Нагревательные элементы EREMA

Нагревательные элементы EREMA

Типы карбидокремниевых нагревателей EREMA

По вопросам подбора и цены нагревателей EREMA, защиты и комплектующих аксессуаров обращайтесь к специалистам нашей компании по тел. +7 (391) 285 81 18, 285 81 19 или оформите заявку на приобретение через форму обратной связи.

Тип E, F

Тип E, F

Однофазный нагревательный элемент, имеющий сплошную рабочую часть и выводы с каждой стороны. Выводы могут быть как одинаковой, так и разной длины. Для повышения сопротивляемости окислению и коррозии применяются различные антикоррозионные обработки в зависимости от среды печи.

Тип SG

Тип SG

Тип SG имеет спиралеобразную рабочую часть и сплошные выводы с каждой стороны, работает при более высоких температурах, чем типы E и F и имеет высокую коррозионную стойкость. Благодаря этому превосходно функцианирует в жестких условиях.

Тип SGR

Тип SGR

У типа SGR спиралеобразная рабочая область, похожая на тип SG. Отличительной чертой этого типа является наличие только одного вывода. Поскольку соединительные элементы расположены на одной стороне, его очень удобно монтировать и обслуживать. Использование SG и SGR рекомендуется там, где условия достаточно тяжелые и жесткие или где температура в печи достигает 1600 °С.

Тип U

Тип U

Нагреватели данного типа имеет U-образную форму, состоит из комбинации элементов типа E или типа F. Это однофазный нагревательный элемент с выводами на одной стороны, что облегчает установку и обслуживание.

Тип U3

Тип U3

Этот тип разработан путем модификации нагревателей типа U, для равномерной теплоотдачи и увеличения подаваемой мощности, при этом снижается температуру на выводах. Несмотря на то, что есть ограничения по размерам выпускаемых элементов, электрические характеристики такие же, как у типа U. Рекомендуется использовать в вертикальном положении.

Тип M

Тип M

Тип М является модификацией нагревателей типов E и F с установленными вертикальными выводами. Вертикальные выводы дают возможность регулировать установку нагревателя в рабочей зоне нагрева. Изготавливается из таких же материалов, что и нагреватели E и F.

Тип E2, F2, U2

Тип E2, F2, U2

Нагреватели таких типов отличает повышенная плотность. При этом данные нагреватели имеют такие же характеристики, как и типы E, F и U. Эти типы нагревателей можно использовать в печах с агрессивной средой, такой как: водород, щелочь, свинец, галогены и т.п. В зависимости от применения для повышения сопротивляемости окислению и коррозии может быть проведена специальная антикоррозионная обработка.

Тип SDL

Тип SDL

У данного типа нагревательных элементов рабочая часть в центре разделена «холодной» (нерабочей) частью в целях улучшения распределения температуры в центральной части печи. Возможно применение в двухкамерных печах.

Тип Super SA

Тип Super SA

Тип Super SA особо долговечные нагревательные элементы, изготовленные по уникальной технологии, отличной от производства остальных типов. Нагреватели данного типа обладают высокой коррозионной стойкостью, способны работать при температурах 1500-1600 °С.

Предлагаем Вашему вниманию расшифровку обозначения нагревателей EREMA

На упаковочные коробки наносится логотип фирмы-изготовителя - TKK / STK и торговая марка EREMA.

Для идентификации нагревателей на торцах коробок размещаются наклейки-ярлыки.

Наклейка-ярлык содержит следующую информацию:

Данные испытаний наносятся, несмываемой краской, на каждый нагреватель и содержат:

- № партии (лот);

- напряжение, В (при испытаниях);

- сила тока, А (при испытаниях).

Физические характеристики

Сопротивление и температура

Как видно из графиков при нагреве до 650 – 700 °С сопротивление нагревателей EREMA снижается. При дальнейшем повышении температуры (выше 650 – 700 °С) сопротивление растет.

