English Version

מערכות חימום קיטור וחשמל

קיטור לעומת חימום חשמלי

מבחינה היסטורית, חימום צנרת בעזרת קיטור נעשה בתדירות גבוהה יותר מאשר בכל סוג אחר של חימום צינור להגנת קפיאה ולחימום תהליך.
לקיטור יש בדרך כלל יתרון של בעל קיבול חום גבוה בשילוב עם מקדם העברת חום מתאים, לתכונות אלו היה בעבר יתרון כי מערכות בידוד תרמיות על צינורות נותרו לעתים קרובות שנים ללא תחזוקה. כאשר עלויות האנרגיה היו זניחות והקיטור נתפס כ "חופשי מעלויות", זאת הייתה השיטה המקובלת של ביצוע ליווי חימום לצנרת ומכלים.
כאשר זורם דרך צינור, האדים יתפוגגו, החום הכמוס שלהם מועבר לצינור התהליך על מנת לפצות על האובדן החום דרך הבידוד. במהלך תהליך זה טמפרטורת קיטור נשאר קבועה. עם זאת, בהמשך הקו מתחיל תהליך עיבוי של הקיטור ובהדרגה כמות מי העיבוי הולכת וגדלה. למי העיבוי טמפרטורה וקיבול חום נמוכים משמעותית לעומת הקיטור וכושר הולכת חום גרועה. תהליך זה מתרחש בהדרגה ולאורך כל אורכו של הצינור חימום. לכן, יש צורך להתקין מלכודת קיטור סוף מעגל חימום
תפקידה של "מלכודת הקיטור" לפרוק את מי העיבוי עם הפסד מינימלי של אדים טריים.

תרשים קיטור

מכיוון שמי העיבוי בצינור החימום צריכים "להידחף" אל מלכודת הקיטור (לעתים קרובות כלפי מעלה), מערכת הקיטור חייבת להיות בלחץ מספיק, אשר מגביל את האורך המרבי של מעגלי חימום. מעגלי חימום ארוכים מידי נוטים "לטבוע" במי עיבוי מידי פעם, המערכת הופכת להיות מאוד לא צפויה ומאוד לא יציבה מה שמוסיף למורכבות למערכת חימום בקיטור. תופעה דומה קוראת גם במעגלי חימום באורך סביר אבל ירידת טמפרטורת הסביבה מביא לאיבודי חום גדולים יותר ולכן לייצור מי עיבוי בכמויות גדולות יותר.
בעיה נוספת שקיימת בחימום בקיטור היא אי אחידות הטמפרטורה לאורך מעגל הקיטור, בתחילת מעגל החימום נכנס קיטור בטמפרטורה גבוהה וככל שמתקדמים והקיטור מוסר את החום שלו לצנרת התהליך יש תהלים קבוע של ירידת טמפרטורת קיטור ובהמשך קיטור ומי עיבוי כך שלרוב הטמפרטורה בתחילת המעגל גבוהה מידי ובהמשכו נמוכה מידי מה שמביא לאובדן אנרגיה שלא לצורך והן לקיצור מעגלי החימום.
התוצאה של התופעות הנ"ל היא קיצור מעגלי החימום, שימוש במקום יקר באזור התהליך לצורך חלוקת הקיטור, מלכודות קיטור ותשתיות אוסף עיבוי.
מלכודות קיטור הם הקריטיים ביותר לחימום בעזרת קיטור ובאותו זמן הרכיב הרגיש ביותר של המערכת.
בשל אופן עבודתה של מלכודת הקיטור, מערכת מכנית עם חלקים נעים הנתונים לשחיקה מתמדת על ידי הקיטור וכן סובלת מסתימות בגלל איכות הקיטור, המערכת כפופה לעבודות תחזוקה מונעת ותחזוקת שבר ברמה וכמות גבוה, על מנת לשמור על פעולה תקינה נדרשת בדיקת תחזוקה לפחות פעם בשנה ומספר לא מבוטל של החלפת מלכודות קיטור (בממוצע כ 6% מהמלכודות בשנה).

