0 Уже в корзине: 0
04:20:46 - 17.01.2018
04:20:46 - 17.01.2018

Система ТЕПЛОМАГ

В нефтедобывающей и нефтехимической промышленностях трубо­проводы различного калибра и назначения зачастую дают сбои из-за пробок, сужения проходного сечения и высокой вязкости транспорти­руемых жидкостей. Поддерживая требуемую технологией температу­ру, система ТЕПЛОМАГ обеспечивает низкую вязкость жидкостей, рас­четную производительность и наименьший расход электроэнергии. Обогрев трубопроводов с водой устраняет опасность их разрушения при замерзании.

Состав системы

Типичная система теплообогрева включает в себя: нагревательную часть (нагревательные кабели и аксессуары для их крепления на трубо­проводе, локальные элементы подогрева узлов трубопровода (фланцев, вентилей, насосов); распределительную сеть, обеспечивающую пита­ние для всех элементов греющей части и проведение информационных сигналов от датчиков до щита системы управления: силовые и инфор­мационные кабели, распределительные коробки и крепежные элемен­ты; систему управления (шкафы управления, терморегуляторы, датчики температуры трубы и воздуха, датчики потока, пускорегулирующую и за­щитную аппаратуры).

Нагревательные кабели

Система ТЕПЛОМАГ использует в качестве тепловыделяющих эле­ментов нагревательные кабели, поскольку они наилучшим образом ре­шают задачу обогрева разветвленных и длинных трубопроводов. В от­личие от обычных силовых кабелей, назначение которых передавать электроэнергию к нагрузке с


минимальными потерями, нагреватель­ные кабели сами являются нагрузкой, но распределенной. Происходя­щее при передаче напряжения выделение тепла не должно вызывать перегрева кабеля или обогреваемого объекта. Используется три основ­ных типа нагревательных кабелей: резистивные. зональные и само­регулирующиеся.

В резистивном кабеле выделение тепла происходит за счет омичес­ких потерь в нагревательной жиле кабеля. Кабель, помимо нагреватель­ной, может содержать токопроводящую жилу, что упрощает схему его подключения.

Зональный кабель содержит две параллельные изолированные токо­проводящие жилы. На жилы наложена спираль из проволоки с большим сопротивлением, которая через контактные окна попеременно замыка­ется то с одной, то с другой токопроводящей жилой, образуя параллель­ные нагревательные элементы - зоны. Каждая зона представляет собой независимый нагреватель длиной около 1 м.

Тепловая мощность резистивных и зональных кабелей практически не зависит от температуры. Для обеспечения длительной и надежной ра­боты кабелей этих типов важно соблюдать расчетные условия теплоот­дачи, чтобы не вызвать перегрева.

Саморегулирующийся кабель также имеет две параллельные токо­проводящие жилы. Отличие состоит в том, что последние окружены про­водящей пластмассой, в которой и происходит выделение тепла. Пла­стмасса характеризуется существенной зависимостью проводимости от температуры, а температурный коэффициент сопротивления про­водящих пластмасс на порядок больше, чем у меди или стали. Это обес­печивает саморегулирование тепловой мощности кабеля. Саморегули­рующийся кабель может изменять свою мощность локально только в зоне перегрева. Это свойство позволяет создавать безопасные систе­мы обогрева трубопроводов и резервуаров, в том числе с переменны­ми по длине трубопровода условиями теплоотдачи. Основные характе­ристики нагревательного кабеля - линейная тепловая мощность, на­пряжение питания, минимальная и максимальная длины нагреватель­ной секции при заданном напряжении, рабочая и максимально допус­тимая температуры.

Транспортируемым по трубопроводным сетям продуктам свойствен­на существенная зависимость кинематической вязкости от температу­ры. Кроме того, при определенных температурах возможно выпадение вердых фракций, а также застывание продукта, что приводит к полной становке трубопровода и значительным затратам на его восстанов-ение.

Системы подогрева трубопроводов (heat tracing) и резервуаров (tank eating) - единственное решение этих проблем. Они используются срав-ительно давно, но широкое распространение получили только после по-вления относительно недорогих греющих кабелей. Основная задача та­


ких систем - обеспечить поддержание температуры транспортируемо­го продукта.

