Бесплатный подбор оборудования и оптимизация проектов: mail@obogrev-kabel.ru

Расчет системы обогрева резервуаров греющим кабелем

На промышленных предприятиях поддержание стабильной температуры в жидкостных емкостях имеет решающее значение. От температурного режима напрямую зависят качество продукции, эффективность технологических процессов и безопасность производства. Температурные колебания могут сказываться на физико-химических свойствах веществ, скорости химических реакций и многих других ключевых аспектах, влияющих на конечный результат производства.

Применение греющего кабеля в емкостях с водой и другими жидкостями стоит особняком в решении вопроса поддержания нужной температуры. Греющий кабель – это надежное и экономически эффективное оборудование для поддержания необходимой температуры в различных типах емкостей. Это может быть актуально для резервуаров с водой, химическими реагентами, нефтепродуктами и другими жидкими средами, используемыми в промышленности.

Греющие кабели обеспечивают стабильный тепловой режим, предотвращают замерзание жидкости в холодное время года, устраняют риск образования конденсата, а также способствуют оптимальному протеканию технологических процессов, требующих строгого соблюдения температурного режима.

Введение в применение греющих кабелей на промышленных объектах позволяет сократить затраты на обогрев, уменьшить энергопотребление и обеспечить высокую эффективность и безопасность производственных процессов.

Расчет системы обогрева резервуара в общем случае делится на несколько этапов:

  1. Получение исходных данных для расчета
  2. Определение тепловых потерь резервуара
  3. Подбор нагревательного кабеля и сопутствующего оборудования

Получение исходных данных

Для расчета системы обогрева резервуаров потребуются следующие основные данные:

  • Требуемая температура поддержания
  • Минимальная температура окружающей среды
  • Габаритные размеры емкости (диаметр, длина, высота)
  • Тип и толщина теплоизоляции
  • Зона размещения резервуара (обычная или взрывоопасная)
  • Предполагается ли обработка паром резервуара? Если да, то указать температуру пара.
Чтобы точно определить необходимые параметры для расчета системы обогрева – воспользуйтесь опросным листом, в котором указаны все исходные данные.
Бесплатный расчет обогрева резервуара за 2 часа
  • Рассчитаем требуемую мощность
  • Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
  • Порекомендуем удобную систему управления
Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время
Заполните обязательные поля
Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.
Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Определение тепловых потерь резервуара

Определение тепловых потерь резервуара осуществляется по формуле:

P = Кзап * (Ттрос)/Rt * Sпов, где:

Кзап – коэффициент запаса (для саморегулирующегося кабеля Кзап = 1.2, для резистивного Кзап = 1.36).

Ттр – требуемая температура резервуара.

Тос – минимальная температура окружающей среды.

Rt = δ/λ – суммарное термическое сопротивление для стенки резервуара (на самом деле формула сложней, но для оценки тепловых потерь остальными слагаемыми можно пренебречь).

δ – толщина теплоизоляции.

λ – коэффициент теплопроводности материала, из которого выполнена теплоизоляция.

Sпов – общая площадь поверхности емкости с теплоизоляцией.

Например, требуется обогреть цилиндрическую емкость с диаметром 2000 мм и длиной L = 10000 мм. Требуемая температура Ттр = +10С, минимальная температура окружающей среды Тос = -40С, теплоизоляция – минеральная вата толщиной 100 мм (коэффициент теплопроводности λ = 0.05 Вт/м*С), зона обычная, пропарки нет.

Тогда диаметр емкости с учетом теплоизоляции D = 2000+100*2 = 2200 мм.

В этом случае расчетные тепловые потери:

Pп = Кзап * (Ттрос)/Rt * Sпов = 1.2 * (10+40)/(2.0) * 72.88 = 2186.4 Вт, где:

Rt = δ / λ = 0.1 м / 0.05 Вт/м*С = 2.0 м2*С/Вт.

Sпов = Sцил+2Sосн = 3.14хD*L + 2*3.14*D*D/4 = 3.14*2.2*10 + 2*3.14*2.2*2.2/4 = 69.08 + 3.8 = 72.88 м2.

Подбор нагревательного кабеля

На этом этапе подбирается мощность нагревательного кабеля, а также соответствующий техническому заданию температурный класс. Если предполагается обработка емкости паром, то температурный класс греющего кабеля должен обеспечить его работоспособность в данных условиях.

Мощность греющего кабеля подбирается на основании 2х критериев:

  • мощность кабеля не должна быть очень маленькой, т.к. в этом случае потребуется большое количество кабеля;
  • мощность кабеля не должна быть очень большой, т.к. при установке кабеля на емкости шаг его укладки будет очень большим и возникнет эффект «зебры», когда будут присутствовать зоны с повышенной и пониженной температурой.

Оптимальным считается шаг укладки нагревательного кабеля от 100 до 300 мм.

