De impact van isolatie op het ontwerp en de werking van elektrische verwarming

Het was ijskoud, zelfs voor normen uit het Midwesten. Die ochtend kreeg ik een telefoontje van een fabrieksmanager van een hernieuwbare dieselfabriek, ongeveer twee uur van huis. Een opgewonden fabrieksmanager kondigde aan dat er vijf tankers stonden te wachten om geladen te worden en dat er nog vijf onderweg waren. Hij kon de vrachtwagens niet laden omdat de biodiesel te koud was geworden en de doorstroming blokkeerde. Hij had de leiding geïdentificeerd die het probleem veroorzaakte en hij wilde dat ik naar buiten kwam om te helpen bij het oplossen van het probleem.

Toen ik aankwam, waren de operators bezig met het aansluiten van tijdelijke stoomleidingen om de leidingen in te pakken en opnieuw op te warmen. Uiteindelijk werd het product voldoende opgewarmd zodat ze de pompen opnieuw konden starten en de vrachtwagens konden laden.

Toen we langs de probleemlijn liepen, was de oorzaak duidelijk zichtbaar: we identificeerden delen van de leiding waar de isolatie ontbrak of volledig bevroren was. Op verschillende plekken konden we het verwarmingsspoor op de leiding zien. Later hoorde ik dat een aannemer in de zomer een aantal leidingen in het buizenrek had vervangen zonder de isolatie en de mantel opnieuw aan te brengen. Toen de herfst overging in winter, drongen regen en gesmolten sneeuw het isolatiesysteem op de verticale leidingsecties binnen en doorweekten een groot deel van de vezelige isolatie, waardoor het een ijsblok werd zodra het koud genoeg werd.

In dit geval moest de fabriek niet alleen betalen voor vrachtwagenchauffeurs die urenlang moesten zitten, maar ook voor overuren voor alle extra operators die op het laatste moment werden ingeschakeld.

Het falen van een warmtebeheersysteem is een dure, maar vaak vermijdbare kostenpost als deze wordt geïsoleerd met het juiste materiaal.

Tijdens mijn carrière in heat tracing hielp ik mijn klanten bij het diagnosticeren van problemen met hun verwarmingssystemen. De eerste tekenen van een falend systeem zijn vaak momenten waarop een lijn stroom verliest of er een breuk optreedt. Nadat ik had vastgesteld dat het elektrische verwarmingssysteem functioneerde, ging mijn aandacht uit naar het isolatie- en ommantelingssysteem.

Om een ​​elektrisch verwarmingssysteem goed te laten functioneren, moeten de isolatieprestaties worden afgestemd op de procesontwerpbehoeften, niet alleen op de eerste dag, maar gedurende de levensduur van het systeem. Het vermogen van de verwarmingskabel, uitgedrukt in “watt per voet”, wordt afgestemd op het warmteverlies dat door de isolatie mogelijk is. Als de isolatie nat of beschadigd raakt, raakt het systeem uit balans en ontstaan ​​er problemen.

Bij het ontwerpen van een compleet warmtebeheersysteem is het belangrijk om rekening te houden met de prestaties op lange termijn van de isolatie erboven.

Hitte, water en mechanische schade – de drie vijanden van thermische isolatie.

Natte of beschadigde isolatie kan kostbare processtoringen veroorzaken, met als gevolg bevroren of verstopte leidingen. Deze storingen zijn niet alleen duur om te repareren, maar kunnen ook productieverlies en ongeplande uitval veroorzaken. In sommige gevallen kan het falen van een verwarmingssysteem ook een gezondheids- en veiligheidsrisico met zich meebrengen als oogwasstations of actieve brandbeveiligingsapparatuur bevriezen.

Een veel voorkomende misvatting is dat de bovenliggende isolatie van de mantel of bekleding voorkomt dat water het isolatiesysteem binnendringt. In mijn ervaring:

• Operators lopen en stappen op de leidingen om onderhoud uit te voeren of toegang te krijgen tot moeilijk bereikbare plaatsen, wat schade aan het systeem veroorzaakt.
• De ommanteling is verwijderd, maar niet correct opnieuw geïnstalleerd.
• Het proces van thermische cycli kan uitzetting en samentrekking van de isolatie en de ommanteling veroorzaken.

Wanneer dit gebeurt, kunnen doorvoeringen in de mantel ervoor zorgen dat er water naar binnen stroomt en in contact komt met het isolatiemateriaal. Traditionele waterabsorberende isolatie houdt vocht vast naast de leiding, wat resulteert in een onbalans tussen de beschikbare warmte van het verwarmingssysteem en het verhoogde warmteverlies door de natte isolatie.

Zelfs een vochtopname van slechts 3% zal resulteren in een 3-4x energieverlies. Deze onbalans zal ervoor zorgen dat het systeem faalt. Met water doordrenkte isolatie zal resulteren in een groter warmteverlies en de kans dat de leidingen bevriezen of verstopt raken als er geen stroming optreedt. Als natte isolatie aanhoudt, kan dit ook het risico vergroten corrosie onder isolatie.

Pyrogel^® is ontworpen om weerstand te bieden aan de typische vijanden van mechanische isolatie; hitte, water en mechanische schade.

Isolatiedikte

Een andere belangrijke overweging bij het selecteren van isolatie voor een verwarmingsproject is de dikte. Een goed geïsoleerd systeem kan het aantal circuits dat nodig is voor een project verminderen. Een verwarmingssysteem met minder circuits kan de kosten voor stroomdistributie verlagen. Dit zal niet alleen resulteren in lagere totale installatiekosten, maar ook in een verlaging van de bedrijfskosten.

De moeilijkste uitdagingen op het gebied van isolatie oplossen

Bijna twintig jaar geleden begon Aspen Aerogels thermische isolatie opnieuw te bedenken. Het resultaat van die inspanning werd bekend als Pyrogel, uniek ontworpen om de prestaties te behouden, zelfs als het ommantelingssysteem defect is. Pyrogel's Het meerlaagse systeem maakt verspringende omtrek- en lengteverbindingen mogelijk, waardoor het vrijwel onmogelijk is dat water binnendringt. In tegenstelling tot traditionele isolatie, Pyrogel kan op veerkrachtige wijze weerstand bieden aan het binnendringen van water of sneeuw, waardoor het asset droog blijft en het heat-trace-systeem helpt te functioneren zoals ontworpen.

PyrogelHet ultradunne profiel, tot 50% dunner dan traditionele isolatie, helpt ook bij het oplossen van spelingsproblemen, een veelvoorkomend probleem dat de thermische weerstand kan beperken die over een verwarmingssysteem kan worden toegepast.

Ten slotte zal, in het geval dat een verwarmingskabel defect raakt of beschadigd raakt, de isolatie verwijderd moeten worden voor reparatie of inspectie. Pyrogel is een flexibele aerogeldeken die is ontworpen om verwijderbaar en hergebruikt te worden. Bij een van onze klanten in het Midwesten, Pyrogel is verwijderd, opgeslagen en vervolgens opnieuw toegepast voor drie afzonderlijke onderhoudsgebeurtenissen.

Als ik terugkijk op mijn tijd ter ondersteuning van elektrische verwarming, verbaast het me nog steeds hoeveel problemen werden veroorzaakt door natte of slechte isolatie; deze problemen waren kostbaar voor mijn klanten. Nu bij Aspen Aerogels heb ik het gevoel dat we over de middelen beschikken om de heat-trace te helpen presteren zoals bedoeld. Als u enkele van de hierboven beschreven problemen herkent, kunt u dat gerust doen Neem gerust contact op! Samen met mij of een collega helpen wij u graag verder.