Файл: Анализ системы электрообогрева технологических объектов. Задание используя информацию из научнотехнической литературы и модуль поиска интернет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 249
Скачиваний: 20
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
АНАЛИЗ
Системы электрообогрева технологических объектов.
Задание:
- используя информацию из научно-технической литературы и модуль
поиска «интернет», провести сравнительный анализ существующих систем
электрического обогрева технологических объектов, определить область
применения каждой из них, выявить достоинства и недостатки;
- привести типовой расчет системы электрообогрева нефтепровода
длиной 500 м и 5000 м, который должен включать выбор типа греющего
кабеля, системы питания и автоматики.
Анализ существующих систем
Кабель — проводник электрического тока в оболочке. Он не содержит подвижных деталей, не требует использования теплоносителей в виде жидкости или пара. Выход из строя возможен по единственной причине — при значительном механическом повреждении.
Греющий кабель приобрел широкую популярность для решения задачи обогрева помещений и элементов различных конструкций. Основные преимущества применения электрических систем заключаются в:
высокой надежности;
универсальности;
простоте монтажа.
Области применения греющего кабеля не ограничена. Жилые, общественные, промышленные здания и сооружения с одинаковой степенью эффективности могут быть оборудованы кабельными системами. Чаще всего их используют для обогрева: трубы; пол; кровли; резервуары и различные ёмкости.
Основные виды систем электрообогрева:
Резистивный кабель - обычный проводник в изоляционной оболочке. Славится простотой: невысокой стоимостью; надёжностью; неограниченным сроком службы; стабильностью характеристик.
Но у простоты также есть и обратная сторона. Резистивный кабель продаётся определённым метражом, укорачивание приведет к изменению сопротивления, снижению производительности или перегрузке системы. Для управления нагревом потребуются управляющее реле и датчик температуры.
Существует три вида резистивного кабеля:
Одножильный - укладывается в виде замкнутого круга
Двухжильный - замкнутый контур сам по себе
Зональный - между двумя жилами добавляются участки нагревающих спиралей (надёжность минимальная из списка)
Саморегулирующий кабель - отличие заключается в использовании полупроводникового материала, электропроводность которого значительно зависит от температуры, самостоятельно регулирует температуру, также может регулировать на локальных участках. Достоинства: максимальная простота использования; высокий КПД; возможность укорочения; адаптивность.
Недостатки заключаются в сроке службы полупроводниковой матрицы - 10-15 лет, в труднодоступных местах использовать не всегда целесообразно. Также следует отметить высокую стоимость, но в процессе эксплуатации окупается за счёт адаптивности, высокого КПД и снижения электропотребления.
При выборе греющего кабеля важно правильно рассчитать мощность.
Система ИРСН-15000 на основе скин-эффекта
Нагревательный элемент системы состоит из индукционно- резистивного нагревателя (ИР-нагревателя) наружным диаметром 15–60 мм и толщиной стенки не менее 3,0 мм и проложенного в ней изолированного индукционно- резистивного проводника (ИР-проводника) из меди сечением 8–40 мм². ИР-проводник в конце плеча обогрева электрически соединяется с ИР-нагревателем, а в начале плеча между ИР-нагревателем и проводником подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка обогрева.
Токи ИР-проводника и ИР-нагревателя направлены встречно, и в системе имеют место поверхностный эффект и эффект близости. В результате ток в ИР-нагревателе протекает по внутреннему слою вблизи внутренней поверхности ИР-нагревателя, а напряжение на ИР-нагревателе отсутствует.
ИР-проводник выполняется немагнитным (медь, алюминий), заметного поверхностного эффекта в нем не возникает, а переменный ток течет по всему сечению ИР-проводника.
Основным тепловыделяющим элементом ИРСН является ИР-нагреватель, на него приходится до 80% мощности системы.