Обычно обогревается не вся емкость, а только ее нижняя часть, т.к. верхние слои продукта в емкости будут прогреваться за счет тепловых потоков идущих снизу вверх. Кабель укладывается змейкой в нижней части на необходимую высоту обогрева.

В нашем случае зададим высоту обогрева 1м (половина длины окружности емкости) и шаг укладки w = 300мм, тогда необходимое количество кабеля:

N = 3.14*D/2*L/w = 3.14*2/2*10/0.3 = 105м.

Определяем мощность нагревательного кабеля:

Pуд = Pп/N = 2187/105 = 20.83 Вт/м.

Выбираем кабель ближайший по мощности в большую сторону, например 24 Вт/м.

Тогда мощность обогрева будет равно Pобогр = 24*105 = 2520 Вт > Pп = 2186.4 Вт.

Таким образом, применение нагревательного кабеля мощностью 24 Вт/м и длиной 105 м для нашего примера полностью компенсирует тепловые потери емкости в самый холодный период при минимальной температуре Тос = -40С.

Греющий кабель для резервуара

Обогрев резервуаров (t воздействия до 85 °С) Мощность (Вт) Темп. применения (°С) Темп. класс Оболочка Взрывозащита
Саморегулирующийся кабель Samreg-16-2CR 16 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Thermon BSX-5-2OJ 16 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель ССТ 17КСТМ2-Т 16 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Thermon 5-FLX-OJ 16 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Raychem FS-A-2X 16 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 17ATL2-CP 17 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 17ATL2-CF 17 65 Т6 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 17FSR2-CT 17 65 Т6 фторополимер нет
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 17FSR2-CT 17 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Samreg-24-2CR 24 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Thermon BSX-5-2OJ 24 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Thermon 8-FLX-OJ 24 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Raychem GM-2X 24 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 25ATL2-CP 25 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 25ATL2-CF 25 65 Т6 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 25FSR2-CT 25 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 25FSR2-CF 25 65 Т6 фторополимер нет
Саморегулирующийся кабель Samreg-30-2CR 30 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Thermon BSX-10-2OJ 30 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель ССТ 30КСТМ2-Т 30 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Thermon 10-FLX-OJ 30 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Raychem GM-2X 30 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 31ATL2-CP 31 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 31ATL2-CF 31 65 Т6 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 31FSR2-CT 31 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 31FSR2-CF 31 65 Т6 фторополимер нет
Саморегулирующийся кабель Samreg-40-2CR 40 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 40ATL2-CP 40 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 40ATL2-CF 40 65 Т6 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Thermon BSX-15-2OJ 40 65 Т6 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 40FSR2-CT 40 65 Т6 полиолефин нет
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 40FSR2-CF 40 65 Т6 фторополимер нет

Смотреть больше вариантов кабеля

Обогрев резервуаров (t воздействия до 135 °С) Мощность (Вт) Темп. применения (°С) Темп. класс Оболочка Взрывозащита
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 17ATM2-CP 17 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-24-2CX 24 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 17FSP2-CT 17 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 31ATM2-CP 31 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-30-2CX 30 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 31FSP2-CT 31 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 45ATM2-CP 45 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-40-2CX 40 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 45FSPw2-CT 45 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 60ATM2-CP 60 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-50-2CX 50 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 60FSPw2-CT 60 110 Т5 полиолефин да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 17ATM2-CF 17 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-24-2CT 24 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 17FSP2-CF 17 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 31ATM2-CF 31 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-30-2CT 30 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 10QTVR2-CT 30 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 31FSP2-CF 30 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 45ATM2-CF 45 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-40-2CT 40 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 15QTVR2-CT 40 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 45FSPw2-CF 45 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 60ATM2-CF 60 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita VMS-50-2CT 50 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 20QTVR2-CT 50 110 Т5 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 60FSPw2-CF 60 110 Т5 фторополимер да

Смотреть больше вариантов кабеля

Обогрев резервуаров (t воздействия до 190 °С) Мощность (Вт) Темп. применения (°С) Темп. класс Оболочка Взрывозащита
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 15ATM+2-CF 15 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita 15ISR2-CT 15 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 4XTV2-CT 15 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 15FSS2-CF 15 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 30ATM+2-CF 30 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita 30ISR2-CT 30 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 8XTV2-CT 30 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 30FSS2-CF 30 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 45ATM+2-CF 45 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita 45ISR2-CT 45 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 12XTV2-CT 45 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 45FSS2-CF 45 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 55ATM+2-CF 55 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 15XTV2-CT 55 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 60ATM+2-CF 60 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Lavita 60ISR2-CT 60 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 20XTV2-CT 60 120 Т4 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 60FSS2-CF 60 120 Т4 фторополимер да