Примечание:Сопротивление EREMA обычно измеряется при 1000 °С на воздухе. Номинальное сопротивление существенно отличается от сопротивления, измеряемого при комнатной температуре (см. рис.1)

Рис. 1 Влияние температуры на сопротивление

Значение характеристики Rt/Ro:

  • Ro – сопротивление при 1000 °С;
  • Rt – сопротивление при заданной температуре.

 

Химические характеристики

Нагревательные элементы EREMA изготавливаются из химически стабильного карбида кремния высокой чистоты, превосходящего металлические элементы по температуре использования, сопротивляемости окислению и коррозии.

В процессе эксплуатации при высоких температурах элементы вступают в контакт с такими веществами, как: водород, галогены, азот, соли щелочных металлов (K23, KCl, KOH, NaF и др.), жидкие металлами (Al, Fe, Ni, Cu и др.), а также оксиды металлов (CuO, Pb3O4, FeO и др.) и как следствие подвергаются эрозии или окислению.

Для предотвращения коррозии нагревательных элементов EREMA, при проектировании печи, желательно предусмотреть возможность предотвращения прямого контакта нагревательных элементов с агрессивными веществами.

 

Рекомендации по управлению мощностью

В процессе работы сопротивление любых карбидокремниевых нагревателей увеличивается.

Такое явление, называется «старением».

Это объясняется постепенным окислением карбида кремния (SiC) с образованием кварца (SiO2).

                                                       SiC + 2O2 = SiO2 + CO2

В начальный период работы (в течение первых 150-170 часов) увеличение сопротивления нагревателей EREMA               составляет около 10%. Далее рост сопротивления идет значительно медленнее.

За общее время службы сопротивление нагревателей увеличивается в 2-3 раза.

Для эффективного управления мощностью и обеспечения продолжительного срока службы карбидокремниевых нагревательных элементов рекомендуется использовать корректирующие устройства.

Для этих целей обычно используют ступенчатый трансформатор и/или тиристорный преобразователь.

При использовании ступенчатого трансформатора необходимо обеспечить возможность увеличения напряжения в 1,7 раза.

Тиристорный преобразователь обеспечивает более точное и плавное управление мощностью. Управление может осуществляться по одной из схем, представленных на рис. 1, 2, 3.

Рис. 1. Метод фазоимпульсного управления (ФИУ)

Фазоимпульсное управление тиристорами (ФИУ) позволяет плавно изменять эффективное напряжение и мощность на нагрузке.

Тиристоры каждый сетевой полупериод открываются с регулируемой фазовой задержкой от 5 до 180 °С.

Этот режим необходим для работы с нагревателями с малой тепловой инерцией.

 

 

Рис. 2. Метод распределенных сетевых периодов (РСП)

Метод равномерного по времени распределения рабочих сетевых периодов (РСП).

На рисунке 2 показан ток при работе в этом режиме.

Средняя мощность изменяется путем изменения соотношения количества пропущенных и отсеченных отдельных колебаний сетевого тока (0,02 сек.) через нагреватель.

Пропущенные колебания равномерно распределяются по времени (например, через одно колебание).

Рис. 3. Метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ)

В методе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) нагрузка включается на долю периода ШИМ, который задается пользователем.

Среднее значение выводимой мощности, в процентах от полной мощности нагревателя, определяется отношением времени включения к периоду ШИМ.

Важно:

При методе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и методе распределенных сетевых периодов (РСП) импульсная мощность может существенно отличаться от средней мощности.

При этом величина импульсной мощности влияет на срок службы карбидокремниевых нагревательных элементов. Поэтому рекомендуем ограничить величину импульсной мощности в пределах 10-15 Вт/см2.

Если удельная импульсная мощность будет выше 15 Вт/см2, срок службы нагревателей может сократиться в несколько раз, даже в том случае, если средняя мощность будет в пределах нормы.

Если у Вас есть причины отказаться от фазоимпульсного регулирования, мы рекомендуем использовать ступенчатый трансформатор.

