FP TİPİ SABİT VATLI ISITMA KABLOLU TANK ALTI ISITMA SİSTEMLERİ
İÇİN ÖRNEK ŞARTNAMESİ
Ekim 2007
TANK ALTI ISITMA SİSTEMLERİ ŞARTNAMESİ
GİRİŞ:
Endüstriyel, ticari ve tarımsal kimya tesisleri genelde ürünlerin depolama tanklarında ve diğer düşük basınçlı kaplarda kriyojenik ve düşük sıcaklıklarda (0 °C donma sıcaklığının ciddi derecede altında) depolanmasını gerektirir. Kabın içindeki donma altı
sıcaklıklardan dolayı, kabın altındaki ve/veya etrafındaki toprağın donması ve sonrasında çözülmesi durumu meydana gelebilir. Bu da sonrasında olarak toprağın kabarmasına yol açarak sonuç olarak yapı temellerinin hasar görmesiyle sonuçlanabilir.
Bu doğal olayla ilgilenmenin en yaygın yöntemi, aşağıda sıralandığı şekilde bir ısıl yalıtım ve harici ısı beslemesi kombinasyonu sağlamaktır:
(1) Toprakla kap/temel yapısı arasına bir higroskopik olmayan yalıtım döşeyin ve
(2) Yalıtım ve kap yapısını destekleyen toprak, kum veya betondaki yalıtımın altındaki iletim hatlarına elektrikli heat tracing döşeyin.
Bu özellikler, ısıtmayı üstlenmek için bir tasarım metodolojisini ayrıntılarıyla açıklar.
1. Genel
1.1 Tank alt toprağının donmasını önlemek için bir tank altı ısıtma sisteminin gerekli olduğu durumda, bu şartnameye göre bir elektrikli sistem olacaktır ve genel proje şartnamesine uygun olacaktır.
1.2 Sistem, güç beslemesi noktasından eksiksiz olacak ve her tank için ayrı ayrı olmak üzere tank altı ısıtma, elektrikli güç dağıtımı ve devre koruması alarmları, sıcaklık algılama, sıcaklık kontrolü ve izleme dâhil olmak üzere gerekli tüm işlevleri sağlayacaktır. Proje şartnamesi, tank tedarikçisi ve genel yüklenici için akü limitleri ile ilgili olarak iş
kapsamını açık bir şekilde tanımlayacaktır.
1.3 Sistem bileşenleri, belirtilen alan sınıflandırması için Underwriters Laboratories (UL), Factory Mutual (FM), DEMKO, CSA veya KEMA gibi tanınmış bir test laboratuvarı tarafından onaylanacaktır. Isıtıcılar, asgari olarak, Bölge 1 ve Sınıf I, Bölüm 2 konumlar için onaylanacaktır ve IEEE Standardı 515’in kablo yapısı gerekliliklerini karşılayacaktır.
Isıtıcılar ve kontrolörler gibi kritik bileşenler için ISO 9001 sahibi olan tedarikçiler tercih edilecektir.
2 Isıtıcı Tasarımı ve Materyalleri
2.1 Isıtıcı kablo, uygun olarak, kriyojenik ve/veya soğutulmalı taban ısıtma döşemelerinde kanıtlanmış kapasiteye sahip olacaktır. Genel olarak, seçim paralel direnç, sabit vatlı ısıtma kablosu ile sınırlı olacaktır.
Soğukta veya iletim hattının içinde neme maruz kaldığında ani akım özelliklerine sahip olan ısıtma kabloları (örneğin kendinden regüleli kablo) bu uygulama için tercih edilmez.
2.2 Isıtıcı kablolar, en az on (10) yıl boyunca tank altı ısıtma sistemlerine yönelik kablolar üretmiş ve sistemler tasarlamış olan ve ürünleri için FM onayına ve IEC Ex sertifikasına sahip olan şirketler tarafından imal edilecektir.
2.3 Sabit vatlı paralel direnç ısıtıcı kablolar floropolimer yalıtım, nikel kaplamalı bakır örgü ve floropolimer dış kılıfla birlikte temin edilecektir.
Isıtıcı kablo bara telleri en az 4 mm2 (12 AWG) olacaktır. Topraklama yolu (örgü), akım taşıma kapasitesine ilişkin olarak kablo bara teline denk olacaktır. Mümkün olduğunda, ısıtıcı kablo 480 volt beslemeye doğrudan bağlantı kapasitesine sahip olacaktır.
3. Tasarım Değerlendirmeleri
3.1 Hesaplanan ısı yükü, sistemin hizmet ömrü süresince yalıtım
iletkenliği, voltaj ve toprak şartları gibi ögelerde değişiklikleri hesaba katmak açısından en az %50 güvenlik faktörü artırılacaktır.
