在易燃易爆环境下进行安全的加热

作者：Manuel Hopp 文章来源：PROCESS《流程工业》发布时间：2017-08-23

在防爆保护领域中，一个特殊的挑战即是特有的零部件设计在满足用户要求的前提下，还要符合满足防爆保护领域的安全技术规定。

GC-Flange EX法兰拥有很宽的应用领域，安全可靠、经济性和功能性兼顾，现在，面临了一个作为完美产品的挑战。
在有易燃易爆危险的领域中，必须非常清楚所用仪器设备的使用限制。流程工艺技术涉及的参数（如流速、材料性能等）可以通过采集加热元件介质的成膜温度表示出来。对于每个加热法兰（标准型和防爆型），GC-Heat公司都进行不同工况（满负荷，部分负荷和短时加热过程）下的成膜温度计算。在具有代表性的例子基础上，可以清楚地从图中看到不同操作条件对成膜温度的影响。

（加热法兰有代表性的温度-时间曲线）

图中的实线表示了一个长期负载（100%的流量，加热元件接通后100%的工作）时的时间—温度关系曲线：介质温度在95℃时加热元件成膜温度为135℃。当转换到部分负载工况时（容积减少一半，加热元件工作时间为50%），最高成膜温度可以通过加热元件的电气调节受到明显的影响（图中：短虚线表示的切换周期为10 s，点虚线表示的切换周期为30 s）。

成膜温度明显的减少了长期负荷时的成膜温度。在切换周期为30s时，成膜温度已经接近长期负荷时的成膜温度（~134℃）了。当介质的粘度很高时，可能出现在部分负载工况下，若调节不足就会出现成膜温度超过允许的最高温度的情况。这一点在加热元件的设计时就必须予以考虑。

在一些重要的应用场合中还需要测定电热丝的温度；以便尽可能准确地确定整个加热系统的温度、优化加热元件的设计。
在有易燃易爆危险的场合中，接线盒的温度是一个非常重要的计算参数。因此GC-Heat公司采用了计算本身发热的数学计算模型，利用数学计算公式和实验相结合的方法确定哪些地方是需要监控的，这样就可以确定各个方案中接线盒和以安装加热元件的最高温度了。

通过项目实施过程中接线盒的自身发热计算，必要时可以采取相应的尺寸匹配调整措施，功率限制措施或者是等级分类的优化。这样就能够确保加热法兰能够有最高的安全可靠性、并且也满足了相关技术规范的要求和规定（参见下框中的说明）。
需要的冷却段长度也可以按照这一方法计算出来，计算冷却长度时所需的参数选择曲线图是在大量试验基础上开发出来的，并通过了指定监管机构监督下的现场测试。

个性化的设计要考虑到防爆方面的各种问题，尽可能地在考虑了所有流程工艺参数的限制和安全保护要求之后，能够最佳地利用电加热法兰。此外，模块化的结构不仅可以满足人们的个性化需求，还拥有很高的性价比。