Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

47 страниц

517.00 ₽

Купить ГОСТ IEC 60079-30-2-2011 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на резистивные электронагревательные устройства, устанавливаемые в зонах, где потенциально могут присутствовать взрывоопасные среды, за исключением зоны класса 0, и устанавливает руководство по применению этих устройств. В стандарте приведены рекомендации по проектированию, установке, техническому обслуживанию и ремонту распределенного электронагревательного оборудования и связанных с ним устройств управления и контроля. Стандарт не распространяется на устройства, которые используют индукционный нагрев, нагрев с помощью поверхностного эффекта или прямой нагрев трубопровода, а также устройства для снятия напряжений. Требования стандарта дополняют требования IEC 60079-30-1.

  Скачать PDF

Идентичен IEC 60079-30-2(2007)

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Применение

     4.1 Общие требования

     4.2 Коррозийные зоны

     4.3 Точность задания температуры процесса

     4.3.1 Тип I

     4.3.2 Тип II

     4.3.3 Тип III

     4.4 Правила установки

5 Теплоизоляция

     5.1 Общие требования

     5.2 Выбор изоляционного материала

     5.3 Выбор климатического барьера (оболочки)

     5.4 Выбор оптимальной толщины изоляции

     5.5 Двойная изоляция

6 Проектирование распределенной электронагревательной системы

     6.1 Введение

     6.2 Назначение электронагревателей и основные требования к ним

     6.3 Расчеты потерь тепла

     6.4 Нагрев

     6.5 Коэффициент безопасности при расчете потерь тепла

     6.6 Выбор резистивного распределенного электронагревателя

     6.6.1 Специальные типы резистивных распределенных электронагревателей

     6.6.2 Производительность резистивного распределенного электронагревателя и условия равновесия

     6.7 Определение максимальной температуры

     6.7.1 Положительный температурный коэффициент (ПТК)

     6.7.2 Использование ограничителя температуры (регулирующего устройства)

     6.7.3 Расчет стабилизированной конструкции

     6.7.4 Теоретические расчеты температуры оболочки. Металлические установки

     6.7.5 Теоретические расчеты температуры оболочки. Неметаллические трубопроводы

     6.8 Сведения о конструкции

     6.8.1 Проектно-конструкторская документация

     6.8.2 Перечни изометрических видов или конфигураций электронагревателя и диаграммы распределения нагрузки

     6.9 Энергосистема

     6.10 Пуск при низкой температуре окружающей среды

     6.11 Длинные трассы кабеля

     6.12 Анализ модели циркуляции

     6.13 Метод контроля тупиков

     6.14 Вертикальные трубопроводы

7 Аппаратура управления и контроля

     7.1 Общие требования

     7.2 Механические контроллеры

     7.3 Электронные контроллеры

     7.4 Пригодность для применения

     7.5 Местонахождение контроллеров

     7.6 Местонахождение датчиков

     7.7 Аварийная сигнализация

     7.7.1 Общие требования

     7.7.2 Аварийная сигнализация цепи электронагревателя

     7.7.3 Сигнализатор перегрева

     7.7.4 Другие аварийные сигнальные устройства

     7.7.5 Интегрированное управление

8 Рекомендации по установке, испытаниям и техническому обслуживанию

     8.1 Введение

     8.2 Подготовительная работа

     8.2.1 Общие требования

     8.2.2 Разработка графика установки и координация

     8.2.3 Соответствие оборудования

     8.2.4 Приемка материалов

     8.2.5 Складирование и транспортировка

     8.2.6 Персонал

     8.3 Установка электронагревательных цепей

     8.3.1 Координация монтажных работ и проверка оборудования

     8.3.2 Проверки перед монтажом

     8.3.3 Осмотр

     8.3.4 Испытание сопротивления изоляции

     8.3.5 Замена компонентов

     8.3.6 Определение местоположения источника питания

     8.3.7 Установка электронагревателей

     8.3.8 Соединения и концевая заделка

     8.4 Установка аппаратуры управления и контроля

     8.4.1 Общие требования

     8.4.2 Проверка соответствия оборудования

     8.4.3 Термореле и контрольные устройства

     8.4.4 Датчики

     8.4.5 Эксплуатация, калибровка и доступ к регулятору температуры

     8.4.6 Необходимые изменения

     8.5 Установка теплоизоляции

     8.5.1 Общие требования

     8.5.2 Подготовительная работа

     8.5.3 Установка теплоизоляционных материалов

     8.5.4 Оболочка

     8.5.5 Испытание сопротивления изоляции цепи в условиях эксплуатации

     8.5.6 Визуальный контроль

     8.5.7 Документация

     8.6 Координирование распределительной цепи с параллельной цепью

     8.6.1 Устройство защиты от замыкания на землю

     8.6.2 Устройство защиты цепи

     8.6.3 Маркировка/идентификация

     8.7 Ввод в эксплуатацию

     8.7.1 Предпусковое испытание

     8.7.2 Функциональная проверка и окончательный вариант документации

9 Техническое обслуживание

     9.1 Общие требования

     9.2 Нахождение неисправностей

     9.3 Устранение неисправностей

10 Ремонт

     10.1 Общие требования

     10.2 Выполнение ремонта электронагревательных систем

     10.2.1 Механические повреждения

     10.2.2 Повреждение из-за коррозии

     10.2.3 Повреждение из-за перегрева

     10.3 Методы ремонта электронагревателей

     10.3.1 Общие требования

     10.3.2 Линейное сращивание

     10.3.3 Соединение через распределительную коробку

     10.4 Заземление

     10.5 Испытания

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам

Показать даты введения Admin

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ГОСТ

IEC 60079-30-2 —

2011

Взрывоопасные среды

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ РЕЗИСТИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ

Часть 30-2

Руководство по проектированию, установке и техническому обслуживанию

(IEC 60079-30-2:2007, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014


Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой национальной организацией «Ex-стандарт» (АННО «Ех-стандарт»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 ноября 2011 г. № 40)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MK (ИСО 3166) 004—97

Код страны по MK (ИСО 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2011 г. № 1618-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60079-30-2-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 15 февраля 2013 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60079-30-2:2007 Explosive atmospheres — Electrical resistance trace heating — Part 30-2: Application guide for design, installation and maintenance (Взрывоопасные среды. Резистивный распределенный электронагреватель. Часть 30-2. Руководство по проектированию, установке и техническому обслуживанию).

Степень соответствия — идентичная (ЮТ).

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р МЭК 60079-30-2-2009

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты».

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты».