לעתים קרובות קיים בזבוז אנרגיה גבוה במערכות חימום בקיטור. קיטור, שממשיך לזרום בטמפרטורה קבועה כל הזמן ללא התחשבות בטמפרטורת החומר בצנרת, ימשיך להעביר אנרגיה מעבר לדרוש לחומר ויגרום לעליית טמפרטורה של החומר בצינור במקרה של הפסקת זרימה בצינור ובזבוז אנרגיה שלא נדרשת.
נכון להיום, אין שיטה אמינה שליטה על טמפרטורת הצינור ואנרגיה המושקעת בחימום, בנוסף, גם בתנאי עבודה מושלמים, במלכודות הקיטור, גם הטובות ביותר, תמיד יהיה אובדן חלקי של הקיטור. אם המלכודות נכשלות ונשארות פתוחות, תהיה כמות משמעותית של אובדן קיטור בעיקר בגלל מערכות אלה פועלות 24/7.
כשל נפוץ נוסף של מערכות חימום בקיטור נובע מדליפות קיטור מצנרת החימום בעיקר בנקודות חיבור בין הצינורות, דליפות אלו גורמות להרטבת הבידוד ובכך גורמות לאובדן כל תכונות הבידוד התרמי והפועל היוצא הוא למעשה איבוד חום מוגבר הצנרת התהליך לסביבה ובמקום לחמם ת הצנרת היא מתקררת.

ליווי חימום בחשמל לעומת ליווי בקיטור

השוואה טכנית קצרה בין ליווי חימום בקיטור לליווי חימום בחשמל:

נושא חימום חשמלי חימום בקיטור
טמפרטורה לשמירה 700 מעלות צלסיוס 120 מעלות צלסיוס
טמפרטורה מקסימאלית לחשיפה 750 מעלות צלסיוס 204 מעלות צלסיוס
דיוק בקרת טמפרטורה (טיפוסי) 2 ± מעלות צלסיוס 10 ± מעלות צלסיוס

בדרך כלל, עלות מערכת חשמל של ליווי חום היא כ-75% מסך העלות המותקנת של מערכת קיטור כאשר לוקחים בחשבון את מערכת הליווי, שליטה וניטור, מערכת חלוקת הכוח.
סך העלות המותקנת תשתנה בהתאם למיקום ודרישות טמפרטורות מסוימות, אבל נשאר קבוע כממוצע בכלל התעשייה. אנו יכולים לבצע ניתוח טכנו- כלכלי להערכת עלויות מדויקת ולבחירת הפתרון הטכני המתאים ביותר ליישום בפרויקט מסוים.
מנקודת מבט בטיחות, במערכות קיטור, קיימת סבירות גבוהה יותר של פגיעה באנשי התחזוקה, כתוצאה מכוויות תוך כדי עבודה על ומסביב מערכות לייחס קיטור בשל שסתומים ומלכודות קיטור חשופים ופריצות קיטור אקראיות.

יתרונות של ליווי חום חשמלי

ליווי חום חשמלי מצד שני, הוא בטוח מטבעו שכן אין חשיפה לכבלי החימום וקיימות הגנות חשמליות כהגנה בפני תקלות.
מערכות חימום חשמליות יכולות לכלול מגוון רחב של מוצרי שליטה ובקרה, מן ה פשוט ביותר- תרמוסטט מכני ואורות האיתות ועד בקרים דיגיטליים רב-מעגלים מתוחכמים שיודעים לשנות את הספק של כבלי החימום על מנת לשמור צינורות הקפאה או לשמור צנרת תהליך בטמפרטורות גבוהות לנתר ולהגן על כל המערכת בפני תקלות.
מערכות חימום חשמליות מציעות מגוון רחב של כבלי חימום המותאמים לתפקיד ולטמפרטורה הנדרשת.

מנקודת מבט תחזוקה, עם חימום חשמלי תעשייתי רוב התחזוקה יכולה להתבסס על תוצאות שליטה ובקרה המשולבות במערכת עצמה, תחזוקה שוטפת לא נדרשת למעט חיזוק ברגים בחיבורים במהלך עבודות תחזוקה שוטפות של מערכות החשמל.
מערכות חימום קיטור, מצד השני, לא מציעים שום צורה סבירה של שליטה וניטור. פריטי התחזוקה הגדולים במערכת חימום קיטור הם מלכודות הקיטור, בדרך כלל הם הפריטים אשר קרוב לוודאי יכשלו במהלך חיי המערכת. חיי השירות המתועדים של מלכודת קיטור אופיינית הוא שלוש שנים, עם עלות החלפת מינימום של כ -95$. התחזוקה של השבת מי עיבוי הוא גבוהה לא פחות ולרוב אף יותר מזה אספקת הקיטור, נוזל ואדים גורמים לקורוזיה מואצת ו כשל המרפקים במערכת. זו הסיבה לכך מערכות עיבוי רבות בנויות נירוסטה.

