Термоограничитель ТЭНа в осушителе: биметаллический термостат и подбор замены

В осушителе сжатого воздуха узел регенерации нагревает адсорбент до 150–250 °C, чтобы выгнать из него влагу. Греет блочный ТЭН, а следит за ним не один прибор, а связка из трёх. Когда механик открывает шкаф КИП и видит рядом с нагревателем маленький круглый диск на проводах, у него возникает вопрос: это датчик, регулятор или защита? От ответа зависит, что заказывать на замену, если узел встал.

Разберём на конкретном узле. В нашем случае грел блочный ТЭН с маркировкой ТЭНБ-50-К-380-ТРКВ3-Dn200/1250 — то есть 50 кВт, 380 В, фланец Dn200, погружная часть 1250 мм. Рядом с ним в схеме стоят три разных элемента температурного контроля, и путать их нельзя.

Три уровня температурной защиты блочного ТЭН

В нормальном узле регенерации температура держится не одним прибором. Есть три ступени, каждая со своей задачей.

Тот самый круглый диск на проводах — это чаще всего термоограничитель, третий уровень. Он не управляет нагревом. Его контакты замкнуты весь срок службы и размыкаются только в аварии: залипло реле регулятора, пропал обдув, забился фильтр. Пока всё в норме, ограничитель просто пропускает через себя ток и молчит.

Измерительный датчик отличить легко: у него два или четыре тонких вывода и он идёт на клеммы контроллера, а не в силовую цепь. В узле регенерации это обычно платиновый Pt100 в защитной гильзе (например, ДТС серии 064). Он ничего не коммутирует — только сообщает температуру.

Что стоит в шкафу КИП осушителя

Чтобы связка защиты стала понятнее, полезно посмотреть на реальный набор приборов узла осушителя сжатого воздуха с блочным ТЭН на 50 кВт. Каждый элемент отвечает за свою задачу, и температурных среди них два — рабочий датчик и аварийный термоограничитель.

Разберём каждую из восьми позиций — по маркировке видно, что делает прибор и почему он оказался в шкафу именно осушителя.

• CFB-A26R-R1 (G1½) — капиллярный термостат. Колба на конце тонкой трубки стоит в потоке горячего воздуха регенерации, а коробка с контактами и настроечным винтом вынесена в шкаф. Это и есть термоограничитель: рвёт цепь ТЭН при перегреве. Присоединение резьбовое, G1½.
• ДТС064 Pt100, кл. B, 60 мм — термопреобразователь сопротивления с платиновым чувствительным элементом Pt100 класса B, длина монтажной части 60 мм. Это рабочий датчик: он не коммутирует силовую цепь, а отдаёт температуру на контроллер. Именно его нельзя путать с ограничителем.
• ТЭНБ-50-К-380-ТРКВ3 Dn200/1250 — сам блочный ТЭН: 50 кВт, 380 В, фланец Dn200, погружная часть 1250 мм. Греет воздух и адсорбент в узле регенерации. Полную расшифровку строки мы разобрали в отдельной статье (ссылка ниже).
• Unitronics V570 — программируемый логический контроллер (ПЛК) с сенсорной панелью оператора. Держит цикл: сушит на одной колонне, регенерирует вторую, переключает потоки по времени или по точке росы.
• ИВГ-1 Н-03-Д1 — измеритель влажности газов. Показывает точку росы осушенного воздуха на выходе. Если роса поползла вверх — адсорбент не восстановился, узел регенерации недогрел.
• СДВ-ВТ2-И-1,60 (4–20 мА) — датчик давления с токовым выходом 4–20 мА, предел 1,6 МПа. Следит за давлением в линии и переключениях колонн.
• J9SPG2106 (G1") — седельный (клапанный) отсечной клапан с пневматическим приводом, присоединение G1", условный проход DN25, корпус бронзовый, схема 2/2 нормально закрытая. Такими клапанами узел переключает потоки между осушкой и регенерацией.
• ANB1-14 (1½") — пневматический глушитель шума на 1½". Ставится на выхлоп сброса при регенерации, чтобы стравливание давления шло без резкого хлопка и с меньшим шумом.

Из восьми приборов температурных ровно два: CFB-A26R-R1 — аварийный термоограничитель, ДТС064 — рабочий датчик. Остальные шесть управляют, измеряют влажность и давление или переключают потоки. При ремонте путать первые две позиции нельзя: заменишь ограничитель рабочим датчиком — потеряешь аварийную защиту ТЭН.

