Системы обогрева труб и дренажных систем (Тепломаг)

• Состав системы обогрева
• Параметры системы обогрева
• Основные критерии выбора параметров систем подогрева

В нефтедобывающей и нефтехимической промышленности трубопроводы различного диаметра и назначения зачастую дают сбои из-за пробок, сужения проходного сечения и высокой вязкости транспортируемых жидкостей. Система «Тепломаг» поддерживает необходимую температуру в соответствии с технологией, обеспечивает низкую вязкость жидкостей и расчетную производительность. Обогрев трубопроводов с водой устраняет опасность их разрушения при замерзании в зимний период и во время пуска системы. Обогреваемые трубопроводы могут располагаться практически в любой среде, а так же могут быть подземными и подводными (например, системы обогрева дренажных систем).

Система «Тепломаг» разработана для применения со всеми типами трубопроводов: металлических и пластмассовых.
Пластиковые трубы покрываются фольгой в месте соприкосновения с нагревательным кабелем. Система предохраняет трубопроводы с горячей и холодной водой от замерзания, а нефтепроводы и трубы для перекачки других жидкостей и химикатов — от закупорки или кристаллизации веществ.

Система «Тепломаг» использует в качестве тепловыделяющих элементов греющие кабели, поскольку они наилучшим образом решают задачу обогрева разветвленных и длинных трубопроводов. В отличие от обычных силовых кабелей, назначение которых – в передаче электроэнергии к нагрузке с минимальными потерями, греющие кабели сами являются нагрузкой, но нагрузкой распределенной. Все 100% напряжения, подаваемого на греющий кабель, «падают» в нем. Происходящее при этом выделение тепла не должно вызывать перегрева кабеля или обогреваемого объекта. Используется три основных типа греющих кабелей: саморегулирующиеся ленты, резистивные кабели,СКИН-системы.

Состав системы обогрева труб

Для поддержания температуры быстрозамерзающих жидкостей в процессе промышленного производства используются системы кабельного обогрева на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих заводах. Эту задачу можно решить, используя паропроводы, однако кабельные системы обогрева признаны экспертами самыми надежными, долговечными, легкими при сборке, практичными и экономичными. Необходимо также учитывать, что протяженность промышленных труб требует пересмотра принятия решений, которые были бы экономически выгодны для населения.

Для передаваемых по трубопроводам химических веществ, свойственна значительная зависимость кинематической вязкости от температуры самого вещества. Помимо этого, существует вероятность выпадения твердых фракций при определенных температурных режимах, а также их застывание, что может послужить причиной полной остановки трубопровода, а впоследствии приведет к значительным затратам на его реконструкцию.

Системы обогрева труб (heat tracing) и резервуаров (tank heating) позволяют:
поддерживают температуру передаваемых по трубопроводам химических веществ. Это может значительно увеличить скорость передачи жидкостей или химических веществ по трубопроводу, предотвратить появление твердых фракций, избежать появления пробок в трубопроводах, сохранить определенную необходимую степень кинематической вязкости транспортируемого продукта, запустить снова трубопровод после вынужденной остановки, а также за короткий промежуток времени гарантировать слив вязких жидкостей из резервуаров. Помимо этого системы обогрева зачастую используют для транспортировки газообразных веществ. Целью этой системы становится предотвращение выпадения конденсата во время охлаждения газа.

Типовая система теплообогрева (см. рис.) включает в себя:

• нагревательную часть: греющие кабели, и аксессуары для их крепления на трубопроводе, локальные элементы подогрева узлов трубопровода (фланцев, вентилей, насосов);
• распределительную сеть в виде силовых и информационных кабелей, распределительных коробок и крепежных элементов, которые подводят питание ко всем элементам греющей части и отправляют информационные сигналы от датчиков до щита системы управления.
• систему управления: шкафы управления, терморегуляторы, датчики температуры трубы и воздуха, датчики потока, пускорегулирующую и защитную аппаратуру.

Типовая система теплообогрева

Параметры системы обогрева трубопроводов

Выделяют несколько видов систем обогрева труб в зависимости от их технических особенностей. Их параметры всецело зависят от температуры воздуха, скорости ветра, химических свойств транспортируемого вещества (максимальной температуры вещества, температуры его застывания при входе в трубопровод, температуры выпадения твердых фракций) размеров и материала трубы, теплоизоляции и места установки труб.

Данные сведения необходимы для определения расчетной величины теплосбережения трубопроводов, типа нагревательного кабеля, его длины и установки на трубе, типов аксессуаров для запитки резервуаров, параметров распределительной сети, структуры системы контроля .
Необходимо отметить, что в системах теплосбережения пременяются исключительно взрывозащищающие элементы, так как система транспортировки нефти и нефтепродуктов является взрывоопасной. Нагревательные кабели, терморегуляторы, монтажные и распределительные коробки также приспособлены для эксплуатации в условиях высокой влажности, для прокладки подземных или подводных трубопроводов .

Основные критерии выбора параметров систем обогрева

Рабочая температура:
В зависимости от целей использования, существует несколько предусмотренных рабочих температур для трубопроводов:
60-80 С в этом случае используются большинство саморегулирующихся кабелей
100-200 С применяются исключительно саморегулирующиеся кабели с фторопластовой матрицей;
220-400 С используются особые резистивные кабели с изоляцией из стекловолокна в трубке из нержавеющей стали. Применяется для подогрева установок в целях получения тяжелых нефтепродуктов, хранения битума и мазута.

Для защиты топливных линий от замерзания обязательно используется обогрев труб. Это не только сокращает затраченные средства во время укладки трубопровода и его технического обслуживания, а так же увеличивает срок эксплуатации труб. К тому же, при этом отпадает необходимость в монтаже "обратных" трубопроводов и циркуляционных насосов.

Длина трубопровода:

Используются несколько видов трубопровода в зависимости от целей назначения и длины трубопровода:
1) до 100 м в этом случае используются все виды саморегулирующихся и резистивных греющих кабелей; где нет необходимости использовать распределительную сеть;
2) до 200-300 м здесь применяются саморегулирующиеся и резистивные кабели; и необходима распределительная сеть, однако ее доля в стоимости системы незначительна;
3) до 3-6 км можно использовать резистивные кабели большого сечения ("Longline") без распределительной сети, а также специально предназначенные композитные кабели, которые сочетают в себе саморегулирующийся и питающий кабеля;
4) до 8 км только резистивные нагревательные кабели "Longline" , которые можно использовать без распределительной сети. Сюда также можно отнести систему "СКИН-эффект";
5) до 15 км в этом случае обычно используется система теплоподогрева "СКИН-эффект", при котором производится запитка только с одной стороны;
6) до 25-30 км принято использовать систему "СКИН-эффект", при котором производится запитка с двух сторон трубопровода.

Немаловажным критерием выбора системы обогрева труб является его стоимость. Цена на распределительные сети для саморегулирующихся кабелей начинает возрастать с длины 1-2 км, а их применение становится материально нерациональным, начиная с 3-4 км. Самым выгодным решением при установке системы обогрева труб длиной 6-8 км является система "СКИН-эффект".