Смотреть больше вариантов кабеля

Обогрев резервуаров (t воздействия до 232 °С) Мощность (Вт) Темп. применения (°С) Темп. класс Оболочка Взрывозащита
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 15ATE2-CF 15 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 5KTV2-CT 15 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 15FSU2-CF 15 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 30ATE2-CF 30 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 8KTV2-CT 30 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 30FSU2-CF 30 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 45ATE2-CF 45 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 15KTV2-CT 45 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 45FSU2-CF 45 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 60ATE2-CF 60 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Raychem 20KTV2-CT 60 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 60FSU2-CF 60 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 75ATE2-CF 75 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 75FSU2-CF 75 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель Alphatrace 90ATE2-CF 90 190 Т3 фторополимер да
Саморегулирующийся кабель HeatTrace 90FSU2-CF 90 190 Т3 фторополимер да

Смотреть больше вариантов кабеля

Критерии выбора кабеля

Выбор греющего кабеля — важный этап, который определит эффективность и безопасность дальнейшей эксплуатации системы обогрева. При подборе кабеля следует учитывать следующие факторы:

  1. Температурные требования: Необходимо четко понимать, какая температура должна поддерживаться, чтобы выбрать кабель с нужной мощностью.
  2. Тип объекта: В зависимости от типа объекта (трубопровод, емкость, оборудование) подбирается соответствующий тип кабеля.
  3. Условия эксплуатации: Взрывобезопасность, влажность, агрессивная среда и другие факторы влияют на выбор типа и материала изоляции кабеля.
  4. Длина кабеля: Длина кабеля должна быть достаточной для эффективного обогрева всей поверхности объекта.

Основные этапы установки и использования греющего кабеля

Планирование

  • Определение требований к температуре и мощности.
  • Выбор соответствующего кабеля.
  • Расчет необходимой длины кабеля.

Установка

  • Проверка целостности кабеля перед установкой.
  • Размещение кабеля в соответствии с техническими требованиями и схемой установки (может потребоваться консультация специалиста).
  • Подключение кабеля к источнику питания и системе управления.

Пуск и наладка

  • Тщательная проверка системы перед включением.
  • Включение и настройка системы управления для поддержания требуемой температуры.

Эксплуатация и техническое обслуживание

  • Регулярный осмотр и проверка работы кабеля и системы управления.
  • Своевременное обнаружение и устранение возможных неполадок для обеспечения непрерывной и безопасной работы системы обогрева.

Правильный выбор и качественная установка греющего кабеля гарантируют эффективное поддержание требуемой температуры на промышленных объектах. Это способствует оптимальному протеканию производственных процессов, сохранению свойств продукции и сырья, а также предотвращает возможные аварийные ситуации, связанные с нарушением температурного режима.

Заключение

Поддержание оптимального температурного режима на промышленных объектах является критически важной задачей, от решения которой зависит эффективность всего производственного процесса. В этом контексте правильный выбор и использование греющего кабеля становится ключевым элементом для обеспечения стабильной и безопасной работы оборудования и сохранения качества продукции.

Влияние на Эффективность Производственного Процесса

  1. Оптимизация процессов: Правильно подобранный и установленный греющий кабель обеспечивает необходимое тепло для поддержания заданных параметров, что важно для стабильности производственных процессов и сохранения качества сырья и продукции.
  2. Минимизация простоев: Устойчивый температурный режим устраняет риск засорения труб и других проблем, связанных с низкими температурами, сокращая простои и способствуя более эффективной работе оборудования.
  3. Экономия энергии: Использование современных греющих кабелей с системами управления позволяет минимизировать энергопотребление при поддержании требуемого температурного режима.

Влияние на Безопасность

  1. Предотвращение аварий: Поддержание правильной температуры предотвращает образование отложений, замерзание жидкостей в системах и другие факторы, которые могут привести к аварийным ситуациям и поломкам оборудования.
  2. Защита оборудования: Греющие кабели обеспечивают необходимую защиту оборудования от переохлаждения, продлевая его срок службы и снижая затраты на обслуживание и ремонт.

Итог

Таким образом, греющий кабель оказывает существенное влияние на эффективность и безопасность промышленного производства. Он не только способствует непрерывности и стабильности процессов, но и обеспечивает защиту оборудования, сырья и персонала от возможных рисков, связанных с неконтролируемыми изменениями температуры. Обоснованный выбор и профессиональная установка греющего кабеля — залог успешной и бесперебойной работы промышленных объектов.

Евгений Щипунов
Проверил: Евгений Щипунов
Главный инженер ООО «СКО Альфа-проджект»

Примеры обогрева резервуара кабелем

Система обогрева стального резервуара 31 м3
Система обогрева стального резервуара 31 м3
Розничная цена: 57 898 р. / шт 72 372 р. / шт
В раздел

Примеры проектов обогрева резервуара кабелем

Другие статьи на тему

Максимальная и минимальная длина греющего кабеля
Срок службы греющего кабеля. Защита от UF-лучей
От чего зависит цена системы обогрева резервуара
Греющий кабель для водопровода внутри трубы

Комментарии

Поделитесь со своими друзьями