Calentadores De Inmersión Eléctricos En Tanques De Almacenamiento Industriales

Este estudio de caso analiza los calentadores de inmersión eléctricos en tanques de almacenamiento industriales y los sensores necesarios para evitar la congelación o el daño por incendio.  

Introducción: Protección contra la congelación de tanques de almacenamiento

En este estudio de caso, analizaremos una planta de tratamiento de aguas residuales y desalinización en Alaska, donde el invierno dura 6 meses y la temperatura promedio anual es de 37°F o 2.78°C. Esta planta puede producir entre 30,000 y 100,000 m3al día. La planta de tratamiento quiere tres tanques de almacenamiento de 8000 galones para almacenar el agua tratada antes de canalizarla a las operaciones mineras locales para controlar el polvo. Las temperaturas en los tanques y tuberías deben mantenerse por encima de la congelación y los niveles de agua deben monitorearse para evitar daños por incendio en los revestimientos de los tanques.     
La protección contra la congelación es esencial cuando se trata de tanques de almacenamiento. Para ayudar a combatir este problema, se deben utilizar calentadores de inmersión con sensores de control en los tanques de almacenamiento para mantener las temperaturas y controlar los niveles de agua. 

Antecedentes para el estudio del caso

Cada tanque requerirá calentadores de inmersión eléctricos para evitar la congelación y mantener una temperatura constante de 37°F, según lo solicite la gerencia para cumplir con las temperaturas locales promedio y reducir el desperdicio de energía. Estos tres tanques también requerirán sensores capaces de monitorear de forma remota la temperatura y los niveles de agua para garantizar que los calentadores estén protegidos contra niveles bajos de agua que expondrían a los calentadores al riesgo de daños por calor excesivo.
Además, las tuberías necesitarán protección contra la congelación cuando las operaciones de minería no requieran control de polvo durante el mantenimiento y el tiempo de inactividad. Siempre y cuando el agua se mueva a través de las tuberías, es poco probable que el agua se congele; sin embargo, es probable que el agua estancada se congele rápidamente en las temperaturas severas de Alaska.

Posibles soluciones

Los calentadores de brida están disponibles en una amplia variedad de tamaños y pueden configurarse para adaptarse al tanque y su tamaño. Este tipo específico de calentador se instala a través del puerto de la brida y el calentador se inserta a través de este puerto en el tanque. Los calentadores de inmersión en entornos industriales son muy útiles para mantener los líquidos por encima de las temperaturas de congelación, especialmente en climas muy severos de invierno donde el fluido se congela más rápido. Aunque los calentadores de inmersión de rosca son una posibilidad y pueden monitorearse de la misma manera que un calentador de inmersión de brida, normalmente se utilizan en tanques más pequeños que los tanques que se utilizan para almacenar agua desalinizada. Sin embargo, un calentador de inmersión de rosca podría utilizarse en las tuberías con los controles adecuados.
Los paneles de control de temperatura híbridos proporcionan mayor confiabilidad y flexibilidad. Los calentadores de inmersión de brida se pueden monitorear y controlar con paneles de control de temperatura híbridos que ofrecen límites monitoreo de temperatura excesiva/insuficiente con alarmas opcionales. Estos paneles de control tienen varias configuraciones que proporcionan valores nominales de corriente de cortocircuito (SCCR) de hasta 200,000 amperios. Se pueden añadir sensores adicionales, como monitores de nivel de agua en estos paneles de control híbridos para proporcionar más monitoreo y alarmas para evitar daños.
La desventaja de usar un panel de control digital es la necesidad de capacitación adicional para la operación y solución de problemas del panel. Sin embargo, ese es un escenario probable con cualquier sensor añadido.
Los calentadores de circulación o «calentadores en línea» se pueden distribuir por toda la tubería para evitar la congelación. Estos calentadores utilizan materiales anticorrosivos como titanio, acero o acero inoxidable, aunque el acero inoxidable es más utilizado con el agua. Además, las tuberías deben estar aisladas para garantizar una mejor eficiencia de los calentadores de circulación. Los termopares se utilizan para transmitir las lecturas de temperatura de las tuberías a los sensores digitales, que ayudan a regular el calor.
También se podrían utilizar calentadores de tubería. Los calentadores de tubería producen calor indirecto para los líquidos. Durante los procedimientos de calefacción, los calentadores de tubería noentran en contacto con el contenido líquido. Los calentadores de tuberías se adaptan al tamaño nominal de los tubos cédula 40 de 2 o 3 pulgadas. Los calentadores de tubería son fáciles de instalar y proporcionan una distribución uniforme del calor, así como una vida útil prolongada.

Recomendaciones

Se recomienda el uso de calentadores de brida en los tanques para la protección contra la congelación, junto con sensores remotos para controlar la temperatura y monitorea el nivel de agua mediante un panel de control de temperatura híbrido, de modo que es posible personalizarlos para proporcionar salida digital. Estos calentadores de inmersión de brida deben estar hechos de acero inoxidable para impedir la corrosión. Además, los calentadores de inmersión de brida pueden personalizarse para la potencia apropiada requerida. Los calentadores de inmersión de brida eléctricos son una opción limpia en un entorno «verde» donde se procesa el reciclaje de aguas residuales y los sensores de control son una necesidad para cumplir con los requisitos de la planta.
Además, recomienda usar calentadores de tubería conectados a sensores de temperatura, ya que el calentamiento requerido se realizará mientras no haya circulación dentro de las tuberías.