3.2 Geniş nozul oyuğu alanları veya özel ısıtma gerektiren diğer alanlar tankın altındaki esas alandan ayrı bölgeler olarak kabul edilecektir.
3.3 Soğuk iklim bölgelerinde yer alan tanklar için, ayrı bölge kontrolüne sahip gövde duvarı ısıtması düşünülmelidir.
3.4 Her bölge için ısıtma devreleri, dengeli bir üç fazlı yük sağlayacak şekilde bağlanacaktır. 480 volt beslemeye doğrudan bağlantı tercih edilecektir.
3.5 Oransal kontrol veya güç kenetleme kullanılarak, ısıtıcılara etkili sürekli güç ile elektrik verilir. Bununla birlikte, bir devre iletim hattı
kaybedilirse, ısıtma sistemi güç beslemesini değiştirmeksizin ek ısı iletebilecektir. Bu, Bölüm 5.0’da açıklanan bir kontrol/izleme sistemi kullanılarak sağlanacaktır.
4. Koruyucu Cihazlar
4.1 Bir aşırı akım ve toprak arızası ekipmanı koruyucu cihazı (30 mA ila 100 mA) ve her giden devre için bir kesme göstergesine sahip olan devre kesiciler içeren bir ana dağıtım panosu temin edilecektir. Her kol devresine voltaj kaybını göstermek için ortak bir uzak alarm temin edilecektir. Eğer kontrolör toprak hatası izleme sunarsa, toprak hatası devre kesicileri temin etmek gerekli değildir.
4.2 Isıtıcı kablo devreleri, sıkıntılı kesmeyi önlemek için toprak arızası kaçak koruma kesmesinin yüzde 60’ını aşmayan bir toplam toprak kaçağına sahip olacak şekilde tasarlanacaktır.
5. Kontrol ve İzleme
5.1 Her bölgenin altında kontrol ve izleme için en az iki sensör temin edilecektir. Sensörler ± %1 yinelenebilir doğrulukla üç tel RTD (0 °C’de 100 Ohm) olacaktır ve su geçirmez/mühürlenmiş olacaktır.
5.2 RTD sensörleriyle bir mikro işlemci esaslı sıcaklık kontrolü ve izleme kontrolörü kullanılacaktır. Yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, yüksek akım, alçak akım, yüksek toprak kaçağı akımı ve hasarlı sıcaklık sensörü için oransal kontrol, dijital bilgi ekranı ve alarmlar sağlayan bir çok noktalı modül kullanılacaktır. Kontrolör, devre kesicilerin aşağı akım yönünde bağlanacaktır. Her çıkış bölümü, sistem güç kalitesini idame ettirmek için sıfırdan geçen katı hal röleleri kullanan güç çıkışı ayarlamaları yapma kapasitesine sahip olacaktır.
5.3 Kontrolör/katı hal röle tasarımı, güç seviyesi ayarlaması sağlama özelliğine sahip olacaktır. Güç ayarı seviyesi, ısıtıcılar temel sıcaklığını ayar noktasında idame ettirirken toplam gücün bir yüzdesinde sürekli olarak enerji verilmiş bir durumda olacak şekilde seçilecektir. Toplam seviye, gerekli ısıtıcı çıkışını etkileyen değişikliklere karşılık olarak ayarlanacaktır, örneğin:
a. Dış ortam hava şartlarında uzun vadeli değişiklikler b. Ortalama zemin sıcaklıkları
c. Zemin suyu özellikleri d. Yalıtım özellikleri
e. Belirtilen kriyojenik sıvı idame sıcaklığı
5.4 Kontrolün işletimi arızaya karşı emniyetli olacaktır. Bir arıza olması durumunda (bir yüksek sıcaklık durumu istisna olmak üzere), bir alarm çalışacaktır ve ısıtma sistemine enerji sağlanmış olacaktır.
5.5 Her röle tarafından kontrol edilen maksimum akım, sürekli amper değerinin yüzde 80’ini aşmayacaktır.
5.6 Kontrolörler ve göstergeler, aksi belirtilmedikçe uzağa yerleştirilecektir.
Kontrolörler, dış mekânda yer aldığında, bağımsız veya duvara monteli paslanmaz çelik bir muhafaza içinde yer alacaktır.
6. İletim Hatları
6.1 Tank altı iletim hatları ANSI C80.1’e uygun olarak en az 19 mm (3/4 in.) olacaktır sert galvanizli çelik olacaktır. Kuma gömülü olduğunda, iletim hatlarının dış yüzeyine ve conta kaynaklarına, ek korozyon koruması için 0,1 ila 0,15 mm (4 ila 6 binde bir inç) kalınlığında tek kat epoksi boya uygulanacaktır.