Это позволяет: сохранить величину кинематической вязкости продук­та, не допуская создания пробок и остановки трубопровода; предотвра­тить выпадение твердых фракций из транспортируемого продукта; уве­личить скорость транспортировки продукта; запустить трубопровод, ча­стично или полностью заполненный продуктом, после остановки; обес­печить гарантированный слив вязких продуктов из резервуара за корот­кий промежуток времени.

Системы подогрева применяются и на трубопроводах транспортиров­ки газообразных продуктов. Их главное назначение в этом случае - пре­дотвратить выпадение конденсата при остывании газа.

Параметры системы

Параметры систем подогрева зависят:

от свойств транспортируемого продукта (максимальная температу­ра продукта, температура на входе в трубопровод, температура засты­вания, температура выпадения твердых фракций);

от характеристик трубы (материал, геометрические размеры, тепло­изоляция, открытое или подземное расположение);

от топологии трубопровода (линейный, разветвленный, с малым или большим количеством участков);

от характеристик окружающей среды (минимальная и максимальная температуры окружающего воздуха, скорость ветра).


На основании этих данных определяются:
- расчетная величина максимальных теплопотерь трубопровода;

- тип нагревательного кабеля (возможно присутствие разных кабелей в одной системе), его длина и расположение на трубе (количество ниток, шаг);

- тип аксессуаров для запитки секций (распределительные коробки, заделки, муфты);

- структура и параметры распределительной сети (или ее отсутствие);

- структура и параметры системы управления (термостаты и комму­тационные устройства, шкафы управления, трансформаторы).

Поскольку системы транспортировки нефти и нефтепродуктов явля­ются взрыво- и пожароопасными объектами, в системах теплообогрева используются только взрывозащищенные компоненты (нагревательные кабели, терморегуляторы, монтажные и распределительные коробки). Они также адаптированы для эксплуатации в условиях повышенной влаж­ности, в агрессивных средах, для прокладки подземных или подводных трубопроводов. Остановимся на основных критериях выбора парамет­ров систем подогрева.

Длина трубопровода:

-до 100 м - применяются все виды саморегулирующихся, зональных и резистивных нагревательных кабелей. Распределительная сеть не нужна;

-до 200-300 м - применяются саморегулирующиеся, зональные, ре-зистивные кабели. Распределительная сеть, как правило, необходима, но доля ее в общей стоимости системы мала;

- до 3-6 км - без распределительной сети могут применяться только резистивные кабели большого сечения (ЬОЫОШЕ), а также специаль­ные композитные кабели, объединяющие саморегулирующийся и пита­ющий кабели;



- до 8 км - без распределительной сети применяются только резис-тивные кабели УЭМО-ШЕ и система «скин-эффект»;

- до 15 км - система подогрева «скин-эффект», запитка с одной сто­роны;

-до 25-30 км - система подогрева «скин-эффект», запитка с двух сто­рон или в промежуточной точке трубопровода.

Наиболее важный критерий перехода от одного варианта исполне­ния системы подогрева к другому - ее стоимость. Начиная с длины 1-2 км, стоимость распределительной сети для саморегулирующихся ка­белей начинает быстро возрастать, а к 3-4 км их использование стано­вится экономически нецелесообразным. При линейной конфигурации трубопровода, начиная с длины 6-8 км, наиболее экономически целесо­образным, безопасным и надежным решением является система «скин-эффект».

Рабочая температура:

- 60-80°С - применяются практически все виды саморегулирующих­ся и зональных кабелей; легко достижим необходимый диапазон мощ­ностей до 80 Вт/м;

- 100-200°С - применяются только саморегулирующиеся кабели с фторопластовой матрицей;

- 220-400°С - применяются специальные резистивные кабели с ми­неральной изоляцией или изоляцией из стекловолокна, как правило, в трубке из нержавеющей стали.

Типичное применение - подогрев установок для получения тяжелых нефтепродуктов, узлов переработки и хранения битума и мазута. При­менительно к нагревательным кабелям необходимо различать макси­мальную температуру трубопровода или продукта, при которой кабель может находиться, и температуру, которую благодаря кабелю можно поддерживать на трубопроводе. Как правило, вторая меньше первой минимум на 10-20°С, а зачастую и более. Наиболее типичный случай существенного различия этих температур - подогрев трубопроводов, периодически очищаемых острым паром с температурой до 200°С. Но в рабочем режиме температура трубопровода может быть не выше 60°С. Тем не менее, в этом случае возможно применение только саморегу­лирующихся кабелей с фторопластовой матрицей или кабелей с мине­ральной изоляцией.

Возврат к списку