Verfahrenstechnik 3/2017

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Auf Kundenbedürfnisse eingehen Explosionsgeschützter elektrischer Heizflansch bei der Flüssigkeits- und Gasbeheizung Im Bereich des sekundären Explosionsschutzes muss der Betreiber dem Hersteller vertrauen können. Dies gelingt am besten durch Berechnung des Einzelfalls und der Fertigung aus einer Hand. Projektspezifische Auslegung, ausführliche Berechnungen und cleveres Design ermöglichen es, die Grenzen einer Baumusterprüfung optimal auszunutzen. Dies ist für den Einsatz eines elektrischen Heizflansches bei der Flüssigkeitsund Gasbeheizung in explosionsgefährdeten Bereichen besonders wichtig. Autor: Manuel Hopp, Projektingenieur Team GC-Flange, GC-Heat Gebhard GmbH & Co. KG, Waldbröl Das Projektgeschäft ist so vielfältig, wie die Kunden, die es gestalten. Auf Kundenbedürfnisse einzugehen ist ein unverzichtbarer Aspekt, insbesondere im Projektumfeld. Im Bereich des Explosionsschutzes stellt dies eine besondere Herausforderung dar, denn durch projektspezifische Auslegung und Konstruktion müssen sowohl die Kundenbedürfnisse abgedeckt, als auch die hohen Anforderungen an die Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet werden. Der Heizflansch GC-Flange Ex und die darin verbauten GC-Tube Ex erfüllen die Anforderungen der gültigen Druckgeräte- (DGRL 2014/ 68/EU) und Atex- Richtlinie (Atex 2014/34/EU) und den damit verbundenen harmonisierten Normen. Der Heizflansch kann im Leistungsbereich von 5–250 kW je Heizflansch individuell angepasst werden. Das Einsatzspektrum umfasst die Beheizung von Fluiden im Temperaturbereich von – 20 bis + 450 °C. Der GC- Flange Ex kann bei Umgebungstemperaturen von – 20 bis + 60 °C eingesetzt werden. Ex-Schutz gewährleisten Der Explosionsschutz des GC-Flange Ex wird durch die Zündschutzart „erhöhte Auf Kundenbedürfnisse einzugehen, ist ein unverzichtbarer Aspekt – gerade im Bereich des Explosionsschutzes. Hier geht es auch um die hohen Anforderungen an die Sicherheit. Manuel Hopp, GC-Heat Sicherheit“ des zertifizierten Anschlussgehäuses gewährleistet. Die Schutzklasse nach IEC/EN 60529 beträgt IP66. Für den Anschluss der kundenseitigen Kabel kommen im Anschlussgehäuse verbaute Ex-E- 10 VERFAHRENSTECHNIK 3/2017
VERFAHREN UND ANLAGEN 01 Bei elektrischen Heizflanschen, die in Ex-Bereichen eingesetzt werden, bietet sich eine projektspezifische Auslegung an 02 Beispielhafte Temperaturentwicklung für einen Heizflansch für schweres Heizöl Schraubklemmen zum Einsatz. Die Kabelleitungseinführung erfolgt durch Ex-E- Kabelverschraubungen. Als Mess- und Regelelemente stehen druckfestgekapselte Sicherheitstemperaturbegrenzer und -wächter (bis 500 °C) und Ex-E-Pt100-Messfühler (bis 260 °C) zur Auswahl, die mit in das Anschlussgehäuse verbaut werden. Die selbstgefertigten explosionsgeschützten Rohrheizkörper GC- Tube Ex mit der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ stellen die Heizelemente für den Flansch dar. Die Baumusterprüfung des GC-Flange Ex deckt die Zonen 1 und 2 für Gas- und Staubatmosphären ab. Kritische Auslegungselemente Das breite Einsatzspektrum für den GC- Flange Ex ist gleichzeitig die Herausforderung, ein optimiertes Produkt bezogen auf die Aspekte Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität zu erzeugen. Die verfahrenstechnisch entscheidenden Größen (Strömungsgeschwindigkeit, Stoffeigenschaften) lassen sich durch Ermittlung der Filmtemperatur des Mediums auf den Heizelementen umfassend abbilden. Für jeden Heizflansch (Standard und explosionsgeschützte Bauweise) berechnet der Hersteller die Filmtemperaturen für die unterschiedlichen Betriebszustände (Volllast, Teillast, instationäre Aufheizvorgänge). Sonst könnte es beispielsweise bei der Erwärmung von hochviskosen Medien im Teillastbetrieb bei ungünstiger Regelung zum Überschreiten der maximal zulässigen Filmtemperatur kommen. Bei kritischen Anwendungen kann auch die resultierende Heizdrahttemperatur ermittelt werden, um die eigentlichen Grenzen des Systems möglichst genau zu bestimmen und die Heizelemente optimal auslegen zu können. Berechnungsmodelle Die resultierende Temperatur im Anschlussgehäuse ist vor allem in explosionsgefährdeten Bereichen eine entscheidende Auslegungsgröße. Die Firma GC-Heat setzt hier ein Berechnungsmodell zur Ermittlung der Eigenerwärmung ein, das auf den physikalischen Gleichungen zur Wärmeberechnung und Versuchsreihen, die durch die benannte Stelle überwacht wurden, basiert. Hierdurch kann die resultierende maximale Temperatur im Anschlussgehäuse für jedes Projekt und jede verbaute Komponente bestimmt werden. So wird sichergestellt, dass der Heizflansch den hohen Sicherheitsanforderungen der vorgenannten Richtlinien gerecht wird. Die Ermittlung der erforderlichen Kühlstreckenlänge erfolgt in gleicher Weise. Das zum Einsatz kommende Auswahlprogramm wurde auf Grundlage zahlreicher Versuchsreihen entwickelt und durch eine Abnahmemessung im Beisein der benannten Stelle bestätigt. Die Einzelauslegung berücksichtigt die verschiedenen explosionsschutzrelevanten Aspekte und ermöglicht den optimalen Einsatz eines elektrischen Heizflansches unter Einhaltung aller begrenzenden und sicherheitsrelevanten Prozessparameter. Darüber hinaus ermöglicht die Einzelauslegung eine optimale Preisbildung, da durch den modularen Aufbau ausschließlich Komponenten verbaut werden, die auch gewünscht oder erforderlich sind. Durch die hohe Fertigungstiefe – insbesondere durch Eigenfertigung der explosionsgeschützten Rohrheizkörper – sind kurze Lieferzeiten realisierbar. www.gc-heat.de THE POWER OF ELECTRIFYING IDEAS. Elektrische Prozessheiztechnik im Chemieanlagenbau Besondere Anforderungen in diesem Betriebsumfeld: • Hohe Temperaturen bis 700°C • Hohe Betriebsdrücke bis 300 bar • Explosionsgefährdete Umgebung Für all diese Herausforderungen hat Schniewindt die geeigneten Produkte und berät Sie vom ersten Tag der Planung bis über die Inbetriebnahme der installierten Anlage hinaus. Schniewindt GmbH & Co. KG Schöntaler Weg 46 58809 Neuenrade, Germany Tel.: +49(0) 23 92 -692 0 Fax: +49 (0) 23 92 - 692 11 info@schniewindt.de • www.schniewindt.de Schniewindt.indd 1 17.02.2017 11:36:11 VERFAHRENSTECHNIK 3/2017 11
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