©Стандартинформ,2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

1 — металлическая обшивка; 2 — изоляция; 3 — изолированная металлической обшивкой труба; 4 — герметизирующая мастика; 5 — герметизирующий бандаж;

6 — изолирующая лента; 7 — направление движения; 8 — труба

Рисунок 1 — Теплоизоляция: установка климатического барьера

5.4    Выбор оптимальной толщины изоляции

При выборе изоляции по экономическим соображениям как минимум сравнивают первоначальную стоимость материалов и установки со стоимостью энергии, сохраненной за срок службы изоляции. Фактическая толщина изоляции не всегда точно соответствует ее номинальной толщине. При выборе диаметра изоляции необходимо учитывать, позволяет ли фактическая изоляция трубы закрыть трубу вместе с электронагревателем.

5.5    Двойная изоляция

При температуре трубы, превышающей максимальную для электронагревателя, может быть использована двойная изоляция. Типичный пример — применение двойной изоляции для предупреждения замерзания конденсата в паропроводах для перегретого пара, когда они не используются по назначению. Для этого электронагреватель размещают между двумя слоями изоляции, покрывающей трубу (рисунок 2). Суть метода двойной изоляции состоит в определении правильного сочетания типов и толщины внутренней и внешней изоляции, позволяющего получить приемлемую температуру поверхности контактного взаимодействия электронагревателя. При определении сочетания типов и толщины внутренней и внешней изоляции необходимо учитывать максимальную температуру окружающей среды.

5

ГОСТ ЕС 60079-30-2—2011

1 — труба; 2 — внутренний слой изоляции; 3 — обогреватель трубопровода; 4 — внешний слой изоляции; 5 — металлическая фольга (алюминиевая); 6 — труба с максимальной температурой; 7 — температура поверхности контакта; 8 — температура поверхности внешней изоляции; 9 — температура окружающей среды; 10 — радиус (г , rr га)

Рисунок 2 — Типичный температурный профиль

6 Проектирование распределенной электронагревательной системы

6.1    Введение

При любом применении систем распределенного электронагрева особые требования предъявляют к их проектированию, поскольку необходимо обеспечить заданную температуру и поддерживать ее в заданных условиях. Резистивные электронагреватели всегда взаимодействуют с другими элементами оборудования, например теплоизоляцией и источником питания системы. Для того, чтобы проектируемая система функционировала в заданном режиме, необходимо знать эксплуатационные характеристики взаимодействующих элементов системы, объединенных в единое целое, и контролировать их.

Конструкция любой распределенной электронагревательной системы должна соответствовать всем требованиям Международной электротехнической комиссии (МЭК) по использованию электрооборудования и требованиям настоящего стандарта. При проектировании необходимо рассматривать техническое обслуживание систем и технологического оборудования, энергетическую отдачу и испытание смонтированных систем с точки зрения обеспечения требуемых эксплуатационных показателей и безопасности.

При проектировании электронагревательных систем, предназначенных для использования во взрывоопасных средах, необходимо учитывать дополнительные ограничения, связанные с требованиями для конкретной взрывоопасной зоны.

Специалисты, принимающие участие в проектировании и планировании систем резистивного распределенного электронагрева, должны пройти обучение всем необходимым технологическим приемам.

6.2    Назначение электронагревателей и основные требования к ним

Электронагреватели следует выбирать и устанавливать таким образом, чтобы обеспечить достаточное количество энергии в целях:

а) компенсации потерь тепла при поддержании указанной температуры объекта при указанной минимальной температуре окружающей среды (см. метод расчета в 6.3); или


b)    повышения температуры объекта и его содержимого, когда это указано, в течение заданного периода времени (см. метод расчета в 6.4); или

c)    одновременно, указанного в перечислениях а) и Ь).

Затем необходимое количество тепла для системы должно быть умножено на коэффициент безопасности, определенный в 6.5.

При выборе резистивного электронагревателя необходимо принимать во внимание максимально возможную температуру системы в наиболее неблагоприятных условиях, как определено в IEC 60079-30-1. Температура может быть снижена, например, с помощью регулировки параметров системы, использования нескольких электронагревателей для снижения мощности на единицу длины или с помощью выбора системы регулирования температуры. Избыток установленной мощности по сравнению с необходимой мощностью и способ применения, монтажа и эксплуатации электронагревателей не должны быть причинами, даже в наиболее неблагоприятных условиях, недопустимого риска во взрывоопасных газовых средах.

6.3 Расчеты потерь тепла

Потери тепла объекта могут быть рассчитаны по упрощенной формуле

q = кАТ,    (1)

где q — потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;

к—коэффициент теплопроводности системы, который для упрощения допускается рассматривать как постоянную величину, Вт/(м • К);

АТ — разница температур между желаемой температурой Гр и минимальной расчетной температурой окружающей среды Га, °С.

Коэффициент к зависит от толщины, размера и типа слоя (слоев) теплоизоляции, средней температуры теплоизоляции и коэффициентов конвективного равновесия содержимого трубопровода (объекта) и внешней среды. Поэтому степень точности расчета зависит от степени определения параметров системы.

На основе этих параметров потеря тепла для трубопроводов и труб может быть определена с помощью более сложных вычислений. Уравнение, приведенное в формуле (1), принимает следующий вид, если учитывают параметры теплопроводности:

2 лК(Тра)

'"(%) ' (2>

где q — потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;

К — коэффициент теплопроводности внутреннего слоя изоляции, измеренный при средней температуре Вт/(мК);

Гр — желаемая температура, °С;

Га — минимальная расчетная температура окружающей среды, °С;

Di — внутренний диаметр внутреннего слоя изоляции, м;

02 — внешний диаметр внешнего слоя изоляции, м.

Более высокая точность расчета потери тепла по уравнению формулы (1) может быть получена дифференцированием характеристик разных слоев системы и добавлением параметров конвекции, как показано в следующем уравнении:


(Гр


In


~


In


~


(3)


7lDi/7.


1"1


2 nK,


2 пК0


nDoh,


3"со


яОо/7,


3"о


где D2 — внешний диаметр внутреннего слоя изоляции (внутренний диаметр внешнего слоя изоляции, при его наличии), м;

D3 — внешний диаметр внешнего слоя изоляции при его наличии, м;

/С, — коэффициент теплопроводности внутреннего слоя изоляции, измеренный при средней температуре, Вт/(мК);

К2 — коэффициент теплопроводности внешнего слоя изоляции при его наличии, измеренный при средней температуре, Вт/(м • К);


7


/7., — коэффициент внутреннего воздушного контакта трубопровода с внутренней поверхностью изоляции при ее наличии, Вт/(м2-К); hco — коэффициент внутреннего воздушного контакта внешней поверхности изоляции с климатическим барьером при его наличии, Вт/(м2- К); h0 —коэффициент контакта внешней воздушной пленки погодного барьера с окружающей средой (типичные значения колеблются от 5 до 50 Вт/(м • К) для применения при температуре ниже 50 °С), Вт/(м2К);

Потери тепла у резервуаров часто требуют комплексного анализа для определения общей потери тепла. Поэтому необходима консультация поставщика электронагревателя.

