Кабельные системы для обогрева трубопроводов
Эти системы сконструированы для надежной защиты трубопроводов различного назначения от повреждений в зимний период. При установке на промышленных трубопроводах кабельные системы обогрева обеспечивают поддержание требуемой температуры жидкости и предохраняют от загустения.
Системы обогрева могут использоваться на любых трубопроводах различного назначения, проложенных под землей, в неотапливаемых помещениях, на открытом воздухе. Нагревательные кабели Тпептю-саЫе™ устанавливаются как снаружи трубопроводов, так и внутри них.
Системы для обогрева трубопроводов устанавливаются легко, без применения дорогостоящего оборудования и инструмента, не требуют постоянного обслуживания и профилактического ремонта. Весь процесс эксплуатации сводится только к контролю за наличием электроэнергии для питания системы.
Стоимость системы обогрева ничтожна по сравнению с затратами на ремонт из-за замерзания и повреждения. При установке на подземных трубопроводах уменьшается глубина их залегания, что также снижает их общую стоимость. При установке на промышленных трубопроводах обеспечивается непрерывность производственного цикла, снижаются потери из-за вынужденного простоя. С помощью датчиков температуры система включается и отключается автоматически, тратя ровно столько энергии, сколько необходимо.
Системы обогрева труб и трубопроводов служат годами, не требуя новых вложений и ремонта. Необходимо лишь профилактическое обслуживание перед началом нового зимнего сезона. Установив такую систему однажды, можно практически не заботиться о ней, а просто пользоваться. Кабели ТпептюсаЫе™ не боятся влаги и могут работать даже в воде.
Основной и самый распространенный вариант применения нагревательных кабелей для обогрева трубопроводов - обогрев в целях предотвращения замерзания жидкости (как правило, воды) при любых колебаниях температуры наружного воздуха или земли в зимний период. Второй вариант - система, применяемая в промышленных трубопроводах, поддерживает заданную температуру перекачиваемой жидкости.
Алгоритм работы системы управления достаточно прост: с помощью датчиков отслеживается изменение температуры и, если это необходимо, включается подогрев трубопровода, т.е. без лишних затрат электроэнергии.
Основные параметры, влияющие на расчет необходимой мощности, - географическое расположение подогреваемого трубопровода, его размер, способ прокладки, толщина и качество наружной теплоизоляции.
Рассчитать теплопотери можно, используя следующую формулу:
0 = 2пХЦ\еи-1иар)/ЩО/<Ц
где О - теплопотери, Вт; я - константа = 3,14; X - коэффициент теплопроводности теплоизоляции (обычно = 0,04 Вт/(м2-°С); I - длина трубы, м; гвн - температура жидкости в трубопроводе, °С; гнар - температура наружного воздуха или земли, °С; О - наружный диаметр трубопровода с теплоизоляцией, м; б - внутренний диаметр трубопровода, м.
Итоговую расчетную мощность необходимо увеличить на 30-40% (коэффициент запаса 1,3-1,4).
Таблица 41
Наиболее часто встречаемые соотношения Р/с"
О/в |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
6 |
7 |
І.П (0/6) |
0,4 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
В табл. 42 показана зависимость теплопотерь трубопроводов от их диаметров, толщины теплоизоляции и разности температур на поверхности трубопровода и наружного воздуха.
Теплопотери трубопроводов в зависимости от толщины трубы и разницы температур между поверхностью трубы и наружным воздухом
Выбор оборудования
При устройстве систем защиты от замерзания и подогрева трубопроводов используют специальные кабели пониженной мощности Thermocable™ с погонной мощностью 11 Вт/м при напряжении 230 В (тип SVK-11) или обычные нагревательные кабели Thermocable™ с погонной мощностью 20 Вт/м при напряжении 230 В (типов SVK-20 и SVK-20 PRO). Для пластиковых труб погонная мощность нагревательного кабеля не должна превышать 11 Вт/м при напряжении 230 В.
Для надежного крепления кабеля на трубопроводе, с шагом в соответствии с расчетами, применяется специальная клейкая алюминиевая лента.
В качестве системы управления применяется Thermoreg ETV либо Thermoreg ETR с датчиком температуры поверхности трубопровода.
Установка
В подавляющем большинстве случаев нагревательный кабель устанавливается снаружи трубопровода. На практике применяются три варианта установки на поверхности:
- вдоль трубы в одну или несколько параллельных линий, в зависимости от расчетной мощности;
- на трубе по спирали с определенным шагом, позволяющим сохранить расчетную мощность;
- на трубе волнистой линией. Этот способ используют, когда нагревательный кабель длиннее обогреваемой трубы, но нет возможности уложить его по спирали.
Кабель аккуратно, без лишних усилий, плотно укладывается на поверхности трубопровода и по всей длине закрепляется липкой алюминиевой лентой. Если труба пластиковая, ее необходимо предварительно обернуть алюминиевой фольгой в несколько слоев толщиной не менее 50 мкм. Хороший результат дает также оборачивание в несколько слоев фольгой и после закрепления нагревательного кабеля липкой алюминиевой лентой. Это обеспечивает оптимальное распределение тепла
по поверхности трубопровода и исключает соприкосновение нагревательного кабеля с теплоизоляцией или продавливание в нее для предотвращения перегрева кабеля с дальнейшим выходом его из строя.
Соединительная муфта между нагревательным кабелем и подводящим «холодным» также должна быть закреплена на поверхности трубопровода. Датчик терморегулятора устанавливается примерно посередине между линиями или витками нагревательного кабеля. Для эффективной работы системы обогрева необходимо в обязательном порядке обеспечить хорошую теплоизоляцию трубопровода, чтобы свести к минимуму теплопотери и уменьшить энергозатраты. В качестве теплоизоляции рекомендуется применять так называемые «скорлупы» - современные сертифицированные материалы, имеющие минимальный коэффициент теплопроводности и разработанные специально для теплоизоляции трубопроводов.
Трубопроводы с установленной на них системой обогрева, прокладываемые под землей, обычно устанавливаются в бетонных лотках, защищающих трубопровод от повреждений. Возможен вариант, когда трубопровод укладывают в траншею в слое песка. В этом случае на поверхности укладывают бетонные плитки с табличками, указывающими на то, что под ними находится электрический нагревательный кабель.
Нагревательный кабель необходимо применять согласно рекомендациям производителя. Подключение должно производиться квалифицированным электромонтажником стационарно.
Кабель должен быть заземлен в соответствии с действующими правилами ПУЭ, СНиП и ВТТ КСО.
Нагревательный кабель запрещается укорачивать, удлинять или подвергать нагрузкам более 25 кг. Запрещается растягивать кабель за соединительную или концевую муфту. Не рекомендуется укладывать нагревательный кабель при низких температурах наружного воздуха, т.к. его изоляция становится жесткой, что многократно увеличивает риск повредить ее. Если все-таки работы необходимо проводить, эту проблему можно решить, на короткое время подключив кабель к сети. Кабель при этом обязательно должен быть размотан.
Перед монтажом системы обогрева необходимо проверить трубопровод на предмет повреждений или протечек.
Запрещается применять обычную пластиковую липкую ленту, так как она может вызвать перегрев кабеля и дальнейший выход его из строя.
Трубопроводы с установленной на них системой обогрева в обязательном порядке должны быть снабжены предупреждающими надписями, например: «Внимание! Нагревательный кабель, напряжение 220 В!»