Трансформатор может осуществлять грубую регулировку напряжения, а тиристорный преобразователь будет контролировать мощность на нагревательных элементах в соответствии с температурным режимом печи.

При работе с тиристорными преобразователями, пожалуйста, следите за исправностью модулей. При выходе из строя может быть перекос нагрузки по фазам, нагреватели на одной из фаз будут перегружены и быстро выйдут из строя.

 

 

 

Плотность нагрузки

Плотностью нагрузки или нагрузкой называется величина электрической мощности на квадратный сантиметр поверхности нагревателя (Вт/см2). Чем выше нагрузка, тем выше температура поверхности. Но чем выше температура, тем короче срок службы нагревателей.

На графике показана рекомендованная предельная нагрузка для нагревательных элементов EREMA, типов SG, SGR (синяя линия) и E, D, F (красная линия), для оптимальной работы в различных условиях.

 

Номинальные параметры

Номинальные параметры нагревателя указываются на выводах. Эти цифры – показатели, при которых на открытом воздухе температура нагревателя будет 1000 °С, а плотность нагрузки – 15 Вт/см2.

Рис. 1 Взаимосвязь температуры в печи, плотности нагрузки и температуры на поверхности нагревательных элементов

1.    Нагреватели требуют бережного обращения, и не приемлют механических воздействий при установке и эксплуатации.

2.    Стандартный диаметр сквозного отверстия для нагревателя, просверленного в стенке должен превышать диаметр нагревателя в 1,5 раза при следующих условиях:

  •  Ø 20 и меньше – подходят для стенок толщиной до 150 мм;
  •  Ø 25 и выше – для стенок толщиной свыше 250 мм.

(a) если толщина стенок превышает указанные пределы, то диаметр отверстия под нагреватель необходимо увеличить на 5 мм;

(b) когда применяется тип SG, размеры всех показателей должны быть на 5 мм больше указанных выше стандартов.

3.    Нагреватели являются проводниками. Необходима осторожность во избежание потерь энергии при прямом контакте с материалами-проводниками и предотвращения поражения электрическим током.

4.    Рекомендуется использовать нагреватели с одинаковыми или очень близкими показателями для выравнивания нагрузки на одном контуре. Используйте маркировку на выводах нагревателя, чтобы подобрать элементы идентичные или близкие по значениям

5.    Нагреватели необходимо размещать таким образом, чтобы выводы выступали из стенок на 50-100 мм с каждой стороны, а «горячая» зона находилась в рабочем пространстве печи и не заходила в установочные гнезда.

6.    Располагайте нагреватели таким образом, чтобы они находились по центру установочного отверстия, а пространство вокруг необходимо заполнить небольшим количеством керамического волокна, как показано на рис.1

7.    Убедитесь что клипсы (зажимы), шлейфы не соприкасаются с поверхностью стенок печи. Кроме того, шлейфы и клипсы должна иметь пространство, для монтажа/демонтажа.

8.    После завершения соединения нагревателя, перед подачей эл.энергии, легким нажатием на элемент убедитесь, что нагреватель легко перемещается по длине.

9.    При замене нагревателей, рекомендуется менять все нагреватели в контуре. В противном случае, разница сопротивлений между старыми и новыми нагревателями, может стать причиной различной нагрузки и сократит срок эксплуатации. Старые нагреватели рекомендуется использовать в одном контуре.

10.   При установке нагревателей рекомендуется соблюдать зазоры в соответствии с таблицей рис. 2

Рис. 1 Установка нагревателей в комплекте

Рис. 2 Расположение нагревателей

Рекомендуемые размеры для нагревателей

d: диаметр нагревателя

А: расстояние между осями нагревателей (не менее 2d)

В: расстояние между осью нагревателя и стеной (не менее 2d, минимум 30 мм)

С: расстояние между нагревателем и подом/сводом печи (не менее 2d)

D: расстояние между осью нагревателя и нагреваемым материалом (не менее √2А)

 

При установке нагревательных элементов EREMA в электрические печи, используйте нагреватели одной партии с максимально близкими показателями. А именно, подберите нагревательные элементы с близкими показателями сопротивления и установите их в одной цепи.