Для облегчения выбора электронагревателей их поставщики, как правило, предоставляют простые диаграммы и графики, отображающие потери тепла при разных поддерживаемых температурах и различных типах изоляции, которые, как правило, предусматривают применение коэффициента безопасности.

6.4 Нагрев

Для некоторых режимов работы установок необходимо указывать, что резистивная электронагревательная система способна повысить температуру неподвижного продукта за определенный период времени. Например, потребность в выработке тепла для нагревательной системы на трубопроводе может быть рассчитана по формуле


t = Н In


Яс - Ц(Т< - Та) Яс - и иf - Та)


+ Яс - U(TSC - Та)


(4)


где t — заданное время нагрева, с;

U — потеря тепла на единицу длины трубопровода на 1 °С разницы температур, Вт/(мК):


U


In


In


VD2)


(5)


nDih.


i"i


2%Кл


2%Kn


nDoh,


3"co


3"o


H—тепловая постоянная времени, которая представляет собой ее общее количество, содержащееся в массе трубопровода, жидкости и изоляции на 1 °С температуры, разделенное на потери тепла на единицу длины на 1 °С разницы температур:

l_l _ Р\ CpiV^cl + Р2 Cp2Vc2 + 0.5Рз СрзЧ:3

qc —мощность резистивного(ых)электронагревателя(ей), Вт/м;

Tt — начальная температура трубопровода, °С;

Га — температура окружающей среды, °С;

Tf — конечная температура текучей среды и трубопровода, °С;

Р1 — плотность продукта в трубопроводе, кг/м3;

Vci — внутренний объем трубопровода, м3/м;

/?f —латентная теплота плавления продукта, Дж/кг;

Tsc —температура, при которой происходит смена фаз, °С;

Ср1 — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг-К);

Р2 — плотность трубопровода, кг/м3;

Ср2 — удельная теплоемкость трубы, Дж/(кг- К);

Vc2 — объем стенок трубопровода, м3/м;

Р3 — плотность изоляции, кг/м3;

Срз — удельная теплоемкость изоляции, Дж/(кг- К);

Усз — объем стенок изоляции (м3/м).

Приведенные выше зависимости также предполагают, что значения плотности, объема, теплопроводности и потери тепла системы остаются постоянными в данном температурном диапазоне. Следует учитывать, что у некоторых продуктов отсутствует фазовый переход при нагревании. Рассмотренная модель является представительной для прямого трубопровода, но она не учитывает такое оборудование, как насосы и трубопроводная арматура.


8


ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

Изоляция для трубопроводной арматуры, фланцев, насосов, измерительных приборов и другого оборудования неправильной формы может быть создана для конкретной конструкции. Она может быть изготовлена из блоков, изоляционных сегментов или гибких съемных оберток.

Неизолированные или частично изолированные держатели труб или оборудование требует дополнительного подвода тепла для компенсации более высоких его потерь. Для уплотнения трещин и стыков необходимо использовать изолирующий цемент или волокнистый материал. Если для полной изоляции неровной поверхности используется изолирующий цемент, то для обеспечения желаемых изоляционных свойств допускается укладывать более толстый слой этого цемента.

6.5    Коэффициент безопасности при расчете потерь тепла

При расчете потерь тепла на основе теоретических величин не учитывают факторы, связанные с установкой системы на месте эксплуатации, поэтому к рассчитанным значениям необходимо ввести поправку с помощью коэффициента безопасности. Коэффициент безопасности, учитывающий требования пользователя, диапазон которых, как правило, составляет от 10 % до 25 %, используют для компенсации допусков в распределенной электронагревательной системе.

Коэффициенты безопасности должны быть использованы в связи со следующими факторами, влияющими на потерю тепла:

a)    разрушения теплоизоляции;

b)    колебаний напряжения питания;

c)    потерь напряжения в разветвлениях цепи;

d)    потерь напряжения в электронагревателе;

e)    повышенного излучения и конвекции в высокотемпературных применениях;

f)    качества монтажа теплоизоляции.

6.6    Выбор резистивного распределенного электронагревателя

Выбор распределенного электронагревателя для конкретного применения определяется следующими основными требованиями:

a)    максимально допустимая температура для распределенных электронагревателей должна быть выше максимально возможной температуры объекта (которая может быть выше нормальной рабочей температуры);

b)    распределенные электронагреватели должны быть пригодны для работы в указанных условиях окружающей среды, например, в коррозионно-активной атмосфере или при низкой температуре окружающей среды;

c)    распределенные сетевые электронагреватели должны быть сертифицированы для использования в данной взрывоопасной среде.

Для любого применения существует максимально допустимая удельная мощность, при которой электронагреватель может быть использован без повреждения объекта или его содержимого. В некоторых случаях значение удельной мощности особенно важно, например, в отношении футерованных труб, резервуаров, содержащих каустическую соду, или термочувствительных материалов. Максимально допустимая удельная мощность должна быть указана в документации на систему. Может потребоваться параллельная трассировка или укладка спиралью одного электронагревателя.

Допускается применение изготовленных на месте электронагревателей, если выполняются следующие условия:

a)    персонал, выполняющий установку, имеет необходимую квалификацию в области специальных методов монтажа;

b)    электронагреватель(и) прошел(ли) полевые (эксплуатационные) испытания, указанные в 8.5.5;

c)    электронагреватель(и) маркирован(ы) в соответствии с 6.1 IEC 60079-30-1.

Элекгронагревател ь(и), не запрещенный(е) для применения в связи с указанными выше требованиями, технически пригоден(ны) для применения, однако необходимо определить максимально допустимую удельную мощность для каждого из них. Это зависит от конструкции, максимальной температуры, которую они выдерживают, требуемого температурного класса электронагревателей, максимальной рабочей температуры, максимально допустимой температуры объекта и термоизоляции.

9

Для каждого конкретного электронагревателя максимально допустимая удельная мощность должна быть определена поданным изготовителя, основанным на испытаниях, указанных в разделе 5 IEC 60079-30-1. Используемая величина должна быть выбрана таким образом, чтобы не превышать ни максимальную температуру, выдерживаемую нагревателем, ни требуемый класс температуры. Предельное значение максимально допустимой удельной мощности для каждого электронагревателя должно быть либо выбрано по данным изготовителя, либо должно быть равным значению, определенному для данного процесса, в зависимости от того, какое значение ниже. Однако удельная мощность может быть еще более ограничена при необходимости использования параллельной трассировки.

