Bộ trao đổi nhiệt PTFE có thể được sử dụng trong môi trường dễ cháy nổ không?

Nhà máy xử lý dung môi dễ cháy. Bất kỳ thiết bị nào ở vùng lân cận đều phải được xếp loại ở những vị trí nguy hiểm. Bộ trao đổi nhiệt PTFE rất tốt cho hóa chất ăn mòn, nhưng chúng có an toàn khi sử dụng khi có hơi nổ không? Những chứng nhận và yêu cầu lắp đặt nào được áp dụng?

Trong môi trường dễ cháy nổ, dù ở Vùng 1 hoặc 2 đối với khí hay ở Vùng 21 hoặc 22 đối với bụi dễ cháy, không có chỗ cho sai sót. Một bề mặt nóng lên, một tia lửa lạc, một tia phóng tĩnh điện có thể gây ra một vụ pha chế gây cháy thảm khốc. Bộ trao đổi nhiệt PTFE là sự lựa chọn hoàn hảo cho các axit, dung môi và clorua khắc nghiệt có thể nhanh chóng làm suy giảm thép không gỉ hoặc các hợp kim lạ. Do các ống và vỏ không-dính và trơ về mặt hóa học nên chúng là lựa chọn ưu tiên để làm mát hoặc sưởi ấm quy trình trong các ngành công nghiệp dược phẩm, hóa chất-và chất bán dẫn. Tuy nhiên, môi trường yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn cũng cần phải đánh giá đầy đủ rủi ro đánh lửa theo Chỉ thị ATEX 2014/34/EU và các chương trình chứng nhận IECEx.

Lõi trao đổi nhiệt hiếm khi là nguồn gây cháy. PTFE không{1}}dẫn điện và sẽ không tạo ra tia lửa khi hoạt động bình thường. Mối nguy hiểm thực sự đến từ các tiện ích và thiết bị phụ trợ phục vụ nó, chẳng hạn như mạch hơi nước hoặc dầu nóng-có thể làm quá nóng bề mặt, cảm biến nhiệt độ cần nguồn điện, van điều khiển có thể có cuộn dây điện từ và thậm chí cả hành động đơn giản là các dụng cụ kim loại va vào khung trong quá trình bảo trì. Ví dụ: một cảm biến chỉ được xếp hạng cho mục đích sử dụng chung-trong khí quyển Vùng 1 có thể tạo ra tia lửa điện bên trong đủ để đốt cháy đám mây hơi. Do đó, bộ trao đổi nhiệt phải được tích hợp trong một chiến lược bảo vệ nhằm loại bỏ tất cả các đường đánh lửa có thể xảy ra.

Thiết kế an toàn dựa trên việc giới hạn nhiệt độ bề mặt. Tất cả các hỗn hợp khí hoặc bụi đều có nhiệt độ-tự bốc cháy (AIT) đã biết và nhiệt độ bốc cháy của lớp hoặc đám mây trong trường hợp có bụi. Nhiệt độ tối đa của bề mặt ở phía quy trình và phía tiện ích - trong trường hợp xấu nhất xảy ra tắc nghẽn, tắc nghẽn dòng chảy hoặc nguồn cung cấp hơi nước ở áp suất tối đa - phải dưới mức nhiệt độ (T1-T6) hoặc AIT cụ thể của khí quyển. Đối với hơi dung môi Vùng 1 điển hình có AIT là 220 độ, bề mặt trao đổi chất phải luôn ở dưới 200 độ (loại T3). Khu vực truyền nhiệt quá khổ, khóa liên động dòng chảy chính xác và đầu dò nhiệt độ dự phòng được các nhà sản xuất sử dụng để thực hiện việc này. Trong thực tế, điều này thường có nghĩa là chất lỏng tiện ích (hơi nước hoặc dầu truyền nhiệt) bị giới hạn bởi một vòng điều khiển riêng biệt đã được phê duyệt.

Các bộ phận điện được gắn vào hoặc giám sát bộ trao đổi nhiệt phải được cung cấp khả năng bảo vệ-phù hợp vùng hoàn chỉnh. Vùng 1: Cần có bộ truyền nhiệt độ an toàn nội tại (Ex i), hộp nối chống cháy (Ex d) hoặc vỏ bọc tăng cường độ an toàn (Ex e). Ngay cả một RTD đơn giản cũng phải có nhãn ATEX / IECEx với nhóm khí chính xác (IIA, IIB, IIC) và loại nhiệt độ. Ở nhiều khu vực pháp lý, các bộ phận không-điện -- chỉ là bộ trao đổi cơ khí không có thiết bị điện phụ trợ -- được phân loại là thiết bị cơ khí đơn giản. Bản thân chúng không cần phải được chứng nhận ATEX với điều kiện là chúng không tạo ra tia lửa, bề mặt nóng trên AIT hoặc các điện tích tĩnh có thể bốc cháy. Tuy nhiên, người cài đặt vẫn phải chứng minh rằng toàn bộ hệ thống phù hợp với yêu cầu của vùng.

