Calentadores industriales eléctricos

La calefacción eléctrica en términos simples hace referencia al proceso por medio del cual la corriente eléctrica se convierte en calor. Esto se base en el principio de calefacción de Joule, también conocido como “calefacción óhmica”, donde el calor es liberado cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor. [1] Esta forma de calefacción tiene muchos usos descubiertos, tales como la iluminación incandescente en bombillos eléctricos, estufas con quemadores eléctricos y hierros de soldadura. Nuestro enfoque en este artículo se centra en el uso de los calentadores eléctricos en la industria petroquímica.

Tipos de Calentadores Eléctricos

Calentadores de Brida:

Los calentadores eléctricos de brida son fabricados con un elemento tubular doblado en forma de U [2] que es soldado o sujetado con abrazaderas a la brida. Las conexiones eléctricas se suministran a estos elementos por medio de cajas de cableado. Esos calentadores son utilizados mayormente para calentar agua, aceite, soluciones corrosivas y fluidos de transferencia de calor. Utilizan bridas de tubería estándar entre 3-14 pulgadas para soportar líquidos en tanques a alta presión y son instalados a través de la brida correspondiente de compañía a la pared del tanque. Debido a que los calentadores eléctricos de brida están disponibles en una variedad de tamaños, rangos de kilovatios, voltajes, recintos de terminales y materiales de recubrimiento, son los más adecuados tanto para las aplicaciones de calefacción industrial como domésticas.

Circulation heater Calentadores de Inmersión:

Estos calentadores son fabricados mediante el encofrado de una resistencia de cable de calefacción de níquel cromo en una chaqueta de cerámica. Un recubrimiento de Inconel (una forma de acero inoxidable que es altamente resistente a la corrosión y al calor) recubre la chaqueta.  A medida que la electricidad fluye a través del cable de níquel cromo, este comienza a calentarse, eventualmente comenzando a brillar y luego libera calor, primero a través de la cerámica y luego a través del recubrimiento hasta que la temperatura se torna extremadamente alta. Desde que es sumergido en agua, esta comienza a calentarse una vez que el recubrimiento se torna caliente. Una corriente de convección se formará a medida que el agua debajo del elemento de calefacción pasa a través de este y sube a la superficie del envase. A medida que la capa caliente recorre su camino hacia la superficie, esta se curva alrededor y se dirige hacia abajo hacia el lado opuesto del envase, donde se cruza para una vez más elevarse debajo del envase. A medida que el tiempo pasa, la corriente de convección hace que el calor se disperse uniformemente a través del envase.

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Aplicaciones del Calentador Eléctrico

Las aplicaciones comunes de los calentadores de inmersión de brida de acero incluyen la calefacción de gas de bajo flujo, la calefacción de aceites, líquidos suavemente corrosivos y ceras, así como también agua de proceso, jabón, soluciones detergentes y agua desmineralizada. Los calentadores eléctricos también son utilizados en las industrias con sistemas de tubería para proporcionar protección contra la congelación y procesos de mantenimiento. Un factor principal que hace que los calentadores eléctricos sean tan adecuados en la industria petroquímica es que eliminan la necesidad de calefacción directa, mientras que también proporcionan gran eficiencia en comparación con otras formas estándar de calefacción. Similarmente, los calentadores de inmersión son ideales para trabajar con aceites, gases, materiales fundidos y viscosos y soluciones de proceso. Estos calentadores también vienen en una amplia selección de tamaños, materiales de recubrimiento, conexiones de terminales, rangos de kilovatios y voltajes.

