sentadas, sino también horas extras a todos los operadores adicionales llamados en el último minuto.

La falla del sistema de gestión del calor es un costo costoso, pero a menudo evitable cuando se aísla con el material adecuado.

Durante mi carrera en el trazado de calor, ayudé a mis clientes a diagnosticar problemas con sus sistemas de calefacción. Los primeros signos de un sistema fallido suelen ser cuando una línea ha perdido flujo o se produce una ruptura. Después de determinar que el sistema de calefacción eléctrica estaba funcionando, mi atención se centraba en el sistema de aislamiento y revestimiento.

Para que un sistema de trazado eléctrico funcione correctamente, el rendimiento del aislamiento debe coincidir con las necesidades de diseño del proceso, no sólo el primer día, sino durante toda la vida útil del sistema. La potencia del cable calefactor expresada en “vatios por pie” coincide con la pérdida de calor permitida a través del aislamiento. Si el aislamiento se moja o se daña, el sistema se desequilibrará creando problemas.

Al diseñar un sistema completo de gestión del calor, es importante considerar el rendimiento a largo plazo del aislamiento que lo cubre.

Calor, agua y daños mecánicos: los tres enemigos del aislamiento térmico.

El aislamiento húmedo o dañado puede provocar costosas fallas en un proceso, lo que resulta en líneas congeladas o obstruidas. Estas fallas no sólo son costosas de reparar, sino que también pueden causar pérdida de producción e interrupciones no planificadas. En algunos casos, la falla de un sistema de trazado calefactor también puede crear un riesgo para la salud y la seguridad si las estaciones de lavado de ojos o los equipos de protección activa contra incendios se congelan.

Un error común es que el aislamiento superior del revestimiento o revestimiento evitará que el agua entre en el sistema de aislamiento. En mi experiencia:

• Los operadores caminan y pisan las tuberías para realizar mantenimiento o acceder a áreas de difícil acceso, lo que causa daños al sistema.
• Se quita el revestimiento pero no se vuelve a instalar correctamente.
• El proceso de ciclo térmico puede causar expansión y contracción del aislamiento y el revestimiento.

Cuando esto sucede, las penetraciones en el revestimiento pueden hacer que el agua entre y entre en contacto con el material aislante. El aislamiento absorbente de agua tradicional retendrá la humedad junto a la tubería, lo que resultará en un desequilibrio entre el calor disponible del sistema de trazado y la mayor pérdida de calor a través del aislamiento húmedo.

Incluso una absorción de humedad tan pequeña como el 3% resultará en una pérdida de energía de 3 a 4 veces mayor. Este desequilibrio hará que el sistema falle. El aislamiento empapado de agua provocará una mayor pérdida de calor y la posibilidad de que la tubería se congele o se obstruya si no se produce flujo. Si el aislamiento húmedo persiste, también puede aumentar el riesgo de corrosión bajo aislamiento.

Pyrogel^® está diseñado para resistir a los enemigos típicos del aislamiento mecánico; calor, agua y daños mecánicos.

Espesor de aislamiento

Otra consideración importante al seleccionar el aislamiento para un proyecto de trazado calefactor es el espesor. Un sistema bien aislado puede reducir la cantidad de circuitos necesarios para un proyecto. Un sistema de trazado de calor con menos circuitos puede disminuir los costos de distribución de energía. Esto resultará no sólo en un menor costo total de instalación, sino también en una reducción en el costo operativo.

Resolver los desafíos más difíciles del aislamiento

Hace casi dos décadas, Aspen Aerogels se propuso reimaginar el aislamiento térmico y el resultado de ese esfuerzo se conoció como Pyrogel, diseñado exclusivamente para mantener el rendimiento incluso cuando el sistema de revestimiento falla. Pyrogel, El sistema multicapa permite juntas circunferenciales y longitudinales escalonadas que hacen casi imposible la penetración del agua. A diferencia del aislamiento tradicional, Pyrogel puede resistir de manera elástica la entrada de agua o nieve, manteniendo el activo seco y ayudando al sistema de trazado calefactor a funcionar según lo diseñado.

PyrogelEl perfil ultrafino de, hasta un 50 % más delgado que el aislamiento tradicional, también ayuda a resolver los problemas de espacio libre, un problema común que puede limitar la resistencia térmica que se puede aplicar sobre un sistema de trazado calefactor.

Finalmente, en caso de que un cable de trazado calefactor falle o se dañe, será necesario retirar el aislamiento para dicha reparación o inspección. Pyrogel es una manta de aerogel flexible diseñada para ser removible y reutilizada. En uno de nuestros clientes en el Medio Oeste, Pyrogel se ha eliminado, almacenado y luego vuelto a aplicar para tres eventos de mantenimiento separados.

Mirando hacia atrás en el tiempo que pasé apoyando el trazador de calor eléctrico, todavía me sorprende cuántos problemas fueron causados ​​por el aislamiento húmedo o degradado; esos problemas fueron costosos para mis clientes. Ahora, en Aspen Aerogels, siento que tenemos las herramientas para ayudar a que el trazador de calor funcione según lo previsto. Si reconoce algunos de los problemas descritos anteriormente, no dude en contáctanos conmigo o con un colega, estaremos encantados de ayudarle.