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应用于潜在爆炸性区域的柔性电加热解决方案

供稿: 久茂自动化(大连)有限公司

  • 关键词:久茂
  • 摘要:如今为了优化现代工业设施日益复杂的工艺,需要使用辅助加热以维持或增加温度,尤其在化学工艺或流程工艺中。柔性电加热器不限于个别行业或特殊应用,相反,他们使用的相当普遍。

如今为了优化现代工业设施日益复杂的工艺,需要使用辅助加热以维持或增加温度,尤其在化学工艺或流程工艺中。柔性电加热器不限于个别行业或特殊应用,相反,他们使用的相当普遍。


因其电阻加热的基本物理特性,可以精确的把电加热器和辅助加热器放在需要的地方。使用柔性电加热器,仅需很少的技术改进便可对现有工厂或工艺流程进行改造。


总部设在德国海登堡的温克勒公司从事设计和制造柔性电加热器已有40多年。除了很多标准的解决方案,温克勒公司在近些年创建了客户定制的加热解决方案,尤其是在防爆加热器系统领域。该产品范围主要受指令、法规和标准的影响,近年来需求大幅增长。在这种情况下,该产品系列需要具备系统认证。


通过这种认证,操作员不再需要对交付到潜在爆炸性工厂的加热器进行额外验收,因为制造商(温克勒)已经提前对设备进行了认证。信息性文档也是交货清单的一部分。根据德国有害物质“信息传递和危险评估条例”第6条,该文件是防爆文件的重要组成部分,必须由操作者持有。


根据部分2014/34/EU执行评估程序和点火危险评估,爆炸相关的元件要经过特殊选取。这就是温克勒公司总是在防爆加热器中采用久茂生产的具有EC-型检验证书的Pt100 RTD温度探头的原因。


Pt100 RTD温度探头是加热器中的重要安全元件,因为没有适当的控制器和限制器,所安装的电阻加热导体将超过最大允许温度。


超过最大温度范围将不仅仅损坏加热器本身,也会成为危险的点火源。


根据EN 60079-14第13节“电加热系统”附录F“电伴热系统的安装”,应提供安全设备,例如为控制器和限值器记录温度的传感器,以防止高温成为点火源。这就是所谓的监控设计,其目的是使用温度控制设备以限制表面温度。温度限值必须独立于温度控制进行工作,以便在超过最大允许表面温度(在加热器导体上)之前永久关闭加热系统。在系统操作员确定安全设备被激活的原因并确保不再超过相应最高温度前,系统无法重新启动。


温度传感器必须位于工艺的最热点。该热点可以是,例如加热导体和被加热物体之间的加热软管上,加热软管为基础软管(参见图1)。通过施加电压对加热导体进行电阻加热时,Pt100 RTD温度探头根据来自相应的控制和监测设备(在Ex区域内部或外部操作)的评估,改变电阻作出响应,然后根据结构和编程启动相应的测量。这样,不仅可以控制工艺的操作温度,也可以避免由于不受控制的过热温度而在加热器中产生的点火源。




图 1: 传感器在EX分析仪线上的“热点”定位


除了在柔性加热器中正确安装和正确定位RTD温度探头外,相应的工艺稳定性也起到决定性作用。这个过程的稳定性主要取决于所使用的评估单元。JUMO safetyM STB/STW安全限值器/监测器特别适合这个任务。它可以使标准信号和温度传感器进行具有可选择的冗余输入信号的紧凑型单通道安全控制。此解决方案是较小的功能性应用的理想选择,例如具有低密度和低信号数量的专用机器和个别应用。JUMO safetyM STB/STW也具备ATEX认证。




图 2: 带SIL认证温度探头的JUMO safetyM  STB/STW安全温度监测器/限值器


带Ex II认证的JUMO exTHERM DR 双态控制器,其设计也同样适用于电加热器。针对RTD温度探头、热电偶或电流标准信号的本质安全EX(IA)测量输入使其能够直接连接相应的测试传感器。因此不再需要隔离。除了“控制器”继电器输出,该设备还有第二个继电器输出用于限值监测。




图 3:带Ex II认证的JUMO exTHERM DR双态控制器是电加热器的理想选择


图4显示了一个使用防爆加热套管的电加热器的例子。相应的进程发生在集成PT100 RTD温度探头的加热器中。一个探头用于温度控制(1X传感器),而另一个用于带冗余设计的限值器(2X传感器)




图 4:应用案例




图 5:桶或气瓶加热器解决方案


除了低投资成本之外,其优点包括每个应用程序的低参数化工作。三种不同的模拟和二进制功能输出。在久茂特殊温度探头连接过程中(ATEX变量中也可应用),久茂完成评估整条SIL安全链条并颁发相应的SIL 3证书。

发布时间:2018年8月29日 9:51  人气:   审核编辑(何为)
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