Разработчик может выбрать тип, длину или размер и нагрузку электронагревателя. Фактическая установленная нагрузка должна быть не меньше, чем проектная, а фактическая удельная мощность не должна быть выше указанной ранее. Тип электронагревателя и значения установленной нагрузки и удельной мощности должны быть указаны в документации на систему.

6.6.1    Специальные типы резистивных распределенных электронагревателей

Существуют два основных класса резистивных распределенных электронагревателей — последовательные и параллельные.

В последовательных резистивных электронагревателях в качестве нагревательного элемента обычно используют электрический провод, поэтому источник напряжения и длина цепи становятся основными параметрами в конструкции каждой цепи. Последовательные сетевые электронагреватели с полимерной изоляцией особенно подходят для установок с длинной цепью. Последовательные электронагреватели с минеральной изоляцией и металлическими кожухами применяют для поддержания очень высокой температуры процесса.

Параллельные электронагреватели обычно состоят из двух параллельных проводов с отдельным полимерным или металлическим нагревательным элементом, который получает питание от проводников. Их, как правило, используют для защиты от замерзания и поддержания температуры процесса в сложных трубопроводах. В электронагревателе постоянной мощности, как правило, используют спиральный металлический нагревательный элемент.

Электронагреватель типа ПТК (с положительным температурным коэффициентом) (см. 6.7.1), как правило, состоит из полимерного нагревательного элемента, вытянутого между проводниками. Электронагреватель с ограничением мощности, как правило, является промежуточным по отношению к предыдущим типам и имеет более высокую выходную мощность при более высокой рабочей температуре, чем электронагреватель типа ПТК, и более низкую рабочую температуру, чем электронагреватель постоянной мощности.

6.6.2    Производительность резистивного распределенного электронагревателя и условия равновесия

В зависимости от назначения и типа распределенного электронагревателя, может потребоваться оценка электронагревательной системы в условиях теплового равновесия. Типичными примерами являются электронагревательной системы без регулирующих устройств, системы с датчиками контроля температуры окружающей среды и системы, предназначенные для использования во взрывоопасных газовых средах (см. раздел 7). На рисунке 3 приведены примеры кривых выходной мощности для электронагревателей постоянной мощности и для электронагревателей с положительным температурным коэффициентом (ПТК) с разными характеристиками наклона кривой. Линия потери тепла отображает условия при самой низкой температуре окружающей среды. Она показывает, что электронагреватель постоянной мощности будет поддерживать самую высокую температуру объекта (80 °С), но поскольку этот электронагреватель также имеет самую высокую выходную мощность (32 Вт/м), у него самая высокая рабочая температура. Электронагреватель ПТК с самой крутой кривой поддерживает самую низкую температуру объекта (50 °С), но также имеет самую низкую выходную мощность (23 Вт/м) и поэтому самую низкую рабочую температуру.

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

Выходная мощность, Вт/м

Рисунок 3 — Условия равновесия для поддержания температуры в трубопроводе

На рисунке 4 приведен тот же пример, но с точки зрения оценки верхних пределов. В этом случае линия потери тепла сдвигается в сторону самой высокой возможной температуры окружающей среды, и точки пересечения показывают поддерживаемую температуру и относительные выходные мощности в этих условиях. Например, электронагреватель ПТК-1 в данном случае имеет более высокую поддерживаемую температуру, чем раньше (78 °С), но уровень выходной мощности снизился (18 Вт/м), о чем свидетельствует уменьшение наклона кривой выходной мощности. Тот же подход можно применить при оценке верхнего предела рабочих условий для стабилизированной конструкции.

Выходная мощность, Вт/м

Рисунок 4 — Условия равновесия для оценки верхнего предела

11

Уровни выходной мощности разных электронагревателей изготовитель, как правило, указывает в сопроводительных документах/или в программе расчета. В большинстве случаев кривые выходной мощности для сетевых электронагревателей типа ПТК определяют на основе эмпирических данных, полученных с помощью испытательной аппаратуры, используемой в испытании 5.1.10 по IEC 60079-30-1.

Выходную мощность распределенных электронагревателей Q, Вт/м, последовательного типа, как правило, определяют по их электрическим параметрам по формуле:

где Q— выходная мощность распределенного электронагревателя, Вт/м;

V — напряжение системы, В;

rs — удельное сопротивление каждого проводника, Ом/м;

/ — длина каждого проводника, м.

Сопротивление проводника зависит от температуры проводника в соответствии с формулой

rs = г(1 + аЛТ),    (8)

где г— сопротивление проводника при 20 °С, Ом/м; а — коэффициент для типа материала проводника, 1/°С;

АТ — разница температур проводника в рабочем состоянии и при 20 °С, °С.

Для эффективной работы система резистивного нагрева должна иметь следующие характеристики:

a)    выходная мощность электронагревателя(ей) должна быть больше, чем потеря тепла системой, включая соответствующий коэффициент безопасности. Это может быть достигнуто при установке одного сетевого электронагревателя с соответствующей выходной мощностью с укладкой его в несколько рядов или по спирали, если необходимо поддерживать выходную мощность на как можно более низком уровне;

b)    потенциальные отклонения напряжения или другие изменения параметров системы со временем должны быть определены и компенсированы коэффициентом безопасности;

c)    верхний предел температуры системы должен быть оценен для применений, в которых точность температуры процесса очень важна или которые имеют широкий диапазон температур окружающей среды, или для систем, не имеющих регулирования или имеющих датчики контроля температуры окружающей среды.

6.7 Определение максимальной температуры

Важно, чтобы максимальная рабочая температура электронагревателя была определена для всех применений во взрывоопасных газовых средах. Некоторые примеры применений приведены ниже:

a)    неметаллический трубопровод, для которого максимальная температура электронагревателя может приближаться к максимальной поддерживаемой температуре объекта, теплоизоляции или других компонентов системы;

b)    установки, которые не имеют устройств управления или датчиков контроля температуры окружающей среды, но имеют потенциально высокие температуры оболочки в состоянии равновесия;

c)    установки, в которых применение резистивных электронагревателей имеет очень важное значение, в которых необходима высокая степень точности температуры процесса;

d)    установки во взрывоопасных газовых средах, для которых предполагается, что регулирующий термостат не работает при условии, что температура оболочки электронагревателя не может превышать номинальное значение Тдля данного участка (см. раздел 7).

Возможны три способа защиты электронагревательной системы от превышения предельной температуры — положительный температурный коэффициент электронагревателя, использование ограничителя температуры или регулирующего устройства или расчет стабилизированной конструкции.

