УДК 620.9:621.365

 

ПРЕИМУЩЕСТВО ЭЛЕКТРООБОГРЕВА НАД ПАРООБОГРЕВОМ

Телицын Т.П., Казань, Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ), nbvf90@mail.ru

Имамиев А.Р., Казань, Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ), esp-adel@rambler.ru

Сложной задачей для  промышленных предприятий, а также для других отраслей, является обогрев и транспортиро­вание вязких и застывающих нефтепродуктов и нефтехимии.

До настоящего времени  на некоторых производствах для обогрева трубопроводов и технологического оборудования (насосов, счетчиков, запорной арматуры и т. д.) использовался пар и перегретая вода. Для
подогрева чаще принимается пар из-за сравнительной несложности  получения. Пар, как теплоноситель, характеризуется большим теплосодержанием, возможностью транспортирования по трубопроводам. Несмотря на указанные преимущества, паровой подогрев имеет ряд больших недостатков. С помощью пара достаточно проблематично, а порой и невозможно обогревать оборудование сложной конфи­гурации, например насосы, запорную арматуру и т. д. Темпера­тура подогрева продукта с помощью пара обычно не превышает 150°С, при этом температурный режим сложно поддается регули­рованию.

Из-за опасности замерзания конденсата при обогреве трубо-
проводов и технологического оборудования, расположенного на
открытом воздухе, пар приходится подавать безостановочно, что
приводит к значительному перерасходу пара и определяет низкую экономическую эффективность его применения. Даже при сравни­тельно небольшой потребности в теплоносителе, что в основном относится к распределительным нефтебазам, необходимо соору­жать специальные здания котельных, склады топлива, систему паропроводов и пароподогревателей.

При использовании прогретой воды регулирование темпера­туры нагрева трубопроводов возможно только путем снижения ее расхода, что чрезвычайно сложно. Регулирование в холодные пе­риоды года при эксплуатации на открытом воздухе становится вообще невозможным, так как при снижении расхода горячая вода быстро остывает и замерзает в трубопроводе, что приводит к аварии. Сложность эксплуатации теплоспутников является при­чиной того, что замерзание теплоносителя в трубопроводах до­вольно частое явление. Чаще всего это происходит при пуске и освоении производства, при отрицательных температурах окру­жающего воздуха и влечет за собой прекращение перекачки и остановку производства.

Применение электрообогрева для подогрева технологиче­ского оборудования и трубопроводов выявило их значительные преимущества по сравнению с водо- и пароспутниками во многих технологических процессах. Электрообогрев имеет преимущество при периодической потребности в обогреве, при необходимости регулирования температурного режима, а также при обогреве протяженных трубопроводов и сложного по форме технологиче­ского оборудования. Электрообогрев можно в любое время коммутировать. Процессы электрообогрева легко могут быть автоматизированы. Поэтому в этих случаях, несмотря на более высокую стоимость электроэнергии по сравнению с паром и горячей водой, электрообогрев более экономичен и способ­ствует улучшению условий труда и повышению производитель­ности.

Экономическая эффективность электрообогрева связана в первую очередь с тем, что в такой системе горячим элементом является только греющий кабель. Различные типы греющих кабелей  позволяют поддерживать температуру в диапазоне от +5 до +1000°С. Подбор кабелей  осуществляется на основании расчета теплопотерь рассматриваемого объекта с учетом типа и толщины теплоизоляции,  при самых критических заданных условиях (например, температура окружающей среды порядка -40°С и ниже). Тип кабеля подбирается таким образом, чтобы компенсировать возможные теплопотери. Из этого складывается высокая экономичность электрообогрева объектов греющими кабелями, причем характеристики их позволяют греть только в пределах, которые закладываются в проекте. Таким образом, потери на подвод энергии к теплоспутнику сведены к минимуму. В  системе парообогрева горячими являются и трубопровод подачи пара, и распределительные гребенки. Системой парообогрева достаточно сложно управлять, что вызывает дополнительные потери энергоресурсов при колебаниях температуры окружающей средой. Эксплуатационные затраты на электрообогрев в среднем в 5-7 раз ниже, чем на парообогрев.

Главным преимуществом эффективности системы обогрева является срок службы. По данному параметру электрообогрев имеет преимущество по сравнению с парообогрева. Так, срок службы систем электрообогрева составляет не менее 30 лет, тогда как срок службы парообогрева, как правило, не превышает 10 лет. Кроме того, увеличивается срок службы теплоизоляции.

      Для проведения исследования эффективности электрообогрева сформировалась лабораторная установка, которая позволяет провести измерения процессов протекающих в греющем кабеле в разных условиях (напряжение, номинальные токи, пусковые токи, потребляемая мощность). Установка включает в себя отрезок стальной  тестовой трубы, на которой закреплен греющий кабель 15XTV производства компании RAYCHEM который имеет температуру нагрева трубы до 65°С. Кабель с трубой оборачивается теплоизоляцией K-FLEX 20мм. Установка управляется контроллером с датчиком температуры который размещен под теплоизоляцией на трубе. Пуск системы происходит при подаче управляющего сигнала на контактор или на твердотельное реле. При понижении температуры ниже установленной механический термостат  фиксируя это датчиком температуры подает сигнал на контактор или твердотельное реле. Тем самым ток проходящий через контактор или твердотельное реле замыкает силовые концы к выходам которого подключена соединительная коробка от которой питается греющий кабель.

C:\Users\Адель\Desktop\стенд н.jpg

1-Щит питания и управления (ЩПУ); 1.1-Автомат IEK 16 А; 1.2-Узо IEK 16 A; 1.3-Автомат  IEK 6 А; 1.4-Электромагнитный пускатель; 1.5-Твердотельное реле;  1.6-Переключатель; 1.7-Диммер; 2-Отрезок трубы; 3-Греющий кабель 15XTV-CT;   4-Термостат; 4.1- Датчик температуры по поверхности; 5-Соеденительная коробка с индикацией; 6-Концевая заделка с индикацией; 7-Теплоизоляция

 

Список использованной литературы:

1                   Технический справочник по промышленным системам электрообогрева  RAYCHEM ( TYCO THERMAL CONTROLS) 2011г.

2                   Материалы для проектирования систем электрообогрева  RAYCHEM ( TYCO THERMAL CONTROLS). Выпуск 1, 2011-2012г.