Mechanismus des Trockenbrennens von Flanschheizrohren in großen Wassertankanlagen
Flanschheizrohre sind die am häufigsten verwendeten Heizkomponenten in großen Brauchwassertanks, Öllagertanks und Zentralheizungssystemen, und ihr Mechanismus und ihre Risikopunkte bei Trockenbrand unterscheiden sich völlig von gewöhnlichen Tauchheizrohren. Aufgrund der großen Heizleistung, des langen Rohrkörpers und der geschichteten Installationsstruktur neigen Flanschheizgeräte eher zu lokaler Trockenverbrennung als zu allgemeiner Trockenverbrennung, was zu atypischen lokalen Überhitzungsschäden führt. Lokales Trockenbrennen führt zu asymmetrischer Alterung des Rohrkörpers, lokaler Isolationskarbonisierung und teilweiser Mantelperforation, was die Gesamtlebensdauer von Flanschheizrohren stark verkürzt. Das passende Thermoelement-Zonen-Temperaturüberwachungsschema kann das Problem des unentdeckten lokalen Trockenbrennens von Heizrohren mit großen Flanschen effektiv lösen.
Die strukturellen Eigenschaften von Flanschheizrohren bestimmen ihr einzigartiges Trockenbrandrisiko. Flanschheizrohre bestehen aus mehreren U-förmigen Heizrohren, die in Arrays angeordnet sind, mit hoher Gesamtleistung und langer Heizausdehnungslänge. Bei der Konstruktion und Installation der Ausrüstung ist der untere Rohrabschnitt vollständig in das Medium eingetaucht, während sich der obere Rohrabschnitt nahe der Flüssigkeitsspiegelgrenze befindet. Wenn der Flüssigkeitsspiegel leicht sinkt oder die Medienzirkulation ungleichmäßig ist, wird die obere Rohranordnung zuerst der Luft ausgesetzt, wodurch es zu einer lokalen Trockenverbrennung kommt, während sich der untere Rohrkörper noch im normalen Heizzustand befindet. Durch diesen asymmetrischen Erwärmungszustand unterscheidet sich die lokale Temperatur des Rohrkörpers um mehr als 400 Grad, was zu enormen Temperaturunterschieden führt.
Durch örtliches Trockenbrennen entstehen stufenweise Schäden an Flanschheizrohren. Der freigelegte Rohrabschnitt erzeugt Schäden durch Trockenbrennen bei extrem hohen Temperaturen, was zu einer Verkohlung der Isolierung, einer Oxidation der Hülle und einer Rotglutverformung führt. Der Tauchrohrabschnitt arbeitet normal und bei stabiler Temperatur. Langfristiger asymmetrischer Betrieb verursacht schwere Verformungen und Biegungen des Rohrkörpers unter thermischer Belastung, Extrusionsschäden an der inneren Isolationsstruktur an der Biegegrenze und konzentrierte elektrische Leckfehler an der Flüssigkeitsspiegelgrenze. Die meisten Ausfälle von Flanschheizrohren treten an der Flüssigkeitsspiegellinie auf, was ein typisches Merkmal lokaler Trockenbrandschäden ist.
Die mittlere Schichtung großer Tanks und tote Strömungszonen verschärfen die Gefahr einer lokalen Trockenverbrennung. In großen statischen Wassertanks und Öltanks weist das Medium eine schlechte Fließfähigkeit und ein Temperaturschichtungsphänomen auf. Das lokale Medium in der Nähe des Heizrohrs wird erhitzt und verdampft, um vorübergehende Dampfspalte zu bilden, was zu einer intermittierenden lokalen Trockenverbrennung des Rohrkörpers führt. Diese dampfbedingte Trockenverbrennung ist extrem verborgen und die Flüssigkeitsstandanzeige des Systems ist normal, so dass es unmöglich ist, versteckte Gefahren durch herkömmliche Flüssigkeitsstanderkennung zu erkennen.
Herkömmliche Einzelschutzkonfigurationen weisen offensichtliche Mängel beim Schutz der Flanschheizung auf. Ein einzelner Flüssigkeitsstandschalter kann nur den gesamten Flüssigkeitsstand überwachen und keine lokale Rohrexposition erkennen; Ein einzelnes Thermoelement kann nur die Temperatur des Mediums erfassen und kann keinen lokalen Trockenbrenntemperaturanstieg der oberen Rohranordnung erfassen, was langfristig zu einer ungeschützten lokalen Überhitzung führt.
Der Zonenschutz und das optimierte Design verhindern grundsätzlich die lokale Trockenverbrennung von Flanschrohren. Nutzen Sie die Mehrpunktüberwachung des Flüssigkeitsstands, um einen Frühwarnschwellenwert für die Flüssigkeitsstandsgrenze der Heizrohranordnung festzulegen. Konfigurieren Sie in Zonen unterteilte Thermoelement-Temperatursensoren am oberen, leicht-trockenen-Verbrennungsabschnitt, um eine unabhängige Temperaturüberwachung und eine Abschaltung-bei Übertemperatur-zu realisieren; Optimieren Sie das zirkulierende Rührgerät des Mediums, um Strömungstotzonen und versteckte Gefahren durch Dampfspalte zu beseitigen. Durch eine angemessene Strukturoptimierung und eine Mehrpunktschutzkonfiguration werden lokale Trockenbrennfehler bei großen Flanschheizrohren vollständig beseitigt und die Gesamtstabilität industrieller Tankheizsysteme verbessert.