6.7.1 Положительный температурный коэффициент (ПТК)

Электронагревателям, мощность которых значительно снижается с увеличением температуры, температурный класс может быть присвоен путем испытаний (как указано в 4.4.2,4.4.3 и 5.1.13 IEC 60079-30-1). Во многих применениях дополнительные меры регулирования для ограничения температуры не требуются, если класс температуры электронагревателя ниже, чем указано для данного применения. Однако могут быть применены ограничитель температуры и стабилизированная конструкция, что позволит эксплуатировать систему в более узком диапазоне температур технологического процесса.

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011
6.7.2    Использование ограничителя температуры (регулирующего устройства)

Ограничитель температуры (регулирующее устройство) должен предотвратить превышение электронагревателем температуры, в основном, путем определения:

a)    температуры на поверхности электронагревателя;

b)    температуры объекта или других компонентов установки;

c)    параметров, кроме температуры, например тока.

Ограничитель температуры (регулирующее устройство) должен размыкать цепь в случае неисправности датчика или самого ограничителя температуры (регулирующего устройства). Специальные требования для регулируемых конструкций приведены в 4.4.3 IEC 60079-30-1.

6.7.3    Расчет стабилизированной конструкции

В основе стабилизированной конструкции лежит принцип определения максимальной температуры объекта и поверхности электронагревателя в худших условиях эксплуатации. Это расчет условий равновесия, которые возникают, когда количество подводимого тепла равно потере тепла системой. Набор худших условий включает в себя:

a)    максимальную температуру окружающей среды, которую, как правило, принимают на уровне 40 °С, если не указано иное;

b)    отсутствие ветра (неподвижный воздух);

c)    использование умеренного или минимального значения коэффициента теплопроводности теплоизоляции;

d)    отсутствие температурного регулирования по проекту или с целью смоделировать отказ температурного реле;

e)    электронагреватель работает при напряжении, превышающем установленное рабочее напряжение на 10 %;

f)    предположительно электронагреватель работает на верхнем пределе производственного допуска или при минимальном удельном сопротивлении для последовательно подключаемых электронагревателей.

Этот набор условий графически проиллюстрирован на рисунке 4. Испытания для стабилизированной конструкции определены в IEC 60079-30-1. Как правило, максимальную температуру поверхности электронагревателя рассчитывают по формулам, выведенным на основе оценки эмпирических данных, или теоретическим методом, описанным ниже. В качестве альтернативы при конструировании допускается применять программы, позволяющие рассчитывать максимальную температуру поверхности на основе этих самых неблагоприятных параметров.

6.7.4    Теоретические расчеты температуры оболочки. Металлические установки

Максимально возможную температуру трубопровода Трс, °С, рассчитывают при максимальной температуре окружающей среды с постоянно подключенным под напряжение электронагревателем. Формула для расчета максимальной потенциальной температуры трубопровода получена перегруппировкой терминов формулы потери тепла:

(9)

где Грс — максимальное рассчитанное значение температуры трубопровода, °С.

Примечание — Максимальная температура технологического трубопровода может превышать рассчитанное значение;

Qsf— выходная мощность электронагревателя. Для определения температурного класса стабилизированной конструкции выходную мощность устанавливают при 110 % номинального напряжения и максимальных допусках для выходной мощности поданным изготовителя, Вт/м;

к— теплопроводность изоляции при средней температуре, Вт/(м • К).

0i 1 02> h0, h-\, /?с0 — см. формулы (2), (3). Допускается применение итерационных методов для расчета формулы (9), чтобы получить Грс, поскольку теплопроводность изоляции и выходная мощность электронагревателя могут зависеть от температуры трубопровода.

13

Температура оболочки электронагревателя Tsh, °С, может быть рассчитана по следующей формуле:

^ = Ш + грс-    (10)

где С —длина окружности электронагревателя, м;

U — коэффициент общей теплопередачи, Вт/(м2- К).

Коэффициенты теплопередачи различны для разных типов электронагревателей, методов установки и конфигураций системы. Они отражают комбинацию теплопередачи за счет теплопроводности, конвективного теплообмена и теплопередачи излучением. Значение U может изменяться от 12 для цилиндрического нагревательного кабеля в воздухе (в основном, конвективный теплообмен) до 170 или более для нагревателя, применяемого совместно со вспомогательными средствами теплопередачи (в основном, за счет теплопроводности). По требованию заказчика изготовитель электронагревателя должен указать этот коэффициент для конкретного применения или сообщить вычисленные или экспериментально установленные значения температуры обшивки.

Выходная мощность Qsf выбранного распределенного электронагревателя должна обеспечивать устойчивость конструкции и не превышать класс температуры или любые перечисленные выше ограничения максимальной температуры.

6.7.5 Теоретические расчеты температуры оболочки. Неметаллические трубопроводы

Для неметаллических трубопроводов необходимо учитывать термостойкость стенок трубопровода, так как неметаллическая труба является плохим проводником тепла. Эти материалы могут иметь коэффициент теплопроводности к, равный 1/200 по отношению к теплопроводности стали, и может возникнуть значительная разница температур с внешней и внутренней сторон стенки трубопровода или резервуара, в зависимости от удельной мощности электронагревателя. Такое превышение нормальной температуры (по сравнению с обогревом металлических трубопроводов или резервуаров) может иметь два неблагоприятных последствия:

a)    превышение максимально допустимой температуры для неметаллического трубопровода;

b)    превышение максимально допустимой температуры электронагревателя.

Температура обшивки электронагревателя в нормальных рабочих условиях может быть рассчитана по формуле (10). Однако при вычислении U следует учитывать термостойкость стенки трубопровода. Коэффициент общего переноса тепла для пластикового трубопровода вычисляют по формуле

J___l

Up~Um+kp’    (11)

где Up — коэффициент общего переноса тепла для неметаллического трубопровода, Вт/(м2- К);

Um — коэффициент общего переноса тепла для металлического трубопровода, Вт/(м2- К);

L — толщина стенок трубопровода, м;

кр — коэффициент теплопроводности материала стенок трубопровода, Вт/(м2- К).

Из-за дополнительной термостойкости стенок неметаллического трубопровода возникнет разница температур с внешней и внутренней сторон стенки трубопровода, т. е. температура с внешней стороны стенки трубы и температура жидкости будут неодинаковыми, в отличие от металлического трубопровода. Поэтому необходимо учитывать температуру жидкости.

Т -ж-

'sh - ирС


+ 7f,


(12)


Для неметаллического трубопровода

где Tf — температура жидкости, °С.

Формула (12) — это умеренное упрощение сложной задачи, включающей в себя критерии, выходящие за пределы области настоящего стандарта. Изготовители всех резистивных распределенных электронагревателей должны предоставлять данные о температуре оболочки для конкретных применений.

Выходная мощность выбранного электронагревателя должна обеспечивать устойчивость конструкции и соответствовать температурному классу или любым другим ограничениям максимальной температуры.