Достоинства:
Обогрев трубопроводов неограниченной длины
Не требуется сопроводительная сеть
Высокие рабочие температуры
Электробезопасность
Высокая механическая прочность системы обогрева
Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Трубопровод 500м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 159мм на открытом воздухе
Теплоизоляция - минеральная вата 50мм
Температура поддержания: +20°С
Мин. температура окружающего воздуха: -40°С
Расчёт теплопотерь трубопровода:
Разница между температурой трубопровода и окружающего воздуха: ΔТ=20-(-40)=60°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 37.63 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
37.63×1×1×1×1,1=41.3 Вт/м.
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель 45ВТС.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель ВТС может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTC не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
Максимальная рабочая температура 120 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно) 200 °С
Диапазон температур окружающей среды -60…+55°С
Минимальная температура монтажа -60 °С Электропитание (
110–120 В по заказу)
220–240 В
Линейная мощность 60Вт/м
Ех-маркировка 1Ех е IIС Т3...Т6 Gb X
Температурный класс Т4
Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 IP67
Максимальное сопротивление защитной оплетки не более 10 Oм/км
Подбор мощности нагревательного кабеля:
С учётом информации, взятой из сети “интернет”, нефть протекает по нефтепроводу с температурой в среднем +40°С
Для расчета мощности кабеля для обогрева труб сначала высчитывают тепловые потери по формуле
Qобщ = Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
Qобщ = 37.63×1×1×1×1,1=41.4 Вт/м.
Получаем теплопотери: 41.4 Вт/м
А окончательный расчет мощности кабеля высчитывается как:
P = Q/L
То есть
Р = 41.4/500 = 0.08 Вт/м
41.4 + 0.08 = 41.48 Вт/м
Исходя из этого нам подойдет греющий кабель с напряжением 60 Вт/м
Расчет длины нагревательного кабеля:
L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.
1.1*500*41.48/60 = 380.2м.
Для обогрева трубопровода длиной 500м. с учётом запаса нагревательного кабеля для компенсации теплопотерь элементов арматуры, фланцевых соединений, опор трубопровода и т.п. потребуется 380.3 м. греющего кабеля с напряжением 60 Вт/м
Расчет времени остывания трубопровода:
Исходя из представленной таблицы можно понять, что при диаметре трубы 159мм(внутри) и 177мм(снаружи), толщиной изоляции 50мм и ее плотностью 90кг/м^3 можно увидеть, что время остывания меньше 6.1ч.
Для электрообогрева системы нефтепровода потребуется:
Саморегулирующийся нагревательный кабель Raychem T2 Red.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель Raychem T2 Red может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. Raychem T2 Red не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
- Номинальное напряжение: 230 В
- Мощность на 10 метров: 385 Вт
- Диапазон рабочих температур: от -60 °C до +150 °C
- Максимальная температура эксплуатации: +149 °C
- Минимальный радиус изгиба: 40 мм
- Диаметр кабеля: 8,5 мм
- Максимальная мощность на 1 метр кабеля: 30 Вт
- Защитный экран: медный плетеный экран
- Сертификаты качества: VDE, CSA, NF, SEMKO, KEMA
- Способ монтажа: саморегулирующийся, трасса может быть разрезана на отрезки любой длины до 120 метров
- Гарантия производителя: 10 лет
Соединительная коробка РТВ 401
Коробка РТВ 401 предназначена для подключения к силовой сети саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей*, а также для разветвления саморегулирующихся нагревательных кабелей. Коробка комплектуется устройством ввода под теплоизоляцию и крепится непосредственно на поверхность трубопровода, резервуара. Коробка позволяет выполнить подключение до трех ниток саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей к силовому кабелю и подключение до трех ниток для разветвления.