Как устроен биметаллический термоограничитель

Дисковый термостат работает на биметаллической мембране. Две пластины металла с разным коэффициентом расширения сварены вместе. При нагреве до точки срабатывания диск с щелчком прогибается и размыкает (или замыкает) контакт. Никакой электроники — чистая физика, поэтому такой прибор надёжен и не боится помех.

Для аварийной защиты ТЭН важны два свойства такого термостата:

• Тип контактов. Нормально замкнутый (NC) — стоит в цепи питания ТЭН и рвёт её при перегреве. Нормально разомкнутый (NO) — включает сигнализацию или вентилятор. В защите нагревателя почти всегда NC.
• Способ сброса. С автоматическим возвратом контакты замыкаются сами при остывании. С ручным сбросом (кнопка на корпусе) нужно вмешательство человека. Для аварийного ограничителя правильнее ручной сброс: сработал — механик обязан найти причину, а не ждать самопуска.

Кроме дискового, в узлах осушителей встречается капиллярный термостат: колба с чувствительной жидкостью на конце тонкой трубки, а сама коробка с контактами и настроечным винтом вынесена в шкаф. Он позволяет измерять температуру в точке, куда диск не поставить. В разобранном выше узле роль термоограничителя как раз выполняет капиллярный термостат CFB-A26R-R1 с резьбовым присоединением G1½.

Почему термоограничитель и ТЭН выходят из строя

Если ограничитель сработал или сгорел сам ТЭН — это симптом, а не причина. Менять только сгоревшую деталь и запускать узел снова означает через месяц вернуться к той же поломке. Разберём типовые причины.

• Пропал проток воздуха. Забился фильтр, встал вентилятор регенерации, не открылась заслонка. Блочный ТЭН греет неподвижный воздух, оболочка перегревается локально и пережигает спираль. Это причина номер один.
• Залипли контакты регулятора. Реле или пускатель сварились, ТЭН греет непрерывно. Тут ограничитель отрабатывает штатно — рвёт цепь. Значит, свою работу он выполнил, а менять нужно регулятор.
• Загрязнение или накипь на оболочке. Слой пыли или отложений ухудшает теплоотдачу, и при той же мощности температура оболочки растёт. Для блочного ТЭН в осушителе это налёт адсорбентной пыли.
• Заниженная уставка не по паспорту. Если при прошлом ремонте поставили термостат с чужой точкой срабатывания, узел либо не выходит на режим регенерации, либо срабатывает вхолостую.

Порядок правильный такой: сначала находите, почему перегрелось, устраняете причину и только потом ставите новый термостат и, если нужно, новый ТЭН.

Как подобрать замену термостату

Чтобы заказать термоограничитель на замену, снимите пять параметров со старого корпуса или из паспорта узла. По одному «такому же кругляшу» подобрать нельзя — внешне одинаковые диски бывают на разные температуры и токи.

Отдельно про ток. Если термостат стоит прямо в силовой цепи ТЭН на 50 кВт, ток через контакты будет большим, и маломощный диск на 10 А туда не годится — его контакты сгорят. В таких схемах ограничитель обычно управляет катушкой пускателя, а не самой нагрузкой. Проверьте по схеме, что именно рвёт термостат: линию ТЭН или цепь управления.

Уставку не завышайте. Соблазн поставить точку срабатывания повыше, «чтобы не отключался», убирает саму защиту. Оболочка ТЭН имеет предел по температуре, и ограничитель как раз стоит на этом пределе. Правильный номинал — тот, что указан в паспорте узла регенерации.

Чек-лист перед повторным пуском

1. Найдена и устранена причина перегрева (проток, регулятор, загрязнение).
2. ТЭН проверен мегомметром: сопротивление изоляции не ниже 20 МОм.
3. Новый термостат подобран по всем пяти параметрам, уставка — из паспорта.
4. Проверено, что ограничитель рвёт нужную цепь (нагрузку или управление) и рассчитан на её ток.
5. Ручной сброс взведён, обдув и заслонка работают до включения ТЭН.

Если блочный ТЭН в узле регенерации уже сгорел, восстановить узел по одной маркировке несложно: строка на шильдике полностью описывает мощность, напряжение, фланец и длину. Отправьте фото шильдика или сам сгоревший нагреватель — изготовим точную замену под ваш осушитель.