עלות תחזוקת מערכת חימום חשמלית לעומת קיטור

להלן דוגמת השוואה לעלויות תחזוקת מערכת חימום קיטור וחשמל

  חשמל קיטור
אורך קו לחימום 12,000 מטר 12,000 מטר
אורך מעגל חימום בודד 15 עד 900 מטר 15 עד 76 מטר
מספר מעגלי חימום 800 – 14 800 – 158
עלות תחזוקה שנתית כ 3,700 דולר כ 25,000 דולר

ליווי חשמלי מול ליווי קיטור – סיכום

ליווי חשמלי ליווי קיטור
חימום אחיד לאורך כל הצנרת חימום לא אחיד , חם בתחילת הקו ומתקרר בהמשך
אורך מעגלי חימום גדול ממטרים בודדים ועד מאות מטרים, תלוי בסוג הכבל וטמפרטורה אורך מעגלי חימום מוגבל עד ל- 76 מטר לכל היותר
ניתן לבקרה וניתור מדויקים ואחידים לאורך כל הקו בקרה לא מדויקת ולא אחידה לאורך הקו
פיצוי אוטומטי על איבוד חום מוגבר בנקודות בהם הבידוד פחות טוב (בכבלים מסוג SR) אין פיצוי על איבוד חום מוגבר בגלל בידוד ירוד
לא דורש מקום על רצפת הייצור דורש מקום עבור צנרת אספת קיטור, מלכודות קיטור צנרת מי עיבוי
כבלי החימום לא נראים ומותקנים כולם מתחת לבידוד, לא חשופים לפגיעות מכניות ולא מהווים מקור סכנה לעובדים צנרת אספקת קיטור, מלכודות ומי עיבוי גלויים, חשופים לפגיעות מכניות ומהווים סכנה לכוויות ממגע בצנרת חמה ומפליטות קיטור
הספק הכבלים מווסת על פי טמפרטורת צנרת התהליך או ע"י הכבל עצמו(SR) או ע"י אמצעי בקרה עבור כל סוגי הכבלים טמפרטורת הקיטור אחידה ולא משתנה כתלות בטמפרטורת קווי התהליך
מקור אנרגיה- חשמל , זמין בכל אתר ללא זיהום הסביבה- ירוק לחלוטין מקור אנרגיה- קיטור, דורש ייצור וכולל טיפול במים, בוילר (בד"כ גז, מזוט, סולר וכד'), נדרש אחסון וטיפול בחומרי הדלק, הפעלת הדודים גורמת לגזי פליטה וזיהום הסביבה

 

עלות הפעלה שוטפת של ליווי חשמלי נמוכה בכ-30 עד 60 אחוז לעומת עלויות ליווי באמצעות קיטור עלויות ייצור קיטור גבוהות וכוללות עלות דלק לחימום, טיפול במי זינה, טיפול במי עיבוי, טיפול בדודים ומערכות נלוות, אחסון דלקים
אינו דורש אחזקה נדרשת תחזוקה שוטפת ותחזוקת שבר לאורך כל חיי המערכת
אין פגיעה בבידוד דליפות קיטור בתוך הבידוד מביאות להרטבתו ולאיבוד כל תכונות הבידוד התרמי
עלות התקנה כוללת (קווי ניתוב, לוחות חשמל ובקרה, כבלים להזנה ופיקוד) נמוכות עליות התקנה כוללת גבוהות (דוד, קווי הזנה, צנרת ליווי , מלכודות, קווי מי עיבוי, אחסון דלקים , מערכות גילוי\כיבוי אש, שטח)
טמפרטורות עבודה עד כ 700 מעלות צלסיוס טמפרטורת עבודה עד כ-210 מעלות צלסיוס
   

שלח הודעה

צור קשר