Конструкция корпуса обеспечивает защиту от проникновения влаги и пыли IP66 и высокую коррозионную стойкость. Кабельный ввод коробки предназначен для подключения небронированных силовых кабелей диаметром от 7 до 18 мм или бронированных силовых кабелей диаметром от 12 до 20 мм. Применяемые клеммные наборы позволяют обеспечить подключение многожильных или одножильных проводов сечением от 1,5 до 10 мм². Для заказов доступны исполнения коробок с винтовыми или пружинными клеммными зажимами
Взято из инструкции к кабелю:
С учётом включения нагревателя при температуре -30°С и токе 20А(надо учитывать ампераж, т.к. в инструкции к греющему кабелю сказано, что в момент включения происходит скачок тока) максимальная длина нагревательной секции получается 62м.
Исходя из этого 506/62 = 8.1(9)
То есть потребуется 9 шт. соединительных коробок
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400 предназначен для использования в системах безопасности и пожарной защите, где требуется сохранение работоспособности кабеля при пожаре. Он имеет высокую прочность и устойчивость к термическому воздействию, что позволяет ему выдерживать высокую температуру и сохранять свои свойства при пожаре.
Преимущества кабеля PRYSMIAN FP 400:
- Высокая прочность и устойчивость к пожару
- Хорошая гибкость и простота монтажа
- Устойчивость к воздействию внешних факторов, включая влагу и химические вещества
- Высокое качество и надежность работы
- Соответствие международным стандартам и сертификации.
Регулятор температуры электронный Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r
Регулятор температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r предназначен для автоматического контроля и регулирования температуры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях и сооружениях.
Характеристики и преимущества регулятора температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r:
- Широкий диапазон регулируемых температур (от -5 до +40 °C)
- Возможность настройки различных режимов работы и программирования таймера для удобного управления системой
- Точное измерение температуры и стабильная работа при использовании с разными типами систем отопления и кондиционирования
- Надежная защита от перегрева и короткого замыкания, что обеспечивает безопасную и долговечную эксплуатацию
- Совместимость с другими компонентами Schneider Electric и других производителей, что обеспечивает большую гибкость в выборе оборудования, а также удобство монтажа и интеграции.
- Простота управления и настройки, интуитивно понятный интерфейс и возможность удаленного управления, что позволяет быстро и эффективно настроить и контролировать систему.
термометр сопротивления наружного воздуха (Testo 622)
Термометр сопротивления наружного воздуха Testo 622 предназначен для измерения температуры окружающей среды и используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления наружного воздуха Testo 622:
- Измерение температуры в диапазоне от -20 до +50 градусов Цельсия
- Высокая точность измерений и быстрая реакция на изменение температуры окружающей среды
- Цифровой дисплей для отображения текущей температуры и других параметров
- Интегрированный датчик влажности и давления для дополнительных измерений и контроля параметров окружающей среды
- Легкий и компактный дизайн с удобным креплением для быстрого монтажа и установки на нужную высоту
- Простота использования и настройки, автоматическое выключение и другие функции для удобства работы с термометром.
Помимо этого, термометр Testo 622 имеет возможность записи и хранения данных, что позволяет анализировать изменения параметров в течение времени и получать подробную информацию о состоянии окружающей среды.
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 используется для измерения температуры в различных технических процессах и системах, таких как системы контроля температуры, системы автоматического контроля процессов и в промышленном производстве.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01:
- Измерение температуры в диапазоне от -50 до +150 градусов Цельсия.
- Высокая точность измерения, обеспечиваемая стабильной работой в широком диапазоне температур.
- Высокая надежность работы и долговечность, обеспечиваемые использованием качественных материалов и технологий изготовления.
- Удобство монтажа, которое достигается благодаря компактным размерам прибора и возможности крепления его к объекту измерения.
- Хорошая защита от влаги, пыли и других внешних воздействий, обеспечиваемая прочным и надежным корпусом прибора.
- Простота в эксплуатации, достигаемая легким использованием и настройкой термометра сопротивления.
Также, термометр WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 снабжен стандартным выходом 4-20 мА (часто называемый сигнальным выходом), что позволяет использовать его в автоматизированных системах управления и контроля температурных параметров.
