Обогрев сверхдлинных трубопроводов

В нефтяной, химической промышленности и на электростанциях трубопроводы, которые нуждаются в обогреве, зачастую превосходят по длине несколько километров.

Обогрев таких длинных трубопроводов стандартными нагревательными кабелями ограничен или не возможен из-за того, что максимальная длина подключения для этих кабелей составляет несколько сот метров и меньше.

Для защиты от замерзания и поддержания требуемой температуры длинных (до нескольких километров) трубопроводов применяются нагревательные кабели Heat Trace промышленного назначения серии Long Line, основным отличием которых является возможность обогрева трубопровода при подключении участков длиной до 5 км с подачей питания от одного источника. Трехфазная система обогрева труб на основе кабелей Long Line применима для трубопроводов длиной до нескольких километров.

Для обогрева сверхдлинных (десятки километров) магистральных трубопроводов, по которым транспортируется нефть и другие продукты, обычно требуется подключение множества таких участков обогрева с установкой дорогостоящих источников питания.

Для таких сверхдлинных трубопроводов специалисты компании Heat Trace разработали систему обогрева, основанную на применении СКИН-ЭФФЕКТА, позволяющую использовать минимальное количество источников питания.

СКИН-СИСТЕМА - единственная система, позволяющая обогреть участок трубопровода длиной до 30 км с подачей электропитания от одного источника питания. СКИН-СИСТЕМА является самым экономичным и эффективным решением для обогрева трубопроводов неограниченной длины и позволяет обходиться минимальным количеством точек подачи питания.

СКИН-СИСТЕМА

СКИН-СИСТЕМА предназначена для защиты от замерзания, разогрева и поддержания требуемой температуры сверхдлинных магистральных трубопроводов. В СКИН-СИСТЕМЕ применяютя нагревательные элементы в виде «трубы-спутника», использующие явление скин-эффекта. Нагревательный элемент представляет собой трубу из феррамагнетика (как правило это труба из углеродистой стали с наружным диаметром 20-60 мм и толщиной стенки не менее 2,5 мм), внутри которой расположен изолированный проводник из немагнитного материала (медь или луженая медь), сечением 10-50 кв.мм. На одном конце трубопровода внутренний проводник соединяется с внешней стальной трубой, а на другом между проводником и трубой подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка трубопровода.

Тепловая энергия выделяется за счет скин-эффекта во внешней стальной трубке в результате взаимодействия ферромагнитного внешнего проводника (стальная трубка) и немагнитного внутреннего проводника при протекании тока. Ток течет через проводник и внешнюю стальную трубу, причем во внешнем проводнике ток течет по внутреннему слою трубы толщиной около 1 мм (скин-слой), а потенциал наружной поверхности трубы остается нулевым. Из-за малой толщины скин-слоя основное тепловыделение происходит в стальной трубе. Это тепло вместе с теплом от внутреннего проводника передается обогреваемому трубопроводу. «Труба-спутник» может быть приварена или просто прикреплена и дополняться специальным цементом для улучшения теплопередачи к трубопроводу, который остается электрически изолированным от скин-системы. Обогреваемый трубопровод может быть проложен под землей без ущерба для скин-системы при этом гарантируя электробезопасность. Скин-система применима для обогрева не только для подземных продуктопроводов, но и для  открытых и подводных участков.

График зависимости мощности СКИН-СИСТЕМЫ от диаметра трубы-спутника и длины трубопровода:

Сфера применения СКИН-СИСТЕМЫ

В большинстве случаев СКИН-СИСТЕМА применяется для обогрева трубопроводов, предназначенных для транспортировки жидких и тяжелых нефтепродуктов на большие расстояния. Возможно применение СКИН-СИСТЕМЫ и для трубопроводов с химикатами, жидкостями и газами.

Компоненты СКИН-СИСТЕМЫ

Скин-система включает в себя четыре основных компонента:

• «Труба-спутник» и ее аксессуары
• Изолированный кабель
• Источник питания
• Панель управления/мониторинга

«Труба-спутник»
«Труба-спутник» для скин-системы изготавливается из углеродистой стали и поставляется в комплекте со всеми необходимыми аксессуарами: соединителями, соединительными коробками, устройствами для подвода питания и концевой заделки, а также аксессуарами для монтажа элементов системы  на поворотах трубопровода и запорной арматуре.

Нагревательный кабель для СКИН-СИСТЕМЫ
Кабель для СКИН-СИСТЕМЫ это медный проводник, заключённый в теплоизоляцию. Компания Heat Trace производит нагревательные кабели для СКИН-СИСТЕМЫ в силиконовой и фторполимерной изоляции, которая обладает превосходными свойствами температурной и электрической защиты. Эта изоляция также служит хорошей защитой от механических повреждений при монтаже.

Источник питания
Источник питания должен включает в себя пульт управления высоким напряжением на входе и согласующий трансформатор.
Трансформатор служит для согласования и пошагового снижения нагрузки.

Панель управления / мониторинга
Панель управления/контроля СКИН-СИСТЕМЫ включает в себя все необходимые элементы для контроля мощности, электронный линейный терморегулятор PURASTAT, а также оборудование для контроля за каждой электрической цепью и системы предупреждения/оповещения.

Проектирование СКИН-СИСТЕМЫ

Компания Heat Trace разрабатывает СКИН-СИСТЕМЫ обогрева в рамках контракта строительства объекта «под ключ». Разработка проекта включает в себя расчет теплопотерь, подбор размеров «труб-спутников» и кабеля-проводника для скин-системы. Разрабатывается также метод крепления «трубы-спутника».
Рабочие параметры согласующего трансформатора подбираются совместно с оборудованием для управления/контроля системы.
Система разрабатывается таким образом, чтобы установочная мощность укладывалась в рамки от 15 до 100 Вт/метр.
Разрабатываемые системы могут применяться для защиты трубопроводов от промерзания, поддержания в них необходимой температуры, а также для технологического разогрева продуктов в трубах. Трубопроводы могут быть проложены как над поверхностью земли, так и под землей. Трубопровод должен быть теплоизолирован, причем теплоизоляция может быть как заводская, так и установленная на месте монтажа.
Документация включает в себя изометрические и схематические чертежи, список материалов и оборудования, а также все необходимые инструкции и описания.

Монтаж

Heat Trace осуществляет монтаж или шеф-монтаж СКИН-СИСТЕМЫ.
«Трубы-спутники» привариваются к трубопроводу, затем устанавливается вспомогательное оборудование, проходные, соединительные коробки, кабель скин-системы протягивается во вспомогательном кабель-канале. Система «труб-спутников» герметизируется, подключается питание к источнику и система сдается заказчику.
В случаях, когда используются трубы с заводской изоляцией, Heat Trace гарантирует качественную изоляцию в местах ввода кабеля через заводскую изоляцию к трубе.

Для оформления заявки на расчет системы обогрева промышленного трубопровода предлагаем Вам заполнить бланк заказа.
Для получения консультации Вы можете воспользоваться