Защита резервуаров от замерзания – промышленный обогрев

Для проведения многих современных технологических процессов требуется промышленный обогрев резервуаров с продуктами, склонными к коагуляции, кристаллизации или загустеванию при снижении температуры окружающей среды. В ряде случаев такие процессы могут привести не только к прекращению технологического цикла, но даже к разрушению оборудования. (Простейший случай – замерзание воды в системах водообеспечения.)

Защита от замерзания резервуаров с помощью кабельной системы обогрева

Строить здания очень больших размеров и полностью отапливать их объёмы при пониженных температурах ради обогрева нескольких резервуаров совершенно нерационально. Это понимали даже в советские времена. Тогда промышленный обогрев производился с помощью пара. В те времена никого не беспокоили огромные (с нынешней точки зрения) потери энергии – при «паровом» способе поддержания необходимой температуры в отдельных местах технологической цепочки.

Сейчас в России, как и во всём мире, промышленный обогрев резервуаров производится с помощью кабельных систем. Лучшим решением в настоящее время является применение интеллектуальных кабельных систем электрообогрева «RAYCHEM».

Резистивные и саморегулируемые кабели

Существует два различных подхода к процессу промышленного обогрева резервуаров. Можно применить простой резистивный кабель. В нём выделение энергии происходит за счёт активных потерь при прохождении тока в основной жиле (в соответствии с законом Ома), практически независимо от температуры окружающей среды. Иногда в таких кабелях присутствует вторая токоведущая жила. Это упрощает подключение: подводить напряжение в таком случае можно к одному концу системы. В случае нарушения целостности любой из жил ток по резистивному кабелю не идёт и нагрев прекращается. Также резистивный кабель неудобен в эксплуатации тем, что при его использовании необходимо обязательно применять большое количество дополнительного оборудования: датчики, терморегуляторы, термостаты и т.д.

В отличие от вышеописанного, интеллектуальный кабель Райхем обязательно имеет две токоведущие жилы с разными потенциалами. Каждый отдельный участок такого кабеля (любой длины) – своеобразное полупроводниковое сопротивление, расположенное между этими жилами. При повышении температуры окружающей среды активное электрическое сопротивление полупроводника увеличивается, и, соответственно, уменьшается выделение тепловой энергии. Такие «умные» характеристики позволяют упростить расчёты, связанные с промышленным обогревом резервуаров, а в некоторых случаях вовсе не применять системы управления. Интеллектуальный кабель райхем позволяет существенно экономить электроэнергию, он продолжает работать даже в случае разрыва жил, не выходит из строя при самопересечении.

Необходимо иметь в виду, что промышленный обогрев позволяет компенсировать теплопотери, поддерживая существующую внутри резервуара температуру, но никак не увеличивать её – невозможно таким способом греть вещество внутри резервуара.

Теплопотери и их компенсация

Как известно, передача тепла от более горячего к более холодному телу происходит из-за:

теплопроводности,
конвекции,
излучения тепловых (инфракрасных) волн.

В нашем случае сравнительно тонкие (и часто металлические, с высокой теплопроводностью) стенки резервуаров служат плохой защитой от потери тепла их содержимого. Дополнительная защита в виде теплоизоляции необходима, но она не всегда достаточно эффективна – нагретые вещества остывают, хотя и значительно медленнее. О требованиях к теплоизоляционным материалам мы поговорим ниже.

Эффект конвекции оказывает особое влияние в случае, когда резервуар с нагретыми продуктами расположен в «ветреных» местах. Обычная постепенная смена тёплого воздуха холодным становится интенсивной. При этом постоянно поддерживается максимальная разность температур между тёплым веществом внутри и холодным воздухом снаружи резервуара. Соответственно поддерживается и максимальная теплопередача, тёплые продукты остывают быстрее.

Независимо от предыдущих эффектов, существует поток лучевой энергии от более тёплого к более холодному телу. Это излучение нагретых веществ и стенок резервуара, направленных в окружающее холодное пространство. Величина этого потока зависит только от разности температур и площади поверхности резервуара.