Трубопровод 5000м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 273
Теплоизоляция: минеральная вата 60 мм
Температура поддержания: +30°С
Мин. Температура окружающего воздуха: -25°С
Расчёт потерь трубопровода:
Разница между температурой нефтепровода и окружающего воздуха: ΔТ=30-(-25)=65°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 42.13 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
42.13×1×1×1×1,1= 46.3 Вт/м
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель ВTХ
BTX — это саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного класса, который можно использовать для поддержания температуры или защиты от замерзания трубопроводов и сосудов. Его можно использовать во взрывоопасных и невзрывоопасных зонах.
Выходная мощность регулируется автоматически в зависимости от температуры окружающей среды.
Благодаря своим саморегулирующимся характеристикам он не будет перегреваться даже при наложении кабеля внахлест. Это гарантирует максимальную безопасность и надежность.
Установка нагревательного кабеля BTX выполняется быстро и просто и не требует специальных навыков или инструментов. Благодаря параллельной конструкции нагревательный кабель может быть установлен на месте до точной длины без каких-либо сложных расчетов.
Кабель ВТХ может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
ВTХ одобрен для использования в безопасных и взрывоопасных зонах согласно российским и международным стандартам ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012,ГОСТ IEC 60079-30-1-2011.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTХ не будет перегреваться или перегорать, даже когда его отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Установка нагревательного кабеля BTХ проста, занимает мало времени и не требует никаких специальных навыков или инструментов. Все компоненты для заделки концов, соединения и подключения питания имеются в удобных наборах.
Высокое тепловыделение – до 95 Вт/м
Полный набор средств управления и вспомогательных принадлежностей Рабочее напряжение
220–240 В (по заказу
110–120 В)
Подбор мощности нагревательного кабеля:
В трубопроводе протекает нефть с температурой +40°С
Для расчета мощности кабеля для обогрева труб сначала высчитывают тепловые потери по формуле:
Qобщ = Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
Qобщ = 48.3×1×1×1×1,1=53.13 Вт/м.
Получаем теплопотери: 53.13 Вт/м
А окончательный расчет мощности кабеля высчитывается как:
P = Q/L
То есть
Р = 53.13/5000 = 0.01 Вт/м
53.13 + 0.01 = 53.14 Вт/м
Исходя из этого нам подойдет греющий кабель с напряжением 60 Вт/м
Расчет длины нагревательного кабеля:
L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.
1.1*5000*53.14/60 = 4871м.
Для обогрева трубопровода длиной 5000м. с учётом запаса нагревательного кабеля для компенсации теплопотерь элементов арматуры, фланцевых соединений, опор трубопровода и т.п. потребуется 4871м. греющего кабеля с напряжением 60 Вт/м
Расчет времени остывания трубопровода:
Исходя из представленной таблицы можно понять, что при диаметре трубы 250(внутри)мм и 273(снаружи)мм, толщиной изоляции 60мм и ее плотностью 100кг/м^3 можно увидеть, что время остывания около 15 часов.
Для электрообогрева системы нефтепровода потребуется:
Саморегулирующийся нагревательный кабель ВTХ
Tехнические характеристики
Максимальная рабочая температура: 200 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно): 250 °С
Диапазон температур окружающей среды: -60…+55 °С
Минимальная температура монтажа: -60 °С
Электропитание: (
110–120 В по заказу)
220–240 В
АНАЛИЗ
Системы электрообогрева технологических объектов.
Задание:
- используя информацию из научно-технической литературы и модуль
поиска «интернет», провести сравнительный анализ существующих систем
электрического обогрева технологических объектов, определить область
применения каждой из них, выявить достоинства и недостатки;
- привести типовой расчет системы электрообогрева нефтепровода
длиной 500 м и 5000 м, который должен включать выбор типа греющего
кабеля, системы питания и автоматики.
