-
Тюменский индустриальный университет
студент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
Научный руководитель Давыдов Алексей Николаевич, ассистент кафедры «Транспорт углеводородных ресурсов» ТюмГНГУ
УДК 621.644.07
Проблема рационального использования топливно-энергетических ресурсов в последнее время приобретает все большее значение. Выставляются повышенные требования к теплозащите строящихся объектов, так как качественная теплоизоляция нефтепроводов позволит минимизировать тепловые потери нефти и нефтепродуктов и обеспечить, таким образом, ресурсосбережение.
Теплоизоляция — это элементы конструкции, уменьшающие потери тепла. Все теплоизоляционные покрытия состоят из основного теплоизоляционного слоя, деталей крепления и покровного защитного слоя. Теплоизоляционный слой выполняют из материалов, обладающих низкой теплопроводностью (асбест, минеральная и стеклянная вата и др.). Защитные покрытия делают из рулонных битумных материалов, металлических листов, синтетических пленок и др.
Виды теплоизоляции:
Основные проблемы при изготовлении теплоизоляции:
Испытания труб в заводских условиях показали, что главной проблемой при изготовлении теплоизоляции являются трещины в слое ППУ, отслоения ППУ от трубы и защитной оболочки, пустоты, которые были вызваны нарушениями технологического процесса. В результате данных испытаний был составлен перечень требований, который учитывает такие параметры, как:
Кроме того, существуют определенные требования к поверхностям для нанесения пенополиуретана:
1. Поверхности, предназначенные для нанесения пенополиуретана, должны удовлетворять требованиям СНиП 3.04.01–87 "Изоляционные и отделочные покрытия" и настоящих норм.
2. Поверхности, на которые наносится пенополиуретан, должны быть очищены от масленых пятен, пыли и других загрязнений.
3. На металлических изделиях не должно быть следов коррозии. Изделия, подлежащие антикоррозионной защите должны быть обработаны в соответствии с проектом.
4. Влажные поверхности должны просушиваться сжатым воздухом, а при температуре воздуха ниже +5°С – теплым сжатым воздухом.
Отслоения теплоизоляционного слоя от трубы могут привести к серьезным последствиям:
Чтобы предотвратить появление дефектов в слое теплоизоляции необходимо:
К сожалению, теплоизоляция не способна полностью предотвратить теплопотери. Существуют системы обогрева трубопроводов, которые поддерживают необходимую температуру в соответствии с технологией.
Система обогрева позволяет:
Общая схема системы обогрева трубопроводов состоит из 3 основных частей:
- Нагревательная часть, которая включает в себя нагревательные кабельные линии и материалы для их крепления. Эта часть обеспечивает непосредственный подвод тепла к трубе и продуктам, которые в ней содержатся.
- Распределительная и информационная сеть. Снабжает питанием все элементы нагревательной части, а также осуществляет передачу сигналов от закрепленных на кабеле датчиков до шкафа системы управления. Эта часть включает в себя силовые и информационные кабели, распределительные коробки и крепежные элементы.
- Система управления. Данная система включает в себя шкаф управления, специальные терморегуляторы, датчики температуры, пускорегулирующую и защитную аппаратуру.
Основные критерии выбора параметров систем электрического обогрева:
Длина трубопровода:
Рабочая температура:
Экономичность
Наиболее важным критерием перехода от одного варианта системы обогрева к другому является ее стоимость. Начиная с длины 1–2 км, стоимость распределительной сети для саморегулирующихся кабелей начинает быстро возрастать, а к 3–4 км их использование становится экономически нецелесообразным. При линейной конфигурации трубопровода, начиная с длины 6–8 км, наиболее экономически целесообразным, безопасным и надежным решением является система «СКИН-эффект».
СКИН - Система:
- Обогрев трубопроводов неограниченной длины (с сопроводительной сетью)
- Высокие рабочие температуры
- Электробезопасность
- Высокая механическая прочность системы обогрева
- Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Принцип действия:
Элемент для нагрева изготавливается из металлической трубы. Материал трубы – сталь, наружный диаметр – 20-60 мм с толщиной стенки 3 мм. В трубе расположен изолированный проводник, изготовленный из алюминия или меди (сечение – 10-50 мм2) и соединенный электрически с трубой в конце плеча. Между трубой и проводником в начале плеча осуществляется подача переменного напряжения. Значение этого напряжения зависит от длины обогреваемого участка и от требуемого теплового выделения.
Главный элемент, который выделяет тепло в СКИН-системе – труба, которая принимает на себя около 80% системной мощности.
Отвод тепла от СКИН-системы к трубопроводу обеспечивается за счет хорошего контакта и применения специальной теплопроводной пасты.
Саморегулирующиеся кабели
Обогрев трубопроводов саморегулирующимися кабелями, в отличие от других систем, позволит предотвратить замерзание трубопровода с наименьшими затратами. Во-первых, при использовании саморегулирующихся кабелей понадобится меньшее количество различных устройств для того, чтобы организовать обогрев труб. А во-вторых, благодаря свойству саморегуляции, нагревательная кабельная линия не будет нагревать трубу, если отсутствует риск замерзания, тем самым осуществляется экономия электроэнергии.
Рецензии:
5.10.2014, 10:46 Клинков Георгий Тодоров
Рецензия: Статья подчиняется очень актуальным енергетическим проблемом.Стандартизация изложения четка, рациональна.Нормы технического и технологического характера действий показаны систематически.Нужно одинако показать и альтернативные способы промышленного обогрева магистральных трубопроводов разного типа и дебита в условиях повышеной транспортной активности.Рекомендуется к публикаций.
3.11.2014, 13:09 Галкин Александр Федорович
Рецензия: Тема актуальная. Изложение ясное. Анализ корректный.
Цели, поставленные в статье, достигнуты. Рекомендуется к публикации.
Комментарии пользователей:
Оставить комментарий