Расчёт теплопотерь производится по формуле:

Теплопотери = (площадь поверхности) х (разница температур внутри и снаружи резервуара) х (теплопроводность изоляции/ толщина изоляции) х (коэффициент запаса).

Коэффициент запаса обычно принимается в пределах 1, 3 – 1,4.

При правильном выборе единиц измерения мы получаем теплопотери в ваттах. Это позволяет подобрать необходимый по мощности кабель.

При проектировании системы промышленного обогрева необходимо учитывать:

географическую зону,
технические особенности объекта обогрева – его размер и конструкцию, материал стенок резервуара,
конкретное расположение,
толщину и свойства теплозащитного слоя,
наличие источников дополнительного обогрева,
какое вещество находится в резервуаре.

Наши опытные инженеры помогут провести необходимые расчёты, после чего мы предложим Вам оптимальную систему электрообогрева.

Применение систем промышленного обогрева резервуаров

Энергосберегающие системы промышленного обогрева резервуаров позволяют:

поддерживать необходимую температуру нефтепродуктов,
поддерживать необходимую температуру компонентов химических производств, склонных к коагуляции и кристаллизации при пониженных температурах,
вести процессы в технологических циклах пищевых производств,
избегать появления конденсата на поверхности оборудования и, соответственно, не допускать быстрой коррозии его металлических частей,
исключить возможность выхода оборудования из строя при кристаллизации продуктов, находящихся в резервуарах без обогрева,
избежать остановки производства при минусовых температурах,
не заниматься пусковыми и наладочными (а в ряде случаев и ремонтными) работами после отключения оборудования на период отрицательных температур.

Конечно, это далеко не все случаи, когда необходимо применение систем промышленного обогрева резервуаров.

Требования к теплоизоляции при промышленном обогреве резервуаров

Материал, применяемый в качестве теплоизоляции, должен отвечать следующим требованиям:

низкая теплопроводность,
гибкость,
устойчивость к высоким температурам,
устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения,
водо- и паронепроницаемость,
отсутствие мелких волокон,
сохранение свойств в течение длительных сроков эксплуатации,
негорючесть.

Установка систем промышленного обогрева резервуаров

Перед установкой системы кабельного промышленного обогрева следует убедиться в целостности резервуара – отсутствии в нём повреждений и утечек. Установка кабеля должна производиться:

При температуре выше 5 град. Цельсия.
Без больших усилий и рывков. Сила натяжения не должна быть больше 25 кг.
Ни в коем случае не следует наступать на кабель.
Нужно избегать любых острых краёв или граней, способных повредить кабель.
Крепить кабель можно клейкой алюминиевой или стекловолоконной лентой, нежелательно применять пластмассовые крепления.

Устанавливать кабель следует снизу вверх – до места максимально возможного расположения продукта внутри резервуара. Сохранять температуру пустого внутреннего пространства резервуара бессмысленно.

После крепления кабеля и теплоизоляции следует установить таблички, предупреждающие о наличии на поверхности резервуара кабеля с опасным для жизни человека напряжением.

Наш Торговый Дом «Мастерская Тепла» поставляет высококачественную продукцию фирмы «R A Y C H E M» по доступным ценам. Наши опытные и доброжелательные специалисты не только оперативно ответят на любой вопрос относительно кабельных систем промышленного обогрева, но и помогут произвести расчёт, подберут для вашего резервуара кабель необходимой мощности, произведут комплектацию и в короткий срок доставят оборудование в указанное вами место.

Приглашаем к сотрудничеству компании:

производящие оборудование, которое требует обогрева,
эксплуатирующие такое оборудование,
комплектующие объекты строительства, промышленности и сельского хозяйства,
строительные фирмы, выполняющие работы с использованием кабельных систем обогрева.

Каждый, кто обратился к нам – наш самый важный и ценный партнёр. Сотрудничая с нами, вы сможете оценить не только высокое качество нашей продукции, но высокий уровень нашего обслуживания.