Убедитесь, что диаметр установочного отверстия в стенке печи соответствует, указанному в табл.1, диаметру нагревательного элемента EREMA.

Соотношение между диаметром нагревателей EREMA и установочным отверстием в стене печи

                                                                                                                                      Таблица 1

Проверьте соосность установочных отверстий перед началом монтажа.

Внимание: Установка нагревательного элемента EREMA с усилием может привести к его поломке!

Неплотно заполните пространство вокруг нагревательного элемента керамическим волокном (шнуром) таким образом, чтобы нагревательный элемент находился строго по центру установочного отверстия (рис. 3).

Если Вы заполните керамическим волокном (шнуром) внутреннюю полость элементов EREMA на глубину 20 мм, это будет служить превентивной мерой против потерь тепла из печи и внесет свой вклад в экономию энергии. Заполнять полость керамическим волокном необходимо с минимальным усилием.

Рис 3. Установка элементов EREMA

 

Нагреватели EREMA могут устанавливаться в горизонтальном или вертикальном положении.

Особенности установки нагревателей EREMA SG, SGR, W и U-типа

Нагреватели SG и SGR типа имеют спиралевидную рабочую зону, и крайне уязвимы при механическом воздействии.

Монтаж нагревателей типа SGR

Нагреватели SG и SGR типа необходимо устанавливать очень аккуратно. Для обеспечения подключения необходимо обеспечить зазор в установочном отверстии и запас по длине плетеного шлейфа.

При монтаже нагревателей SGR, используйте керамические изоляционные трубки (это предотвратит короткое замыкание, которое может быть вызвано смещением футеровки и налипанием огнеупорных фрагментов, а также поможет отцентровать нагреватель).

Особенности горизонтальной установки

При горизонтальной установке нагревателей SGR, W и U типа обязательным является условие – обеспечение поддержки свободной стороны нагревателя. Поддержка свободной стороны нагревателя может быть обеспечена использованием специально выполненных углублений/выступов на внутренней футеровке печи или при помощи специальных подвесов/опор.

Установка нагревателей W и U типов

Работа нагревателей в агрессивной среде

Когда мы говорим о карбидокремниевых нагревателях, к агрессивным средам можно отнести: водяной пар, пары кислот и щелочей, эндо- и экзогаз, водород, азот, сернистый газ. Благодаря плотной структуре карбида кремния нагреватели EREMA обладают высокой стойкостью к агрессивным средам. Вместе с тем, для увеличения срока службы в агрессивной среде мы производим антикоррозионную обработку нагревателей EREMA специальными составами.

                                                                                                                                                                                         Рисунок 1

В зависимости от условий работы нагревателей и типа атмосферы в камере печи применяются различные виды обработки. В таблице 1 приведены примеры влияния различных сред на работу нагревателей и типы антикоррозионных обработок, помогающих уменьшить негативное воздействие агрессивной среды.

                                                                                                                                                                                        Таблица 1

* Обработка типов H, S, P производится с последующим обжигом и полимеризацией.

При обработке типов “TES” и “TES A” обжиг и последующая полимеризация состава происходит при первом включение нагревателя.

Результаты сравнительных тестов нагревателей с различными обработками.

1. Щелочная среда

(Температура в печи 1100 °С)

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 Срок службы нагревателей с обработкой S и нагревателей с обработкой H

2. Водяной пар

(Температура в печи 1400 °С)

 

 

 

 

 

 

 

Тест завершен через 3048 ч, включая 3 остановки

Рис. 3 Срок службы нагревателей с обработкой S и нагревателей без обработки

3. Азот 90 % + водород 10 % + водяной пар

(Температура в печи 1350 °С)

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест завершен через 3467 ч, включая 4 остановки

Рис. 4 Срок службы нагревателей с обработкой S и нагревателей без обработки