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011
Содержание

1    Область применения....................................... 1

2    Нормативные ссылки....................................... 1

3    Термины и определения...................................... 2

4    Применение........................................... 2

4.1    Общие требования...................................... 2

4.2    Коррозийные зоны...................................... 2

4.3    Точность задания температуры процесса........................... 2

4.3.1    Тип I ......................................... 2

4.3.2    Тип II......................................... 2

4.3.3    Тип III ......................................... 2

4.4    Правила установки..................................... 3

5    Теплоизоляция ......................................... 3

5.1    Общие требования..................................... 3

5.2    Выбор изоляционного материала............................... 4

5.3    Выбор климатического барьера (оболочки).......................... 4

5.4    Выбор оптимальной толщины изоляции........................... 5

5.5    Двойная изоляция...................................... 5

6    Проектирование распределенной электронагревательной системы................ 6

6.1    Введение.......................................... 6

6.2    Назначение электронагревателей и основные требования к ним............... 6

6.3    Расчеты потерь тепла................................... 7

6.4    Нагрев........................................... 8

6.5    Коэффициент безопасности при расчете потерь тепла.................... 9

6.6    Выбор резистивного распределенного электронагревателя................. 9

6.6.1    Специальные типы резистивных распределенных электронагревателей......... 10

6.6.2    Производительность резистивного распределенного электронагревателя и условия равновесия ........................................ 10

6.7    Определение максимальной температуры ......................... 12

6.7.1    Положительный температурный коэффициент (ПТК).................. 12

6.7.2    Использование ограничителя температуры (регулирующего устройства)........ 13

6.7.3    Расчет стабилизированной конструкции........................ 13

6.7.4    Теоретические расчеты температуры оболочки. Металлические установки........ 13

6.7.5    Теоретические расчеты температуры оболочки. Неметаллические трубопроводы . ...    14

6.8    Сведения о конструкции................................... 15

6.8.1    Проектно-конструкторская документация........................ 15

6.8.2    Перечни изометрических видов или конфигураций электронагревателя и диаграммы распределения нагрузки ................................. 15

6.9    Энергосистема...................................... 16

6.10    Пуск при низкой температуре окружающей среды..................... 16

6.11    Длинные трассы кабеля................................... 16

6.12    Анализ модели циркуляции................................. 16

6.13    Метод контроля тупиков................................... 17

6.14    Вертикальные трубопроводы................................ 18

7    Аппаратура управления и контроля................................ 18

7.1    Общие требования...................................... 18

7.2    Механические контроллеры................................. 18

7.3    Электронные контроллеры.................................. 18

7.4    Пригодность для применения................................ 18

7.5    Местонахождение контроллеров............................... 19

7.6    Местонахождение датчиков................................. 19

7.7    Аварийная сигнализация................................... 19

7.7.1    Общие требования................................... 19

7.7.2    Аварийная сигнализация цепи электронагревателя................... 20

III

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011
6.8 Сведения о конструкции
6.8.1    Проектно-конструкторская документация

Для разработки эффективной конструкции электронагревателя при проектировании необходимо использовать современные данные о трубопроводах и вносить в конструкцию изменения при любых пересмотрах спецификаций и чертежей, имеющих отношение к электронагревательной системе.

При создании конструкции электронагревателя применяют любые (или все) следующие элементы:

a)    Параметры технологического процесса:

1)    документация о классификации зон;

2)    блок-схема системы;

3)    детальные чертежи оборудования (насосы, клапаны, фильтры и т. д.);

4)    температура возгорания газа или пара, выделяющегося в процессе;

5)    процессы, способные вызвать повышение температуры трубопровода, например выход пара или экзотермические реакции.

b)    Параметры трубопровода:

1)    чертежи размещения оборудования (схемы, разрезы);

2)    чертежи трубопровода (схемы, изометрические чертежи, перечни линий);

3)    спецификации трубопроводов.

c)    Требования и данные о теплоизоляции:

1)    температурные параметры конструкции;

2)    спецификации теплоизоляции;

3)    планы установки теплоизоляции;

4)    ведомость материалов.

d)    Электрические параметры:

1)    электрические схемы (линии, элементы);

2)    спецификации электрооборудования;

3)    информация об оборудовании;

4)    руководства по монтажу и эксплуатации оборудования;

5)    ведомость материалов.

6.8.2    Перечни изометрических видов или конфигураций электронагревателя и диаграммы распределения нагрузки

Данные для расчета и установочных чертежей распределенного электронагревателя должны включать в себя:

а) данные для расчета:

1)    классификация взрывоопасных зон, включая самую низкую температуру воспламенения для каждой зоны (если применяется);

2)    обозначение трубопровода или номер линии;

3)    размер и материал трубопровода;

4)    тип, номинальный размер, толщина и коэффициент теплоизоляции (/с);

5)    обозначение электронагревателя или номер цепи;

6)    температура, которую необходимо поддерживать;

7)    максимальная температура процесса;

8)    минимальная температура окружающей среды;

9)    максимальная воздействующая температура (если применяется);

10)    максимальная температура обшивки (если требуется);

11)    потери тепла при поддержании заданной температуры на единицу длины трубопровода;

12)    параметры нагрева (если требуются);

13)    мощность в ваттах (Вт) на единицу длины электронагревателя при поддержании заданной температуры;

14)    общая мощность в ваттах (Вт);

15)    пусковой ток в цепи и ток в установившемся режиме;

16)    ведомость материалов.

15

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

7.7.3    Сигнализатор перегрева................................ 20

7.7.4    Другие аварийные сигнальные устройства....................... 20

7.7.5    Интегрированное управление.............................. 20

8    Рекомендации по установке, испытаниям и техническому обслуживанию............. 20

8.1    Введение.......................................... 20

8.2    Подготовительная работа.................................. 21

8.2.1    Общие требования................................... 21

8.2.2    Разработка графика установки и координация..................... 21

8.2.3    Соответствие оборудования.............................. 21

8.2.4    Приемка материалов.................................. 21

8.2.5    Складирование и транспортировка........................... 21

8.2.6    Персонал....................................... 21

8.3    Установка электронагревательных цепей........................... 21

8.3.1    Координация монтажных работ и проверка оборудования............... 21

8.3.2    Проверки перед монтажом............................... 21

8.3.3    Осмотр......................................... 22

8.3.4    Испытание сопротивления изоляции.......................... 22

8.3.5    Замена компонентов.................................. 22

8.3.6    Определение местоположения источника питания................... 22

8.3.7    Установка электронагревателей............................ 24

8.3.8    Соединения и концевая заделка............................ 25

8.4    Установка аппаратуры управления и контроля........................ 26

8.4.1    Общие требования................................... 26

8.4.2    Проверка соответствия оборудования......................... 26

8.4.3    Термореле и контрольные устройства......................... 26

8.4.4    Датчики........................................ 26

8.4.5    Эксплуатация, калибровка и доступ к регулятору температуры............. 29

