Обогрев труб и трубопроводов
Обогрев промышленных трубопроводов
Обогрев промышленных трубопроводов используется в нефтехимической, химической, газовой, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. К нагревательному кабелю предъявляются специальные требования по обеспечению безопасности для работы на таких объектах. Нагревательный кабель и все комплектующие системы обогрева должны быть сертифицированы на применение их во взрывоопасных зонах.
Кроме того, достаточно большое количество трубопроводов в нефтехимической и химической промышленности подвергаются термообработке для очистки внутренней стенки от отложений смол и парафинов (очистка перегретым паром). В связи с этим, к нагревательному кабелю, устанавливаемому на данные трубопроводы, дополнительно предъявляется требование по максимальной температуре внешнего воздействия.
Диаметр, длина и материал промышленного трубопровода может быть любым и для каждого конкретного случая применяется свой нагревательный кабель. Для того чтобы правильно подобрать удельную мощность и температурный класс нагревательного кабеля необходимо иметь полную информацию об объекте.
Обогрев трубопроводов большой протяженности
Для трубопроводов большой протяженности на первый план выходит задача минимизации количества точек подключения питания, т.к. для данного вида объектов существенно увеличивается стоимость распределительной сети. К нагревательному кабелю предъявляется требование обеспечения максимально возможной его длины. В связи с этим использование саморегулирующегося и резистивного кабеля ограничено длиной трубопровода до 1км. Это связано с увеличением количества соединительных коробок и силового кабеля для подвода питания к этим коробкам. Для трубопроводов протяженностью более 1км применяется обогрев на основе трехжильного нагревательного кабеля постоянной мощности или СКИН-эффекте.
Обогрев трубопроводов малого диаметра и протяженности
Данный вид трубопроводов обычно имеет диаметр 15-50мм и длину до 40-50м. Перекачиваемая жидкость – вода. Нагревательный кабель используется для защиты от замерзания в осенне-зимний период. Применяется низкотемпературный кабель как для наружной установки на трубу, так и для установки внутри трубы. Удельная мощность кабеля обычно составляет 10-30Вт/м и зависит от условий эксплуатации трубопровода и типа используемой теплоизоляции.
Обогрев водопроводов
Для обогрева водопроводных труб диаметром от 50 до 200мм, которые служат для транспортирования воды транзитом и подачи ее в распределительную сеть для потребителей, используется низкотемпературный и среднетемпературный нагревательный кабель мощностью 30-60Вт/м. Назначение обогрева – защита от замерзания в холодное время года. Монтаж кабеля осуществляется снаружи трубопровода, кабель может укладываться параллельно трубе в одну или несколько ниток в зависимости от тепловых потерь трубы или намоткой по спирали с определенным шагом укладки.
Обогрев трубопроводов с горячей водой
Данный вид обогрева применяется в случае останова движения воды по трубе, возникающего по необходимости, при ремонтных работах или аварийных ситуациях на трубопроводе. В данном случае кабельный обогрев используется для защиты трубопровода от замерзания в период останова прокачивания воды. К нагревательному кабелю предъявляются требования по максимальной температуре внешнего воздействия в выключенном состоянии до +90..+99С, которую может достичь горячая вода. Удельная мощность кабеля зависит от диаметра трубопровода и условий эксплуатации и определяется теплотехническим расчетом.
Другим направлением использование нагревательного кабеля является поддержание требуемой температуры воды в системах горячего водоснабжения. Для этих целей используется среднетемпературный (или высокотемпературный) нагревательный кабель, имеющий максимальную рабочую температуру +110С и выше.
Обогрев канализационных трубопроводов
Назначение системы обогрева канализации – защита от замерзания для беспрепятственного прохождения сточных вод. Особенность обогрева данного вида трубопроводов – наличие агрессивной среды, поэтому для нагревательного кабеля предъявляются повышенные требования к его наружной оболочке, она должна быть стойкой к химически активным веществам. В данном сегменте часто используется нагревательный кабель во фторполимерной оболочке. Монтаж греющего кабеля осуществляется как снаружи, так и внутри трубопровода, но более предпочтительным, если есть возможность, является именно наружный монтаж кабеля. Удельная мощность кабеля обычно составляет 25-40Вт/м.