6.2 İletim hatları temiz (tuz içermeyen) kum veya betona döşenecektir. Bu katman normal olarak en az 0,3 m (1 ft.) kalınlığında olacak ve yüksek su tablasının üzerine yerleştirilecektir. İletim hattı, 0,3 m katmanın ortasında yer alacaktır.
6.3 Bu şartnamenin gerekliliklerinin daha geniş aralıklarla karşılanabileceği hesaplamalarla kanıtlanamazsa, iletim hattı aralığı 1 m’yi (3,3 ft.)
aşmayacaktır ve tasarım, iletim hatları arasındaki sıcaklık dağılımının FEA analizi ile doğrulanacaktır. İletim hattı kıvrımları, kolay döşeme ve bakıma yardımcı olmak açısından en aza indirilecektir. Bununla birlikte, önlenemez olduğu durumlarda, mümkün olan en yüksek yarıçapa sahip olacaklardır. En az yarıçap, iletim hattı çapının 10 katı olacaktır.
6.4 Sıcaklık sensörleri için iletim hatları, bitişikteki ısıtma iletim hatlarına paralel ve bunların arasında ortada, genelde her bölgenin merkezine yakın yer alacaktır.
6.5 İletim hatları ile bir beton gövde duvarındaki boru manşonları arasındaki boşluk, boşluğun içine en az 10 cm (4 inç) uzanan higroskopik olmayan esnek bir malzeme yoluyla suya karşı mühürlenecektir.
6.6 İletim hatları, çepere tahliye için ve tank kenarıyla merkez arasındaki tahmin edilen farklı yerleşimi telafi etmek için tank merkezine yukarı yönde eğimli olacaktır.
7. Diğer Ekipman
7.1 Oluklar tüm dağıtım/terminal kutularıyla birlikte temin edilecektir.
7.2 Tüm devre bileşenleri maksimum kablo toleranslarına göre uygun şekilde boyutlandırılacaktır.
8. Döşeme
8.1 Isıtıcı çekmeden hemen önce, iletim hatları susuz olarak hava verilecektir ve iletim hattı temiz ve kuru olana kadar iletim hattının içinden bir mandrel ve hortum çekilecektir.
8.2 Isıtıcı kablo sonlandırmaları maksimum su direnci için bir ısı büzüşmeli/yapışkan dış conta ile çift mühürlenecektir.
9. İnceleme ve Test
9.1 İletim hattını örtmeden veya kılıflamadan önce, ek yerlerinde
uygulanan sabunlu bir solüsyon ile 100 kPs’da (15 psig) hava basıncı testinden geçirilecektir.
9.2 Uzun hizmet ömrü ve güvenilir çalışma sağlamak üzere IEEE
Standardı 515 veya IEC 62086 -1,-2 (IEC 60079-30,-1,-2) standardına uygun olarak ısıtıcı kablo için fabrika ve saha testleri
gerçekleştirilecektir.
Döşeme sonrasında ve işletim sırasında yeterliliği belirlemek için bir esas sağlamak üzere elektrik iletmeyen yalıtım direnci ve yük
amperleri gibi yeterli saha testi verileri alınacaktır.
10. Tedarikçi Verileri
10.1 Tekliflerle birlikte sunulan belgeler aşağıdaki bilgileri içerecektir:
(a) Hesaplanan ısı akışı ve teklif edilen ısıtma kablosu vat yoğunluğu.
(d) Toprak/beton parçası sıcaklık dağılımını gösteren FEA sonuçları (e) Hesaplamaların dayandırıldığı çeşitli katmanların varsayılan ısıl
iletkenliği.
(f) Her bölge için kullanılan toplam kilovat.
(g) Bileşen özellikleri ve açıklayıcı literatür
(h) Genel kalite güvence/kalite kontrol prosedürleri.
10.2 Bir ihalenin kazanılmasının ardından ek belgeler şunları içerecektir:
(a) Ayrı kontrol, ısıtıcı aralığı ve yeri için bölge sayısı dâhil olmak üzere ısıtıcı düzenlemesi ve devre çizimleri.
(b) Görev döngüsü, sensörlerin yeri, sıcaklık kontrolü kriterleri dâhil olmak üzere ısıtıcı kontrol planı ve herhangi bir zorlanan sıklık döngüsü şartı.
(c) Atölye ve saha testi ve inceleme prosedürleri.
(d) Döşeme ve ısıtıcı değiştirme talimatları
(e) Tank ısı sızıntısı dâhil olmak üzere, bölgeye göre ısıtma
hesaplamaları FEA analizi ve/veya diğer kabul edilebilir analitik yöntemler kullanılarak temin edilecektir.
10.3 Test raporları, testler tamamlandıkça aşamalı olarak sunulacaktır.