8.4.6    Необходимые изменения................................ 29

8.5    Установка теплоизоляции.................................. 29

8.5.1    Общие требования................................... 29

8.5.2    Подготовительная работа................................ 29

8.5.3    Установка теплоизоляционных материалов....................... 30

8.5.4    Оболочка....................................... 30

8.5.5    Испытание сопротивления изоляции цепи в условиях эксплуатации........... 31

8.5.6    Визуальный контроль................................. 31

8.5.7    Документация..................................... 31

8.6    Координирование распределительной цепи с параллельной цепью.............. 31

8.6.1    Устройство защиты от замыкания на землю....................... 31

8.6.2    Устройство защиты цепи................................ 31

8.6.3    Маркировка/идентификация.............................. 31

8.7    Ввод в эксплуатацию..................................... 31

8.7.1    Предпусковое испытание................................ 31

8.7.2    Функциональная проверка и окончательный вариант документации........... 31

9    Техническое обслуживание.................................... 32

9.1    Общие требования...................................... 32

9.2    Нахождение неисправностей................................. 33

9.3    Устранение неисправностей................................. 33

10    Ремонт.............................................. 33

10.1    Общие требования...................................... 33

10.2    Выполнение ремонта электронагревательных систем.................... 33

10.2.1    Механические повреждения............................. 33

10.2.2    Повреждение из-за коррозии............................. 33

10.2.3    Повреждение из-за перегрева............................ 34

IV

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

10.3    Методы ремонта электронагревателей............................ 34

10.3.1    Общие требования.................................. 34

10.3.2    Линейное сращивание................................ 34

10.3.3    Соединение через распределительную коробку.................... 34

10.4    Заземление......................................... 34

10.5    Испытания......................................... 34

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам......................... 40

V

Введение

Настоящий стандарт представляет собой основополагающий стандарт для электрооборудования, применяемого во взрывоопасных средах. Установленные настоящим стандартом требования совместно с требованиями стандартов по видам взрывозащиты обеспечивают безопасность применения электрооборудования на опасных производственных объектах в угольной, газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

VI

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Взрывоопасные среды ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ РЕЗИСТИВНЫЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ Часть 30-2 Руководство по проектированию, установке и техническому обслуживанию

Explosive atmospheres. Electrical resistance trace heating.

Part 30-2. Application guide for design, installation and maintenance

Дата введения — 2013—02—15

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на резистивные электронагревательные устройства, устанавливаемые в зонах, где потенциально могут присутствовать взрывоопасные среды, за исключением зоны класса 0, и устанавливает руководство по применению этих устройств.

В стандарте приведены рекомендации по проектированию, установке, техническому обслуживанию и ремонту распределенного электронагревательного оборудования и связанных с ним устройств управления и контроля.

Стандарт не распространяется на устройства, которые используют индукционный нагрев, нагрев с помощью поверхностного эффекта или прямой нагрев трубопровода, а также устройства для снятия напряжений.

Требования настоящего стандарта дополняют требования IEC 60079-30-1.

2    Нормативные ссылки

Приведенные ниже документы обязательны для применения настоящего стандарта. Для документов с указанной датой опубликования применяют только указанное издание. Если дата опубликования не указана, то применяют последнее издание приведенного документа (со всеми поправками).

IEC 60079-0:2004 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 0: General requirements (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 0. Общие требования)

IEC 60079-1:2005 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 1: Flameproof enclosures «d» (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 1. Взрывонепроницаемая оболочка «d»)

IEC 60079-7:2001 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 7: Increased safety «е» (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 7. Повышенная защита вида «е»)

IEC 60079-10:2002 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 10: Classification of hazardous areas (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 10. Классификация взрывоопасных зон)

IEC 60079-14:2002 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 14: Electrical installations in hazardous areas (otherthan mines) (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок))

IEC 60079-17:2002 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 17: Inspection and maintenance of electrical installations in hazardous areas (other than mines) (Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 17. Проверка и техническое обслуживание электроустановок во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок))

IEC 60079-30-1:2007 Explosive atmospheres — Part 30-1: Electrical resistance trace heating — General and testing requirements (Взрывопасные среды. Часть 30-1. Резистивный распределенный электронагреватель. Общие требования и требования к испытаниям)

Издание официальное

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями по IEC 60079-0, IEC 60079-1 и IEC 60079-7.

Примечание — Дополнительные термины и определения, относящиеся к взрывоопасным средам, приведены в IEC 60050-426.^

4    Применение
4.1    Общие требования

Требования настоящего стандарта дополняют требования IEC 60079-14 и IEC 60079-17.

При установке резистивных распределенных электронагревательных устройств (систем) в потенциально взрывоопасных средах необходимо указывать полные характеристики взрывоопасной зоны: класс взрывоопасной зоны (1 или 2), группу газа (НА, МВ или МС) в соответствии с IEC 60079-10 и температурный класс в соответствии с IEC 60079-0. Если должны быть применены специальные условия использования или возможны особенно тяжелые условия эксплуатации электронагревательных устройств, эти условия должны быть подробно описаны в инструкции к электронагревательному оборудованию.

В случае установки на подвижном оборудовании или сменных салазках электронагревательные системы должны быть спроектированы для эксплуатации в самых тяжелых условиях, в каких допускается применение распределенной электронагревательной системы.

Если существует вероятность того, что какие-либо части резистивной распределенной электронагревательной системы останутся незащищенными, то они должны быть пригодны для применения в таких условиях.

4.2    Коррозийные зоны

Все компоненты сетевых электронагревательных систем должны быть проверены на совместимость с коррозийными материалами, с которыми они могут соприкасаться на протяжении срока службы. Электронагревательные системы, используемые в агрессивной среде, имеют более высокую вероятность отказа, чем в неагрессивной среде. Нарушение системы теплоизоляции может усугубляться коррозией климатического барьера (оболочки) и потенциальным намоканием теплоизоляции в продуктах утечки из трубопроводов и резервуаров. Особое внимание необходимо уделять материалам, используемым для изготовления трубопроводных и электронагревательных систем, так как эти материалы влияют на параметры цепи тока возврата при утечке или коротком замыкании. Следует также учесть, что применение неметаллических трубопроводов и трубопроводов с внутренней или внешней облицовкой может усложнить цепи тока возврата при утечке или коротком замыкании. Цепи тока возврата при утечке или коротком замыкании, установленные во время монтажа, могут ухудшиться из-за коррозии в процессе эксплуатации электронагревательной системы.

