Файл: Наименование института.docx

Вопросы применения индукционных нагревателей в нефтяной и газовой отраслях возникают в силу того, что данное оборудование до сих пор считается инновационным, а нефтегазовый бизнес достаточно консервативен в вопросах технологического перевооружения, особенно в условиях вынужденного или добровольного импортозамещения. Далеко не всё оборудование можно равноценно заменить отечественными аналогами, которые могут уступать и в надежности, и в долговечности, и в производительности. Сегодня мы поговорим об оборудовании, которое, будучи отечественной разработкой, не только не уступает импортным аналогам, но и превосходит его по многим показателям.

Обычно индукционный нагрев ассоциируется у инженеров и энергетиков с широко распространенными индукционными нагревателями и печами, применяемыми в машиностроении и металлургии. Широкому кругу потребителей известны индукционные плиты, которые не нагреваясь сами, нагревают металлическую посуду. И в индукционных печах, и в индукционных плитах, и в индукционных водонагревателях используется один и тот же принцип – принцип косвенного нагрева металлического проводника в переменном магнитном поле (рисунок 13)

Рисунок 12 – Пример металлического проводника для косвенного нагрева в переменном магнитном поле

Система индукционного нагрева состоит из индуктора, который представляет собой обмотку из медного провода на ферро-магнитном сердечнике, и проводника – металлического тела, размещенном на определенном удалении от индуктора. Суть процесса заключается в следующем: при подключении электрического тока к первичной обмотке, вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, также способно продуцировать электрические токи. А поскольку металлический проводник, находящийся в этом поле, оказывается замкнутым на самого себя, то возникающие в нем токи служат не источником электроэнергии, а источником тепла – под их воздействием разогревается металл.

Установки индукционного нагрева, несмотря на использование одного и того же принципа работы, различаются по своему назначению. Индукторы классифицируются по частоте тока, на:

– среднечастотные (1000-20000 Гц);

– высокочастотные (20000-100000 Гц);

– сверхвысокочастотные (СВЧ) (100000-1200000 Гц);

– низкочастотные (50 Гц).

И среднечастотные, и высокочастотные, и сверхвысокочастотные установки применяются для схожих задач – плавки черных и цветных металлов, горячей штамповки, закалки металлов. Чем выше частота используемого тока, тем на меньшую глубину, но с большей интенсивностью происходит нагрев металла.

Низкочастотные нагреватели также нагревают металл, однако этот нагрев находится в диапазоне температур примерно до 500 °С, такие установки не предназначены для плавки и пайки металлов, зато они находят применение в процессах косвенного нагрева жидкого теплоносителя – воды, антифриза, термомасляных смесей. Отсюда и сфера применения таких устройств – автономные системы теплоснабжения, горячее водоснабжение и опосредованный нагрев различных сред жидким теплоносителем с рабочим диапазоном температур до 200-250 °С.

Технология индукционного нагрева нефте- и газопроводов имеет ряд преимуществ перед традиционными методами нагрева. Во-первых, он обеспечивает равномерный нагрев по всей длине трубопровода, исключая любые холодные точки, которые могут возникнуть при прямом нагреве пламенем. Во-вторых, он очень энергоэффективен, так как потребляет только энергию, необходимую для нагрева трубопровода, в отличие от прямого факельного нагрева, который крайне неэффективен и потребляет много энергии. В-третьих, индукционный нагрев отличается высокой надежностью, так как устойчив к перепадам напряжения и может работать в суровых условиях окружающей среды.

Преимущества использования индукционного масляного газового нагрева: Когда вы переходите на индукционный нагрев мазута, вы получаете множество преимуществ, которые делают процесс более быстрым, безопасным и эффективным.

Скорость – Индукционный нагрев намного быстрее, чем традиционные методы. Вы можете нагреть длинные участки трубопровода за минуты, а не за часы, чтобы выполнить работу быстро и эффективно. Это означает, что вы можете сэкономить время и деньги на работе, что делает его идеальным для проектов строительства трубопроводов.

Сохранность – поскольку индукционный нагрев мазута использует электрические токи, а не воздушно-топливное пламя, он исключает риск возгорания или взрыва, что делает его намного более безопасным. Кроме того, поскольку он не требует открытого огня, как другие методы, вам не нужно беспокоиться о токсичных газах или других опасных частицах в воздухе — все, что вам нужно, это электричество, чтобы выполнить работу правильно.

Надежность – индукционный нагрев надежен и последователен; Температуру всей секции можно точно контролировать и контролировать дистанционно с помощью эффективных систем контроля температуры.

3.3 Расчёт производительности печи подогрева

Произвести расчет мазута марки – М40 сернистый. Расход мазута G, т/ч, начальная температура мазута

, конечная температура мазута

, давление греющего пара

, температура насыщенного пара

, материал труб сталь – теплопроводность материала труб

.

Подобрать тип ТОА по ГОСТ по количеству труб и площади проходного сечения трубок, рассчитать коэффициенты теплоотдачи со стороны пара, со стороны мазута. Рассчитать площадь поверхности ТОА так, чтобы погрешность в сравнении с подобранным ТОА лежала в пределах 3-5%. Температура стенки трубы со стороны конденсирующегося пара

, температура стенки со стороны мазута

должны быть в пределах 3-5% от принятых.

Таблица 6 – Исходные данные

Марка мазута	М40
Производительность подогревателя D, т/ч	38
Температура мазута на входе в подогреватель,°С	70
Температура мазута на выходе из подогревателя, °С	110
Давление греющего пара, МПа	3,9
Температура перегретого пара	-
Теплопроводность стали, материала трубок Вт/м∙К	46,5

1) Определяем среднюю температуру мазута

(1)

где

- температура мазута на входе в подогреватель,°С;

- температура мазута на выходе из подогревателя, °С

2) Находим теплофизические характеристики мазута. Теплофизические характеристики мазута М40 сернистого рассчитываются при средней температуре его в подогревателе по следующим формулам: