Fonctions du procédé chauffé à la vapeur
Évaluer les échangeurs à vapeur, les serpentins et les autres applications de chauffage à vapeur existants pour déterminer une solution électrique adaptée.
Fabricant certifié ISO
ISO 9001 · 14001 · 45001Électrification du chauffage de procédé
Solutions de chauffage électrique de procédé pour remplacer le chauffage traditionnel à vapeur ou à combustible lorsque l’électrification est adaptée aux contraintes techniques et d’exploitation.
Défi de l'ingénierie
L'électrification est plus que le remplacement de la source de chaleur
Passer de la vapeur ou d’un combustible au chauffage électrique n’est pas nécessairement un remplacement à l’identique. La nouvelle configuration doit couvrir le besoin du procédé et s’intégrer à l’alimentation électrique disponible, aux équipements et à la philosophie d’exploitation.
Les conditions normales, de pointe et de démarrage peuvent conduire à des exigences différentes. Les utilitaires existants, les interfaces de processus et les fonctions de protection doivent être revus avant que l'architecture de chauffage ne soit sélectionnée.
Puissance thermique requise
Besoins thermiques en fonctionnement normal, en pointe et au démarrage, et température de procédé requise.
Infrastructure électrique
Tension disponible, puissance du site, capacité des transformateurs, appareillage électrique et contraintes de distribution.
Intégration des processus
Tuyaux existants, configuration de l'équipement, interfaces de processus et contraintes d'installation.
Sécurité et contrôle
Protections thermiques, interverrouillages de procédé applicables, exigences des zones dangereuses et intégration à la commande.
Domaines d'application
Où le chauffage par procédé peut-il être électrifié?
Il s'agit de candidats potentiels à l'évaluation, et non de sélection automatique de l'équipement.
Applications chauffées par combustion
Examiner certains procédés chauffés par combustion où le chauffage électrique direct ou indirect peut être pratique.
Installations pétrolières et gazières isolées
Examiner les sites où un réseau vapeur distinct est indésirable ou peu pratique, en vérifiant la disponibilité électrique.
Chauffage à l'aide d'un système sur skid
Intégrer le chauffage électrique, la commande et les équipements de procédé compatibles dans un ensemble complet.
Rénovation et modernisation
Examiner les systèmes de chauffage qui sont remplacés ou mis à niveau pour les besoins de fonctionnement, d'entretien, de contrôle ou de projet.
Tous les besoins de chauffage de procédé ne se prêtent pas à l’électrification. Température et puissance requises, conditions de procédé, puissance électrique disponible, profil de fonctionnement, utilités existantes, contraintes d’intégration et économie du projet déterminent la faisabilité.
Approche d'électrification
Du chauffage classique au chauffage électrique
L’électrification nécessite de repenser la production de chaleur, sa régulation, ses protections et son intégration au procédé. Partez du besoin thermique actuel pour concevoir une solution de remplacement adaptée.
Avant
Système de chauffage existant
- Combustible/vapeur
- Production / distribution de chaleur
- Échangeur de chaleur
- Procédé
Un arrangement conventionnel illustratif. Les voies réelles de production et de distribution de chaleur varient selon le site.
Évaluation techniqueDéfinissez le besoin thermique.
Définissez le besoin thermique.
Revoir les interfaces.
- Puissance thermique requise
- Température du procédé
- Débit et pression
- Propriétés des fluides
- Puissance électrique disponible
- Exigences relatives aux zones dangereuses
- Intégration avec les installations existantes
- Philosophie et sécurité du contrôle
Examinez la capacité des transformateurs, de l’appareillage électrique et des câbles, les utilités existantes et les contraintes d’installation. Les protections sur température, débit et pression sont définies selon les besoins.
Configuration proposée
Système de chauffage électrique
- Puissance électrique
- Régulation de la puissance le cas échéant
- Système de chauffage électrique
- Procédé
- PLC / DCS / SCADA le cas échéant
Les liaisons de contrôle ne sont pas des voies d'écoulement thermique. La régulation de la puissance et l'intégration à distance dépendent de la configuration sélectionnée.
Un remplacement à l’identique ne suffit pas : définissez ensemble les modifications du procédé, de l’électricité, de la commande et des protections.
Considérations techniques
Qu'est - ce qui détermine si l'électrification est pratique?
La faisabilité technique est propre à chaque projet. Utilisez ces cinq domaines pour identifier les contraintes et les informations nécessaires à une étude d'électrification.