4.3    Точность задания температуры процесса
4.3.1    Тип I

Для осуществления процесса типа I необходимо поддерживать температуру выше минимальной точки. Допускается применять датчики контроля температуры окружающей среды. Управление большими силовыми блоками допускается осуществлять одним устройством управления и распределительным щитом. Временами количество подводимого тепла может быть излишним, и резкий рост температуры допустим. Энергетическая эффективность может быть повышена применением методов контроля тупиковых отводов (см. 6.13).

4.3.2    Тип II

Процесс типа II — это процесс, для которого температуру необходимо поддерживать в среднем диапазоне. Для регулирования температуры в трубопроводах обычно используют механические тепловые реле.

4.3.3    Тип III

Для процесса типа III необходимо поддерживать температуру в узком диапазоне. Электронные контроллеры трубопроводов с использованием термопары или резистивные датчики температуры облегчают

^ IEC 60050-426 International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Chapter 426: Equipment for explosive atmospheres (Международный электротехнический словарь (МЭС) — Глава 426: Электрооборудование для взрывоопасных сред).

ГОСТ IEC 60079-30-2-2011

калибровку в условиях эксплуатации (на рабочей площадке) и обеспечивают максимальную гибкость в выборе функций сигнализатора перегрева и контроля. Может быть предусмотрен подвод тепла для подогрева пустой трубы или повышения температуры жидкости (или для того и другого) в указанном диапазоне и с установленным временным интервалом. Для процесса типа III необходимо выдерживать строгое соответствие режиму потока и системам теплоизоляции.

4.4 Правила установки

Если отказ какой-либо части электронагревательной системы приводит к снижению безопасности или затрудняет осуществление технологического процесса, то электронагревательную систему следует считать важнейшим компонентом всего процесса. Требования кточности регулирования температуры (таблица 1) и контролю цепи для конкретного применения могут быть определены в соответствии с типами регулирования температуры (4.3) с учетом значимости контроля цепи.

Таблица 1 — Типы процессов

Значение резистивного распределенного электронагревателя для процесса

Требуемая точность регулирования температуры для типа процесса

Выше минимальной точки Тип 1

В умеренном диапазоне Тип II

В узком диапазоне Тип III

Критическое (С-)

С —1

С —II

С—III

Обычное (NC-)

NC — 1

NC —II

NC —III

Если электронагревательная система крайне необходима для процесса, следует предусмотреть контроль цепи и сигнализацию о ее неисправности или отказе. Следует предусмотреть установку дублирующих (резервных) нагревательных систем. Контроллеры резервной или дублирующей нагревательной системы могут быть настроены на автоматическое включение при обнаружении неисправности основного электронагревателя системой контроля/аварийной сигнализации. Иногда это называют «резервированием». Резервные сетевые электронагреватели позволяют выполнять техническое обслуживание и ремонт без остановки процесса.

5 Теплоизоляция
5.1 Общие требования

Выбор, установку и обслуживание теплоизоляции рассматривают как основные элементы функционирования сетевой электронагревательной системы. Система теплоизоляции предназначена для предупреждения большей части тепловых потерь, а остальные потери компенсирует электронагревательная система. Поэтому неисправности теплоизоляции непосредственно отражаются на рабочих характеристиках всей электронагревательной системы.

Основная функция теплоизоляции — снижать уровень теплопередачи с поверхности, температура которой отличается от температуры окружающей среды. Снижение потерь энергии позволяет:

-уменьшить эксплуатационные расходы;

-    улучшить рабочие характеристики электронагревательной системы;

-    повысить нагрузочную способность электронагревательной системы.

Прежде чем анализировать тепловые потери для трубопровода, резервуара или другого механического оборудования с электронагревом, рекомендуется рассмотреть различные варианты систем теплоизоляции, включая выбор:

-    изоляционного материала;

-    климатического барьера (оболочки);

-    оптимальной толщины изоляции;

-    соответствующего размера изоляции.

3

5.2    Выбор изоляционного материала

При выборе изоляционного материала необходимо учитывать следующие важные факторы:

-    температурные характеристики;

-    теплопроводность изоляции, X-,

-    механические свойства;

-химическую совместимость и коррозионную стойкость;

-    влагостойкость;

-характеристики безопасности для персонала;

-    огнестойкость;

-токсичность при горении;

-стоимость.

Наиболее распространенные изоляционные материалы:

-    вспененный диоксид кремния;

-    минеральное волокно;

-    пеностекло;

-уретан;

-    стекловолокно;

-силикат кальция;

-изоцианурат;

-    перлитовый силикат.

При использовании мягких изоляционных материалов (минеральное волокно, стекловолокно и т. д.) изоляция по диаметру трубы во многих случаях может быть получена путем плотной намотки материала. Необходимо принять меры к тому, чтобы электронагреватель не был помещен внутрь изоляции, так как это может повредить электронагреватель или ограничить теплообмен. В качестве альтернативы допускается использовать круговую изоляцию большего размера, которая легко закроет трубу и резистивный распределенный электронагреватель. Твердые изоляционные материалы (силикат кальция, вспененный диоксид кремния, пеностекло и т. д.) могут быть использованы для круговой изоляции трубы, если предусмотрено применение щитовых секций, соответствующих продольным швам. Этот метод монтажа часто называют монтажом с выдвижной опорой. В качестве альтернативы может быть выбрана изоляция следующего большего по размеру диаметра, чтобы установить распределенный электронагреватель. Во всех случаях размер и толщина изоляции должны быть четко указаны.

5.3    Выбор климатического барьера (оболочки)

Нормальное функционирование распределенной электронагревательной системы зависит от того, насколько изоляция сухая. Обычно тепловой энергии системы апекгрообогрева трубопровода недостаточно, чтобы высушить намокшую теплоизоляцию. Некоторые изоляционные материалы, однажды промокнув, навсегда теряют свои первоначальные свойства, даже если их снять с трубопровода и высушить обдувом.

Прямые трубопроводы могут быть защищены от погодного влияния металлической обшивкой, полимерами или мастикой. Металлическая обшивка, если ее используют, должна быть гладкой с продольными швами, сформированными в виде измененной буквы S.

Периферические концевые швы должны быть герметизированы бандажами и поставлены с герметиком по наружному краю или в местах нахпеста (см. рисунок 1).

Обшивка, соединяемая внахлест или другим способом без герметика, неэффективна в качестве защитного барьера против влаги. Даже через один негерметизированный шов значительное количество воды может проникнуть в изоляцию во время ливня.

При выборе погодного барьера необходимо учитывать:

-    эффективность защиты от влаги;

-    коррозийные свойства химических веществ в зоне;

-требования пожарной безопасности;

-    прочность при неправильной эксплуатации;

-    стоимость.

4