Beneficios de los Calentadores Eléctricos

Los beneficios generales de los calentadores eléctricos incluyen, en primer término, flexibilidad y versatilidad. Esto se debe a que el uso del sistema de calefacción eléctrica elimina la necesidad de chimeneas y tuberías. Esto también significa que los calentadores eléctricos pueden ser utilizados en prácticamente cualquier industria sin importar la construcción.La calefacción eléctrica también ofrece bajos costos de instalación ya que la configuración de estas máquinas no es muy complicada. Como mencionamos anteriormente, no se requiere la instalación de tuberías, así que solo necesita tener una conexión a un circuito eléctrico. Esto particularmente ayuda durante en recableado y la renovación. Más importante aún, los calentadores eléctricos son seguros y confiables. Como mencionamos anteriormente, no se requiere de combustión interna en el sistema de calefacción, lo que elimina riesgos como las explosiones y el envenenamiento con monóxido de carbono. Adicionalmente, como no hay radiadores, los problemas de fugas o quemaduras no solo son evitados sino que también habrá menos riesgo de daños a las propiedades. Todos estos factores también hacen que los calentadores eléctricos sean amigables con el ambiente, protegiendo la salud de los trabajadores así como también de las áreas en los alrededores de la fábrica/planta. Los costos obviamente son un factor a considerar. Los costos de la calefacción eléctrica son superiores al uso directo del combustible. Adicionalmente, los costos de capital y de infraestructura también son altos. Sin embargo, tome en consideración el hecho de que los calentadores eléctricos no requieren de recargas de combustible y la ausencia de la combustión interna también remueve una gran parte de los problemas de mantenimiento al utilizar estas máquinas. Hemos visto en los pasados años recientes, que a medida que las reservas de petróleo y de gas merman, la demanda por gas natural experimenta una tendencia hacia el alza. En estas instalaciones, los calentadores eléctricos pueden utilizarse en los campos petroleros para precalentar los fluidos producidos. Otros beneficios incluyen la resistencia a la humedad, sin contaminación sónica, son portátiles, precisos, duraderos, tienen control de la temperatura y de la distribución de la energía del calor.

Uso del Acero y del Acero Inoxidable en las Aplicaciones de Calefacción Eléctrica

Finalmente, vamos a resumir brevemente por qué los materiales como el acero y el acero inoxidable son ideales para las operaciones de calefacción eléctrica en las industrias petroquímicas.A nivel general, el acero suministra una resistencia excelente contra el desgaste por uso, la contaminación y las condiciones ambientales utilizando calentadores sobre el costado. Adicionalmente, no es vulnerable al óxido o a la corrosión y tampoco se incendia. El acero es duradero y también robusto, es por ello que todavía es la opción preferida en la industria de la construcción. El acero incluso es amigable con el ambiente toda vez que eventualmente es reciclado y reutilizado. Cuando se trata de la calefacción eléctrica, el acero no solo suministra durabilidad y resistencia contra la corrosión, sino que también da la oportunidad de que la pérdida del calor sea minimizada y por ello se logra una mayor eficiencia. Por otra parte, el acero inoxidable es ideal para trabajos que involucran soluciones corrosivas.

Conclusiones

Con gran énfasis en el cuidado al medio ambiente, la seguridad y la eficiencia en la industria petroquímica, los calentadores eléctricos proporcionan una solución efectiva. Debido a su diseño versátil y funcionalidad amigable con el usuario, son más adecuados para las instalaciones comerciales que las formas convencionales de calefacción.
 

[1] La cantidad de calor liberado es proporcional al cuadrado de la corriente por lo que

Esta relación es conocida como la primera ley de Joule. (fuente)[2] Un elemento de calefacción tubular básico consiste de un cable de níquel cromo (Ni-Cr) (80-20% o 70-30%), que proporciona resistencia a la electricidad generando calor. Óxido de magnesio compacto (MgO) y un recubrimiento de metal rodean el cable de Ni-Cr. Broches fríos (conductores metálicos) son utilizados para hacer conexiones eléctricas al cable de resistencia. Las terminaciones eléctricas pueden hacerse en varias formas. Toda vez que el MgO es muy higroscópico, este es sellado para prevenir que la humedad entre. (fuente)

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