Анализ существующих систем
Кабель — проводник электрического тока в оболочке. Он не содержит подвижных деталей, не требует использования теплоносителей в виде жидкости или пара. Выход из строя возможен по единственной причине — при значительном механическом повреждении.
Греющий кабель приобрел широкую популярность для решения задачи обогрева помещений и элементов различных конструкций. Основные преимущества применения электрических систем заключаются в:
высокой надежности;
универсальности;
простоте монтажа.
Области применения греющего кабеля не ограничена. Жилые, общественные, промышленные здания и сооружения с одинаковой степенью эффективности могут быть оборудованы кабельными системами. Чаще всего их используют для обогрева: трубы; пол; кровли; резервуары и различные ёмкости.
Основные виды систем электрообогрева:
Резистивный кабель - обычный проводник в изоляционной оболочке. Славится простотой: невысокой стоимостью; надёжностью; неограниченным сроком службы; стабильностью характеристик.
Но у простоты также есть и обратная сторона. Резистивный кабель продаётся определённым метражом, укорачивание приведет к изменению сопротивления, снижению производительности или перегрузке системы. Для управления нагревом потребуются управляющее реле и датчик температуры.
Существует три вида резистивного кабеля:
Одножильный - укладывается в виде замкнутого круга
Двухжильный - замкнутый контур сам по себе
Зональный - между двумя жилами добавляются участки нагревающих спиралей (надёжность минимальная из списка)
Саморегулирующий кабель - отличие заключается в использовании полупроводникового материала, электропроводность которого значительно зависит от температуры, самостоятельно регулирует температуру, также может регулировать на локальных участках. Достоинства: максимальная простота использования; высокий КПД; возможность укорочения; адаптивность.
Недостатки заключаются в сроке службы полупроводниковой матрицы - 10-15 лет, в труднодоступных местах использовать не всегда целесообразно. Также следует отметить высокую стоимость, но в процессе эксплуатации окупается за счёт адаптивности, высокого КПД и снижения электропотребления.
При выборе греющего кабеля важно правильно рассчитать мощность.
Система ИРСН-15000 на основе скин-эффекта
Нагревательный элемент системы состоит из индукционно- резистивного нагревателя (ИР-нагревателя) наружным диаметром 15–60 мм и толщиной стенки не менее 3,0 мм и проложенного в ней изолированного индукционно- резистивного проводника (ИР-проводника) из меди сечением 8–40 мм². ИР-проводник в конце плеча обогрева электрически соединяется с ИР-нагревателем, а в начале плеча между ИР-нагревателем и проводником подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка обогрева.
Токи ИР-проводника и ИР-нагревателя направлены встречно, и в системе имеют место поверхностный эффект и эффект близости. В результате ток в ИР-нагревателе протекает по внутреннему слою вблизи внутренней поверхности ИР-нагревателя, а напряжение на ИР-нагревателе отсутствует.
ИР-проводник выполняется немагнитным (медь, алюминий), заметного поверхностного эффекта в нем не возникает, а переменный ток течет по всему сечению ИР-проводника.
Основным тепловыделяющим элементом ИРСН является ИР-нагреватель, на него приходится до 80% мощности системы.
Достоинства:
Обогрев трубопроводов неограниченной длины
Не требуется сопроводительная сеть
Высокие рабочие температуры
Электробезопасность
Высокая механическая прочность системы обогрева
Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Трубопровод 500м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 159мм на открытом воздухе
Теплоизоляция - минеральная вата 50мм
Температура поддержания: +20°С
Мин. температура окружающего воздуха: -40°С
Расчёт теплопотерь трубопровода:
Разница между температурой трубопровода и окружающего воздуха: ΔТ=20-(-40)=60°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 37.63 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
37.63×1×1×1×1,1=41.3 Вт/м.
