その電気加熱窒素パイプラインヒーターシステムは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、パイプラインを流れる窒素を加熱する装置です。システムの構造設計では、加熱効率、安全性、自動化制御を考慮する必要があります。以下は、その主要コンポーネントと詳細な説明です。
1、暖房メインモジュール
1. 電気加熱素子
• コア加熱コンポーネント:
フィン型電熱管：ステンレス鋼（304/316Lなど）または耐熱合金材料を使用し、表面にプレスフィンを設けることで放熱面積を増やし、熱交換効率を向上させています。内部は抵抗線（ニッケルクロム合金）で作られ、絶縁・熱伝導材として酸化マグネシウム粉末（MgO）を充填し、電気絶縁性と耐高温性（耐熱温度は500℃以上）を確保しています。
インストール方法：
その加熱管パイプラインの軸方向に均等に配置され、フランジまたは溶接によってパイプラインの内壁または外スリーブに固定され、窒素が流れるときに加熱面と十分に接触することを保証します。
複数セットの加熱管を並列/直列に組み合わせることができ、グループ化された制御（低、中、高電力の 3 段階加熱など）によって電力調整が可能です。
2. パイプライン本体
メインパイプライン:
材質: ステンレス鋼 304/316L (乾燥窒素腐食に耐性)、高温シナリオでは 310S またはインコネル合金も利用可能。
構造: シームレス鋼管の溶接またはフランジ接続、ガス流抵抗を低減するための内壁研磨処理 (Ra ≤ 3.2 μ m)、窒素流量 (m ³/h) および流速 (推奨 5-15m/s) に従って設計されたパイプ径、GB/T 18984 または ASME B31.3 規格に準拠。
• 絶縁層：
外層を厚さ50～100mmのロックウールまたはアルミケイ酸塩繊維で包み、ステンレス鋼板で覆って熱損失を減らします（表面温度≤50℃）。
2、制御システム
1. 温度制御ユニット
• センサー:
温度測定素子：Pt100サーミスタ（精度±0.1℃）またはK型熱電対（耐高温性≧1000℃）、パイプラインの入口と出口、および加熱部の中間に設置され、温度をリアルタイムで監視します。
流量/圧力センサー: 渦流量計、熱質量流量計 (流量測定)、圧力トランスミッター (圧力測定)、加熱電力需要の計算に使用されます。
• コントローラー:
PLC または DCS システム: 統合された PID アルゴリズムにより、設定温度に応じて加熱電力を自動的に調整し (サイリスタ電力レギュレータやソリッドステート リレー SSR などを通じて)、リモート監視とデータ記録をサポートします。
2. 電気制御モジュール
• 電力システム：
◦ 入力電源：AC 380V/220V、50Hz、三相バランス電源をサポートするように回路ブレーカーと漏電保護装置を構成します。
電力制御: ソリッド ステート リレー (SSR) または電力レギュレータ、非接触スイッチング、高速応答速度、長寿命。
• 安全保護装置：
過熱保護：バイメタルサーモスタットまたは温度スイッチを内蔵しており、測定温度が設定値を超えると（目標温度より20℃高いなど）、加熱電源が強制的に遮断され、アラームが発動します。
過電流/短絡保護：変流器+回路ブレーカーにより、加熱管の故障による回路異常を防止します。
圧力保護: 圧力スイッチは、パイプラインの過圧を防ぐためにシャットダウンするようにリンクされています (設計圧力の 1.1 倍を超えるとトリガーされます)。
連動機能：窒素源と連動し、ガスの流れがないときは加熱を禁止して空焚きを防止します。
3、補助部品
1. コンポーネントを接続してインストールする
輸入および輸出フランジ: パイプラインと同じ材質の RF フラット フランジ (PN10/PN16) が使用され、シーリング ガスケットは金属で包まれたガスケットまたは PTFE ガスケットです。
• ブラケットと固定部品：炭素鋼亜鉛メッキまたはステンレス鋼ブラケット、水平/垂直設置をサポート、間隔はパイプ径と耐荷重能力に応じて設計されます（DN50パイプラインブラケット間隔≤3mなど）。
2. テストとメンテナンスのインターフェース
温度/圧力測定インターフェース: センサーの分解と校正を容易にするために、パイプラインの入口と出口に G1/2 または NPT1/2 のねじ付きインターフェースを用意します。
• 排出口: 凝縮水や不純物(窒素に微量の水分が含まれている場合)を定期的に排出するために、パイプラインの底に DN20 排出バルブが設置されています。
• 検査穴: 長いパイプラインや複雑な構造には、素早く開けられる検査フランジが装備されており、加熱パイプの交換や内壁の清掃が容易になります。
4、安全性と防爆設計（必要な場合）
防爆等級: 可燃性および爆発性の環境(石油化学工場など)で使用する場合、システムは Ex d IICT6 防爆規格に準拠する必要があり、加熱管は防爆型(接続箱の防爆認証付き)でなければならず、電気部品は防爆制御キャビネットに設置する必要があります。
接地保護: 静電気の蓄積と漏電のリスクを防ぐために、システム全体が確実に接地されています (接地抵抗 ≤ 4 Ω)。
5、代表的な用途
化学工業: 窒素パージ、反応器予熱、乾燥プロセス加熱。
エレクトロニクス業界: 半導体製造における高純度窒素加熱 (汚染を避けるために内壁研磨が必要)。
冶金/熱処理: 炉入口加熱、保護雰囲気加熱による金属焼鈍。
要約する
その電気加熱窒素パイプラインヒーターこのシステムは電気加熱素子を中心とし、インテリジェント制御により正確な温度上昇を実現します。その構造は、熱効率、安全性、流体力学の最適化をバランスさせる必要があり、温度、清浄度、防爆性が求められる産業用途に適しています。設計においては、長期にわたる安定した動作を確保するために、具体的な動作条件（流量、温度、圧力、環境）に基づいて材料、電源構成、制御方式を選択する必要があります。
当社の製品についてさらに詳しく知りたい場合は、お問い合わせ!
投稿日時: 2025年4月10日