Procédé
- Puissance thermique requise
- Température de fonctionnement/de calcul
- Débit et pression
- Propriétés des fluides
- Exigences relatives au démarrage
Électrique
- Tension disponible
- Puissance disponible sur site
- Capacité des transformateurs
- Distribution d'électricité
- Flexibilité de charge
Installation
- Tuyaux existants
- Encombrement disponible
- Contraintes à l'adaptation
- Exigences relatives aux skid
- Arrêt / contraintes d'installation
Contrôle et sécurité
- Classification des zones dangereuses
- Protection contre la température
- Interverrouillages de débit, le cas échéant
- Intégration PLC / DCS
- Exigences relatives au fonctionnement à distance
Opérations
- Fonctionnement continu / intermittent
- Plage de modulation requise
- Fréquence de démarrage
- Stratégie d'entretien
- Philosophie de fonctionnement
Il s'agit d'une matrice d'examen technique, pas d'un outil de notation. L'économie dépend également des prix de l'électricité et du carburant ou de la vapeur, des investissements dans l'infrastructure, de l'utilisation et du profil d'exploitation.
Technologies de chauffage
Architectures de chauffage électrique pour l'électrification des processus
La production et le transfert de chaleur sont des choix de conception distincts. Ces familles peuvent se recouper : un réchauffeur à résistances peut transmettre la chaleur directement au fluide de procédé ou par un circuit intermédiaire. Le choix reste propre au procédé et au projet.
Chauffage résistif / en circulation
Puissance électrique → éléments de résistance → transfert de chaleur → fluide
Le chauffage par résistance peut servir un flux de processus ou un circuit intermédiaire. La voie du fluide et la limite de transfert de chaleur doivent être vérifiées pour le produit sélectionné.
- Réchauffeur électrique en circulation pour pétrole brut
Chauffage du pétrole brut en écoulement continu.
- Ensemble de chauffage électrique à eau chaude
Circulation d’eau chaude pour serpentins de réservoirs ou radiateurs compatibles ; le pétrole brut n’est pas chauffé directement.
Chauffage électrique indirect
Puissance électrique → fluide intermédiaire → paroi séparant le procédé → fluide de procédé
Un arrangement indirect peut convenir aux exigences en matière de séparation des procédés ou de transfert de chaleur. Les routes de changement de phase et d'huile thermique ont des conditions d'exploitation différentes; ni l'une ni l'autre n'est universellement préférée.
- Réchauffeur indirect à changement de phase sous vide
Transfert de chaleur par un mécanisme intermédiaire à changement de phase.
- Réchauffeur électrique indirect de gaz
Chauffage indirect par huile thermique ; le gaz de procédé reste séparé des éléments électriques.
Chauffage électromagnétique/induction
Puissance électrique → champ électromagnétique → métal chauffé → fluide
Un champ électromagnétique chauffe une structure de transfert de chaleur métallique, qui transfère la chaleur au fluide de procédé. L'induction est une méthode de chauffage, et non une garantie d'une consommation énergétique plus faible.
- Réchauffeur de procédé par induction
Chauffage avec circuit de retour pour les applications compatibles sur pétrole brut et fluides produits.
Photovoltaïque et chauffage direct en courant continu
De l'électricité solaire à la chaleur industrielle
L’électrification du chauffage peut aussi utiliser l’électricité solaire. Pour les applications compatibles de chauffage d’air industriel, un réchauffeur électrique en gaine CC est raccordé au système électrique approuvé du projet pour convertir l’électricité en chaleur utile.
Le projet industriel de chauffage à l'air photovoltaïque de 500 kW / DC1000V de XGTHERMAL est une démonstration de cette approche dans un environnement de raffinerie. Ces cotes décrivent la configuration de référence; les interfaces de chauffage et d'électricité sont conçues pour chaque projet.
Photovoltaïque → système électrique CC du projet → interface CC approuvée → réchauffeur en gaine → air de procédé chauffé
Adapter le besoin thermique à l’alimentation électrique.
Examiner le débit d'air, l'élévation de la température et le programme de fonctionnement en même temps que la tension continue, le courant et l'enveloppe de puissance disponibles. La production solaire variable, la continuité de l'approvisionnement en chaleur, la commutation, la protection et le contrôle des installations nécessitent une conception coordonnée du projet.
La portée côté chauffage et la production de PV ou la gestion de l'alimentation en courant continu sont définies séparément, sauf si elles sont expressément incluses.