Назначение
Основное назначение обогрева трубопроводов - поддержание необходимой температуры транспортируемого продукта. Теплоизоляция предотвращает часть теплопотерь с поверхности трубопровода, но не обеспечивает защиту продукта от замерзания в холодное время года, а тем более не решает проблему поддержания необходимой технологической температуры. Обогрев трубопроводов в настоящее время осуществляется преимущественно нагревательным кабелем (резистивным, саморегулирующимся, кабелем с минеральной изоляцией), который пришел на смену обогреву паром.
Обогрев промышленных трубопроводов осуществляется в условиях воздействия химически агрессивных сред или потенциально взрывоопасных зонах. Поэтому к нагревательному кабелю предъявляются повышенные требования: кислотоустойчивая оболочка, обязательное наличие заземления, возможность работы во взрывоопасных зонах.
Задачи обогрева
- Поддержание технологической температуры – разогрев объекта до температуры, требуемой в технологическом процессе и дальнейшее поддержание этой температуры.
- Защита от замерзания – тепловыделение греющего кабеля обеспечивает поддержание положительной температуры стенки трубопровода и тем самым препятствует замерзанию жидкости внутри трубопровода.
- Стартовый разогрев – разогрев технологической жидкости до температуры, при которой возможно ее перекачивание без изменения вязкости.
- Компенсация теплопотерь – использование греющего кабеля предотвращает понижение температуры жидкости до недопустимых значений при понижении температуры окружающей среды.
- Рассчитаем требуемую мощность
- Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
- Порекомендуем удобную систему управления
Греющий кабель для трубопровода
Выбрать
Крепление
Выбрать
Разогрев трубопроводов
Есть 2 варианта задачи разогрева трубопроводов: разогрев остывшего трубопровода до требуемой температуры и разогрев продукта при движении по трубопроводу из одной точки в другую. Для обоих вариантов используется нагревательный кабель с большой удельной мощностью 60-90Вт/м и рабочей температурой до 200С.
В первом случае мощность системы обогрева зависит от того как быстро необходимо разогреть остывший трубопровод, а также от разности начальной и конечной температур при разогреве.
Во втором случае разогрев трубопроводов с помощью нагревательного кабеля весьма ограничен ввиду сравнительно небольшой удельной мощности самого кабеля. Как правило, для данного вида разогрева трубопровода необходимо приложить большую мощность на 1м трубы, поэтому для таких систем применяется высокотемпературный резистивный или саморегулирующийся кабель, а также кабель в минеральной изоляции. Мощность системы обогрева зависит от диаметра и длины трубопровода, а также скорости движения продукта по трубопроводу. Кабели укладываются по спирали вокруг трубы либо параллельно в несколько ниток.
Состав системы
Система обогрева трубопроводов состоит из следующих частей:
- Нагревательная часть – это элемент системы обогрева, осуществляющий непосредственный нагрев. Для трубопроводов этим элементом является резистивный, саморегулирующийся греющий кабель или кабель с минеральной изоляцией. Для саморегулирующегося кабеля совместно с ним применяются комплекты для муфтирования на месте монтажа или поставляется полностью собранная секция на заводе-изготовителе.
- Система крепления кабеля и вспомогательных элементов – это специальные элементы, обеспечивающие крепление греющего кабеля на трубопроводе. Она обеспечивает хороший контакт греющего кабеля с поверхностью трубопровода чтобы улучшить его теплосъем. Крепление представляет собой монтажную и крепежные ленты из стекловолокна или алюминия. Кроме того, применяются также металлические хомуты для крепления устройств системы подвода питания и управления.
- Система подвода питания и управления - специализированные соединительные силовые коробки соответствующего исполнения, в которых производится соединение греющей и питающей части, и контрольные коробки, в которых обеспечивается подключение контрольного кабеля и датчиков температуры. Для трубопроводов очень актуально устанавливать эти коробки непосредственно на сам трубопровод.