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель 45ВТС.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель ВТС может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTC не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
Максимальная рабочая температура 120 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно) 200 °С
Диапазон температур окружающей среды -60…+55°С
Минимальная температура монтажа -60 °С Электропитание (
110–120 В по заказу)
220–240 В
Линейная мощность 60Вт/м
Ех-маркировка 1Ех е IIС Т3...Т6 Gb X
Температурный класс Т4
Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 IP67
Максимальное сопротивление защитной оплетки не более 10 Oм/км
Подбор мощности нагревательного кабеля:
С учётом информации, взятой из сети “интернет”, нефть протекает по нефтепроводу с температурой в среднем +40°С
Для расчета мощности кабеля для обогрева труб сначала высчитывают тепловые потери по формуле
Qобщ = Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
Qобщ = 37.63×1×1×1×1,1=41.4 Вт/м.
Получаем теплопотери: 41.4 Вт/м
А окончательный расчет мощности кабеля высчитывается как:
P = Q/L
То есть
Р = 41.4/500 = 0.08 Вт/м
41.4 + 0.08 = 41.48 Вт/м
Исходя из этого нам подойдет греющий кабель с напряжением 60 Вт/м
Расчет длины нагревательного кабеля:
L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.
1.1*500*41.48/60 = 380.2м.
Для обогрева трубопровода длиной 500м. с учётом запаса нагревательного кабеля для компенсации теплопотерь элементов арматуры, фланцевых соединений, опор трубопровода и т.п. потребуется 380.3 м. греющего кабеля с напряжением 60 Вт/м
Расчет времени остывания трубопровода:
Исходя из представленной таблицы можно понять, что при диаметре трубы 159мм(внутри) и 177мм(снаружи), толщиной изоляции 50мм и ее плотностью 90кг/м^3 можно увидеть, что время остывания меньше 6.1ч.
Для электрообогрева системы нефтепровода потребуется:
Саморегулирующийся нагревательный кабель Raychem T2 Red.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель Raychem T2 Red может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. Raychem T2 Red не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
- Номинальное напряжение: 230 В
- Мощность на 10 метров: 385 Вт
- Диапазон рабочих температур: от -60 °C до +150 °C
- Максимальная температура эксплуатации: +149 °C
- Минимальный радиус изгиба: 40 мм
- Диаметр кабеля: 8,5 мм
- Максимальная мощность на 1 метр кабеля: 30 Вт
- Защитный экран: медный плетеный экран
- Сертификаты качества: VDE, CSA, NF, SEMKO, KEMA
- Способ монтажа: саморегулирующийся, трасса может быть разрезана на отрезки любой длины до 120 метров
- Гарантия производителя: 10 лет
Соединительная коробка РТВ 401
Коробка РТВ 401 предназначена для подключения к силовой сети саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей*, а также для разветвления саморегулирующихся нагревательных кабелей. Коробка комплектуется устройством ввода под теплоизоляцию и крепится непосредственно на поверхность трубопровода, резервуара. Коробка позволяет выполнить подключение до трех ниток саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей к силовому кабелю и подключение до трех ниток для разветвления.
Конструкция корпуса обеспечивает защиту от проникновения влаги и пыли IP66 и высокую коррозионную стойкость. Кабельный ввод коробки предназначен для подключения небронированных силовых кабелей диаметром от 7 до 18 мм или бронированных силовых кабелей диаметром от 12 до 20 мм. Применяемые клеммные наборы позволяют обеспечить подключение многожильных или одножильных проводов сечением от 1,5 до 10 мм². Для заказов доступны исполнения коробок с винтовыми или пружинными клеммными зажимами
Взято из инструкции к кабелю:
С учётом включения нагревателя при температуре -30°С и токе 20А(надо учитывать ампераж, т.к. в инструкции к греющему кабелю сказано, что в момент включения происходит скачок тока) максимальная длина нагревательной секции получается 62м.