Références de projets
Projets d'électrification éprouvés
Une application de remplacement de la vapeur à l'électricité documentée utilisant le chauffage par changement de phase de vide pour la collecte et le transport des champs de pétrole.
Données techniques
Information dont nous avons besoin pour une étude d'électrification
Quel système de chauffage existe aujourd'hui, et que doit accomplir son remplacement? Partagez l'information que vous avez sur l'installation et le processus en cours ; XGTHERMAL peut aider à clarifier les entrées restantes.
Système de chauffage existant
- Source de chaleur actuelle: vapeur, carburant ou autre
- Puissance thermique actuelle, si connue
- Matériel de chauffage existant
- Problèmes opérationnels actuels
- Dessins et documentation disponibles
Exigences du procédé
- Fluide de procédé
- Débit normal / minimum / maximum
- Température d'entrée et température de sortie requise
- Pression de fonctionnement et de calcul
- Service de démarrage et profil d'exploitation
Infrastructure électrique
- Tension et fréquence disponibles
- Capacité électrique disponible
- Informations sur les transformateurs
- Appareillage électrique et distribution
- Contraintes de puissance sur le site
Intégration
- Espace de tuyauterie et d'installation existant
- Classification des zones dangereuses
- Opération locale/distante
- Exigences en matière de PLC / DCS / SCADA
- Contraintes d'arrêt de l'adaptation
Questions fréquentes
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’électrification du chauffage de procédé ?
L'électrification du chauffage par procédé consiste à passer d'un système de chauffage à vapeur, au chauffage au combustible ou à d'autres systèmes de chauffage classiques existants à un système de chauffage électrique. Il s'agit notamment d'évaluer la puissance thermique requise, l'infrastructure électrique, les interfaces de processus, les contrôles et la protection, et pas seulement de changer la source d'énergie.
Un chauffage électrique peut-il remplacer un échangeur de chaleur à vapeur?
Une solution électrique peut convenir à certains besoins auparavant couverts par la vapeur, sans constituer un remplacement direct à l’identique. Température, puissance thermique, propriétés du fluide, enveloppe sous pression, surfaces d’échange existantes et puissance électrique disponible doivent être étudiées. La solution peut conserver un circuit intermédiaire ou nécessiter des modifications de tuyauterie, d’équipement et de commande.
Le chauffage électrique peut-il remplacer un chauffage alimenté au combustible?
Il peut être pratique pour certaines tâches lorsque la température, la capacité de chauffage, la puissance disponible et les conditions du site supportent le changement. Le transfert de chaleur direct ou indirect peut être envisagé selon le procédé. L'enlèvement d'un brûleur n'élimine pas la nécessité d'une protection des procédés, de la conception de zones dangereuses ou d'un examen des cas d'exploitation.
Quelles sont les infrastructures électriques nécessaires?
L’étude vérifie la tension et la fréquence disponibles, la capacité électrique du site, les transformateurs, l’appareillage de coupure, la distribution et les câbles. Le démarrage, le profil de charge, la régulation de puissance et les protections sont examinés selon la conception retenue. Des adaptations électriques peuvent être nécessaires ; leur périmètre ne se déduit pas de la seule puissance nominale du réchauffeur.
Le chauffage électrique est-il plus économe en énergie?
Le chauffage électrique peut réduire certaines pertes de combustion et de distribution de chaleur dans des applications appropriées et fournir une distribution de chaleur contrôlable. La conversion électrique en chaleur au niveau de l'équipement n'est pas la même que l'efficacité du système entier ou de l'énergie primaire. L'efficacité globale dépend du système existant, de l'approvisionnement en électricité, du profil d'exploitation et des conditions du site. Les coûts d'exploitation dépendent également des prix de l'énergie, des investissements dans les infrastructures et de l'utilisation. Éviter la combustion locale n'établit pas en soi une réduction des émissions totales; la production d'électricité doit également être envisagée.
L'équipement de procédé existant peut-il être réaménagé?
Certains équipements peuvent être conservés ou adaptés, tandis que d'autres installations nécessitent une nouvelle installation de chauffage. La faisabilité dépend du travail du procédé, de la capacité électrique disponible, de la configuration de la tuyauterie et de l'équipement, de l'espace d'installation, de l'architecture de contrôle, des exigences relatives aux zones dangereuses et des contraintes d'arrêt. Les dessins et l'information d'exploitation existants aident à définir la portée de la modernisation.
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