- Распределительная сеть – это кабельные линии питания и управления, которые обеспечивают подачу электрической энергии к соединительным коробкам, а также элементы для прокладки этих кабельных линий.
Система управления обогревом - предназначена для сбора информации о параметрах процесса обогрева и выработки сигналов управления для устойчивой и безопасной работы системы обогрева. Включает терморегулятор или термостат, датчики температуры, силовую, управляющую и пускозащитную аппаратуру.
Датчик температуры может быть установлен как непосредственно на стенке трубопровода для контроля температуры ее поверхности, так и измерять температуру воздуха для включения системы обогрева при низких температурах окружающей среды.
Регулятор контролирует температуру обогреваемого трубопровода и на основе полученной информации управляет работой секций нагревательного кабеля. Регулятор температуры обычно устанавливается в шкафу управления электрообогревом.
Термостат устанавливается в основном на поверхности трубопровода и локально управляет работой системы обогрева. Термостаты используются для контроля работы небольших систем обогрева, т.к. подключаемая к нему мощность нагрузки ограничена.
Шкаф управления электрообогревом обеспечивает подачу питания на нагревательные секции, защиту силовой и греющей части при возникновении аварийной ситуации, перегреве или коротком замыкании, сигнализацию состояния работы системы обогрева, снижение пиковой нагрузки на питающую сеть, передачу информации об обогреваемых объектах в АСУТП и другие задачи. Шкаф управления электрообогревом разрабатывается индивидуально для каждого объекта на основании технического задания на систему электрообогрева. Применяется для систем обогрева трубопроводов средней и большой протяженности. Применение системы управления в составе системы обогрева позволяет существенно сэкономить электроэнергию и защитить обогреваемый продукт от перегрева, что особенно актуально для трубопроводов.
Принципы расчета
- Для определения марки и длины нагревательного кабеля проводится теплотехнический расчет трубопровода на основе исходных данных об объекте:
- технические характеристики трубопровода,
- технические характеристики теплоизоляции,
- климатические и эксплуатационные условия, в которых находится объект,
- требуемая задача, которую должна выполнить система электрообогрева и т.д.
- В теплотехническом расчете определяются:
- теплопотери с поверхности трубопровода,
- коэффициент запаса системы электрообогрева,
- марка нагревательного кабеля с учетом максимально допустимой температуры воздействия, класса опасности зоны, в которой находится объект и наличия химически активных веществ,
- количество нагревательных секций,
- общая мощность системы электрообогрева.
- По результатам теплотехнического расчета и выбора нагревательного кабеля определяются комплекты для заделки греющего кабеля, соединительные силовые и контрольные коробки.
- Далее определяется тип и количество элементов системы крепления
- Подбирается автоматика для управления системой обогрева.
- Рассчитываются параметры системы обогрева: рабочая и стартовая мощности, рабочий и стартовый ток системы. Эта информация является важной при первичной оценке затрат на подвод питания к системе обогрева.
Монтаж греющего кабеля на трубу
Последовательность монтажа системы обогрева трубопроводов зависит от состава системы, наличия ранее установленных элементов системы обогрева и др. факторов.
Последовательность монтажа
- Подготовительные работы;
- изготовление и монтаж нагревательных секций;
- монтаж соединительных коробок;
- защита обогреваемых объектов теплоизоляцией;
- монтаж шкафов управления;
- монтаж системы подвода электропитания и управления;
- пробное включение системы.
В зависимости от параметров трубопровода применяется несколько способов монтажа греющего кабеля:
-
Укладка вдоль трубы
При установке саморегулирующегося кабеля вдоль трубы рекомендуется размещать его в нижнем секторе трубы. Это предотвратит повреждение кабеля при падении на трубу различных предметов.
- Укладка кабеля по спирали
При установке саморегулирующегося кабеля по спирали количество кабеля на метр погонный трубы увеличивается и зависит от коэффициента укладки кабеля:
Необходимая длина кабеля = Длина трубы * Коэффициент укладки кабеля
Шаг укладки саморегулирующегося кабеля в мм рассчитывается исходя из диаметра трубы.
