призначення:
Індукційно-резистивная система обігріву (СКІН-система) призначена для захисту від замерзання, підтримки температури і розігріву протяжних трубопроводів від 3-5 км і довше, підстав резервуарів і платформ.
Нагрівальний елемент СКІН системи являє собою конструцій, що складається з наступних елементів:
- Сталевий суцільнотягненої трубки або индукционно-резистивний нагрівача (ИРН). ИРН виготовляється з особливою вуглецевої сталі із заданими феромагнітними параметрами зовнішнім діаметром від 16-60мм і товщиною стінки 2,5-4 мм. ИРН кріпиться до зовнішньої стінки обігрівається об'єкта.
- СКІН-провідника або индукционно-резистивного провідника (ІРП). ІРП складається з мідної багатодротяної жили і ізоляційної оболонки. Зовнішня ізоляційна оболонка провідника виконана з термостійкого пластикату або фторполімери. Напруга харчування СКІН провідника становить від 2 до 5кВ (50-60Гц), а максимальна робоча температура від -60С до 260С. ІРП прокладається всередині ИРН.
Нагрівальний елемент СКІН-системи здатний виділяти потужність обігріву до 100Вт / м. Конструкція СКІН-провідника умовно показана на рис.1
Принцип роботи:
Тепловиділення від нагрівального елементу СКІН-системи відбувається завдяки наявності так званого СКІН-ефекту. СКІН-нагрівач (ИРН) монтується так, щоб забезпечити надійний тепловий контакт з об'єктом обігріву. СКІН-провідник (ІРП) поміщається в феромагнітний сталевий СКІН-нагрівач. На дальньому кінці СКІН-провідник з'єднує безпосередньо з'єднується зі СКІН-нагрівачем. На обох кінцях СКІН-нагрівач заземлюється. На ближньому кінці між СКІН-провідником і СКІН-нагрівачем прикладається напруга живлення промислової частоти (50-60Гц).
Напругу живлення прикладається таким чином, що по ІРП струм тече в одному напрямку, а по ИРН повертається. При цих умовах опір ІРП практично не відрізняється від опору на постійному струмі. Інші процеси відбуваються в ИРН. Так як відносна магнітна проникність стали дорівнює 800-1000, за рахунок взаємного впливу протікають струмів відбувається витіснення струму до внутрішньої поверхні ИРН. За рахунок магнітних властивостей ИРН в ньому має місце бути добре виражений поверхневий ефект (СКІН-ефект), тобто струм протікає не по всій товщі стінки ИРН, а в тонкому поверхневому шарі товщиною близько 1 мм у внутрішній поверхні ИРН. Поверхневий ефект призводить до того, що опір ИРН на змінному струмі помітно більше, ніж на постійному. При протіканні струму відбувається виділення тепла в ІРП і в ИРН. Це тепло разом з теплом від внутрішнього провідника передається обігрівається об'єкта. При правильному конструюванні системи 60-80% тепла виділяється в ИРН і тільки 20-40% в ІРП. В результаті тепловий режим роботи ІРП, що проходить всередині ИРН, не викликає його істотного перегріву, що служить фундаментом високої надійності системи.
Важливою властивістю СКІН-системи є її електрична безпеку. Струм протікає по внутрішній поверхні ИРН, а на зовнішній її поверхні струм практично відсутній, і немає електричних потенціалів. Електрично система будується так, щоб забезпечити безперервність, як ІРП, так і ИРН, що представляє собою зворотний провідник. ИРН, як було зазначено вище, надійно заземлюється.
Кріплення нагрівального елементу до об'єкта обігріву виробляється металевими хомутами за допомогою спеціального інструменту або точковим зварюванням. Поверх нагрівального елементу монтується шар теплоізоляції з захисним покриттям.
Принцип роботи системи на прикладі обігріву ділянки трубопроводу показаний на ріс.2-4.
Переваги СКІН-систем:
- Економічність. Економія капітальних витрат на купівлю обладнання і матеріалів системи обігріву при створенні систем обігріву протяжністю 3-5 км і більше в порівнянні з витратами на впровадження саморегулюючих систем і Long Pipe систем за рахунок можливості живлення системи обігріву з одного кінця.
- Можливість обігріву протяжного трубопроводу. Висока напруга живлення (до 5кВ) в поєднанні з малим опором системи на метр довжини дозволяє живити від одного джерела плечі обігріву довжиною до 20 км.
- Електробезпека. Зовнішня поверхня обігрівається елемента заземлена і має нульовий потенціал, що гарантує електробезпека СКІН-системи.
- Хороший теплової контакт. Металевий нагрівальний елемент приварюється або кріпиться безпосередньо до трубопроводу.
- Простота монтажу. Основний тепловиділяючих елемент (ИРН) не має зовнішньої електричної ізоляції, яку можна пошкодити при монтажі.
- Надійність. Сталевий ИРН забезпечує механічну міцність і захист ІРП від пошкоджень, що особливо важливо для трубопроводів, прокладених під землею або під водою. Відповідні для застосування при високій температурі до 200 ° C матеріали для використання в процесі підтримки температури. Робочий діапазон температур СКІН-провідника від -60 ° C до + 260 ° C. Діапазон температур навколишнього середовища при експлуатації систем від -55 ° C до + 70 ° C.
- Ремонтопридатність. Наявність достатньої кількості протяжних коробок спрощує доступ до СКІН-провіднику без пошкодження теплоізоляції.
Склад системи:
СКІН-система обігріву складається з двох підсистем:
1. Підсистема електрообігріву.
2. Підсистема живлення і управління.
Підсистеми електрообігріву, харчування та управління умовно показані на рис. 5-6.
Фахівці ТОВ «Пром-А Урал» завжди готові проконсультувати Вас з питань застосування СКІН-систем електрообігріву, а також надати послуги з розрахунку, проектування та впровадження систем електрообігріву на базі обладнання представлених заводів-виготовлювачів.