Việc thanh lọc và điều áp mang lại mức độ bảo vệ bổ sung cho các cơ sở khép kín hoặc bán kín. Nếu bạn thanh lọc loại X hoặc Y bằng nitơ trơ, bạn có thể giảm phân loại bên trong của tủ chứa các dụng cụ trong đó từ Vùng 1 xuống không-nguy hiểm. Sau đó, bạn có thể sử dụng các thành phần tiêu chuẩn bên trong. Đối với các bộ trao đổi nhiệt PTFE có vỏ{6}}và-ống lớn nằm ở Vùng 2, sự xâm nhập của hơi dễ cháy được ngăn chặn bằng áp suất quá mức nhẹ vĩnh viễn với không khí sạch hoặc nitơ, với điều kiện là bản thân hệ thống thanh lọc được chứng nhận và giám sát bằng các khóa liên động an toàn không{9}}.

Việc lựa chọn và lắp đặt phải trải qua một quy trình được quy định. Đầu tiên, nghiên cứu phân loại khu vực phải được thực hiện bởi người có trình độ hoặc cơ quan được thông báo, người sẽ xác định vùng, nhóm khí và loại nhiệt độ cụ thể. Chỉ khi đó kỹ sư xử lý mới có thể chọn bộ trao đổi PTFE có mức nhiệt độ-bề mặt bằng hoặc cao hơn mức đó. Các nhà sản xuất danh tiếng ngày nay cung cấp các thiết bị đã được-chứng nhận trước cho Vùng 1/21 hoặc Vùng 2/22 với kết quả kiểm tra của bên thứ ba-cho thấy nhiệt độ bề mặt trong điều kiện{10}}dòng chảy bị chặn và quá{11}}áp suất. Nếu bộ trao đổi nhiệt được cung cấp mà không có bộ phận điện thì trách nhiệm chứng nhận sẽ chuyển sang-các van, thiết bị và cáp của gói phụ kiện, mỗi bộ phận này sẽ cần phải có nhãn ATEX/IECEx riêng. Tài liệu phải đầy đủ: giấy chứng nhận vật liệu cho thấy PTFE nguyên chất, nhật ký hàn (nếu được sử dụng), dữ liệu từ các thử nghiệm nhiệt độ bề mặt và hướng dẫn lắp đặt chỉ rõ các hoạt động trong khu vực nguy hiểm.

Hãy so sánh cách tiếp cận có hệ thống này với sự cám dỗ sử dụng một bộ trao đổi PTFE thông thường, không{0}}được xếp hạng "vì nó chỉ bằng nhựa". Thiết bị như vậy không có dữ liệu phân loại nhiệt độ, không có giới hạn nhiệt độ bề mặt được chứng nhận và không có khả năng truy nguyên để ngăn ngừa tĩnh điện hoặc tia lửa. Trong cài đặt Vùng 1, nó không chỉ không-tuân thủ mà còn trái pháp luật và quan trọng hơn là nguy hiểm. Trong vòng vài phút khi dòng chảy bị xáo trộn, nguồn cung cấp hơi nước không được giám sát có thể đẩy thành ống phía trên AIT. Công tắc lân cận không có chứng nhận có thể phát ra tia lửa khi hiệu chuẩn thông thường. Các thiết bị được chứng nhận đắt hơn nhưng nếu bạn so sánh với chi phí của một vụ nổ, số người thiệt mạng, nhà máy bị hư hại, các khoản tiền phạt theo quy định thì đó không phải là sự so sánh.

Vòng an toàn được đóng lại bằng việc kiểm tra và bảo trì liên tục. Sự cố tràn chất lỏng dễ cháy ra bên ngoài bộ trao đổi nhiệt có thể gây thêm nguy hiểm. Tại mỗi lần quay vòng, các mối nối đệm phải được kiểm tra tính toàn vẹn. Trường hợp cần thiết để tiêu tĩnh điện, dây đai liên kết điện phải được giữ nguyên. Mọi thay thế cảm biến hoặc van phải là sự thay thế trực tiếp cho chứng nhận ban đầu. Nếu việc thay thế 'like for like' không coi dấu Ex thì toàn bộ chứng chỉ hệ thống là không hợp lệ.

Tóm lại, bộ trao đổi nhiệt PTFE có thể được vận hành an toàn trong môi trường dễ cháy nổ với điều kiện mọi bộ phận của hệ thống - nhiệt độ bề mặt, phụ kiện điện, thanh lọc, tài liệu và bảo trì - được thiết kế theo tiêu chí chính xác của khu vực. Chứng nhận không phải là giấy tờ. Đó là sự đảm bảo về mặt kỹ thuật rằng thiết bị sẽ không trở thành nguồn đánh lửa như mong đợi. Trong quy trình an toàn chỉ có một quy tắc: bạn phải làm cho môi trường phù hợp với thiết bị chứ không phải ngược lại. Nếu ý tưởng này được thực hiện, khả năng chống ăn mòn đơn lẻ của PTFE sẽ trở thành một lợi thế chứ không phải là rủi ro, giúp các nhà máy hóa chất hoạt động hiệu quả và trên hết là an toàn ở những nơi nguy hiểm khó khăn nhất.