Шаг укладки кабеля в зависимости от диаметра трубы
| Диам. трубы, мм | Коэффициент укладки кабеля (метров кабеля на метр трубы) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | |
| 34 | – | – | – | – | – |
| 48 | – | – | – | – | – |
| 60 | 430 | – | – | – | – |
| 76 | 510 | 360 | – | – | – |
| 89 | 610 | 430 | 330 | – | – |
| 102 | 710 | 480 | 380 | 330 | – |
| 114 | 790 | 530 | 430 | 360 | – |
| 125 | 890 | 610 | 480 | 410 | 360 |
| 140 | 990 | 660 | 530 | 460 | 380 |
| 168 | 1170 | 790 | 640 | 530 | 460 |
| 219 | 1500 | 1040 | 840 | 710 | 610 |
Работа с кабелем
- Используйте держатели катушки для разматывания кабеля.
- Кабель должен быть расположен свободно на обогреваемом объекте, без чрезмерного натяжения и установки на острые кромки и поверхности.
- Оставляйте дополнительно 300-450 мм греющего кабеля на каждое подсоединение к сети, Т-образное соединение, концевую муфту, чтобы облегчить выполнение этих соединений.
- Не делайте на кабеле петель и не стучите по нему. Избегайте также по нему ходить.
- При обычной установке саморегулирующийся кабель может быть прикреплен к трубе или резервуару алюминиевой клейкой лентой (ЛАМС) или стекловолоконной лентой. На трубопроводе могут также применяться пластиковые хомуты, если допустимая температура использования хомута аналогична или выше рабочих и максимально возможных температур кабеля и трубопровода.
- Во избежание возможного повреждения кабеля не прикрепляйте кабель металлическими полосками, проволокой, виниловой лентой или обычной клейкой лентой.
- Если кабель оставляется на длительное время, то защитите его от механических повреждений и все концы кабеля от проникновения влаги.
- Греющий кабель следует устанавливать таким образом, чтобы облегчить демонтаж задвижек и других небольших элементов без чрезмерного демонтажа изоляции и необходимости резать греющий кабель. Это достигается путем создания петли на кабеле. Количество дополнительного кабеля, необходимое для образования петли на задвижках, опорах, подвесках и т.п. различно для труб разного диаметра и типов элементов трубы.
Нагревательные секции изготавливаются непосредственно на месте по фактическим размерам обогреваемых объектов, с использованием стандартного набора для концевых заделок нагревательных лент. После закрепления нагревательных секций необходимо проклеить их по всей длине алюминиевой лентой для обеспечения лучшего контакта греющего кабеля с обогреваемой поверхностью.
Соединительные коробки устанавливаются на поверхности трубопровода при помощи устройства для ввода нагревательного кабеля под теплоизоляцию, входящего в состав коробки, которые закрепляются ленточными хомутами.
Датчик температуры устанавливается на обогреваемой поверхности в соответствии с монтажным чертежом и закрепляется самоклеящейся алюминиевой лентой.
Шкафы управления устанавливаются обычно в выделенном сухом отапливаемом помещении (+5…+40*С) в соответствии с требованиями ПУЭ. Место установки шкафа управления согласовывается с Заказчиком.
Проектирование
Наша компания занимается проектированием систем обогрева трубопроводов любого любой протяженности, разветвленности, сложности и условий применения и готова разработать проект для конкретного объекта в самые сжатые сроки. В ходе проектирования мы учитываем пожелания Заказчика, предлагаем свои решения и согласовываем их с заказчиком. При проектировании систем обогрева трубопроводов мы руководствуемся требованиями нормативных документов (ПУЭ, СНиП 23-01-99, ГОСТ Р 50.57125-2001, ГОСТ Р МЭК 62086-2—2005), технических данных, инструкций и рекомендаций заводов-изготовителей оборудования и материалов.
Опросный лист обогрева трубопроводов
Cкачать