Исходя из этого 506/62 = 8.1(9)
То есть потребуется 9 шт. соединительных коробок
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400 предназначен для использования в системах безопасности и пожарной защите, где требуется сохранение работоспособности кабеля при пожаре. Он имеет высокую прочность и устойчивость к термическому воздействию, что позволяет ему выдерживать высокую температуру и сохранять свои свойства при пожаре.
Преимущества кабеля PRYSMIAN FP 400:
- Высокая прочность и устойчивость к пожару
- Хорошая гибкость и простота монтажа
- Устойчивость к воздействию внешних факторов, включая влагу и химические вещества
- Высокое качество и надежность работы
- Соответствие международным стандартам и сертификации.
Регулятор температуры электронный Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r
Регулятор температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r предназначен для автоматического контроля и регулирования температуры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях и сооружениях.
Характеристики и преимущества регулятора температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r:
- Широкий диапазон регулируемых температур (от -5 до +40 °C)
- Возможность настройки различных режимов работы и программирования таймера для удобного управления системой
- Точное измерение температуры и стабильная работа при использовании с разными типами систем отопления и кондиционирования
- Надежная защита от перегрева и короткого замыкания, что обеспечивает безопасную и долговечную эксплуатацию
- Совместимость с другими компонентами Schneider Electric и других производителей, что обеспечивает большую гибкость в выборе оборудования, а также удобство монтажа и интеграции.
- Простота управления и настройки, интуитивно понятный интерфейс и возможность удаленного управления, что позволяет быстро и эффективно настроить и контролировать систему.
термометр сопротивления наружного воздуха (Testo 622)
Термометр сопротивления наружного воздуха Testo 622 предназначен для измерения температуры окружающей среды и используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления наружного воздуха Testo 622:
- Измерение температуры в диапазоне от -20 до +50 градусов Цельсия
- Высокая точность измерений и быстрая реакция на изменение температуры окружающей среды
- Цифровой дисплей для отображения текущей температуры и других параметров
- Интегрированный датчик влажности и давления для дополнительных измерений и контроля параметров окружающей среды
- Легкий и компактный дизайн с удобным креплением для быстрого монтажа и установки на нужную высоту
- Простота использования и настройки, автоматическое выключение и другие функции для удобства работы с термометром.
Помимо этого, термометр Testo 622 имеет возможность записи и хранения данных, что позволяет анализировать изменения параметров в течение времени и получать подробную информацию о состоянии окружающей среды.
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 используется для измерения температуры в различных технических процессах и системах, таких как системы контроля температуры, системы автоматического контроля процессов и в промышленном производстве.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01:
- Измерение температуры в диапазоне от -50 до +150 градусов Цельсия.
- Высокая точность измерения, обеспечиваемая стабильной работой в широком диапазоне температур.
- Высокая надежность работы и долговечность, обеспечиваемые использованием качественных материалов и технологий изготовления.
- Удобство монтажа, которое достигается благодаря компактным размерам прибора и возможности крепления его к объекту измерения.
- Хорошая защита от влаги, пыли и других внешних воздействий, обеспечиваемая прочным и надежным корпусом прибора.
- Простота в эксплуатации, достигаемая легким использованием и настройкой термометра сопротивления.
Также, термометр WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 снабжен стандартным выходом 4-20 мА (часто называемый сигнальным выходом), что позволяет использовать его в автоматизированных системах управления и контроля температурных параметров.
Трубопровод 5000м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 273
Теплоизоляция: минеральная вата 60 мм
Температура поддержания: +30°С
Мин. Температура окружающего воздуха: -25°С
Расчёт потерь трубопровода:
Разница между температурой нефтепровода и окружающего воздуха: ΔТ=30-(-25)=65°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 42.13 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
42.13×1×1×1×1,1= 46.3 Вт/м
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель ВTХ
BTX — это саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного класса, который можно использовать для поддержания температуры или защиты от замерзания трубопроводов и сосудов. Его можно использовать во взрывоопасных и невзрывоопасных зонах.
Выходная мощность регулируется автоматически в зависимости от температуры окружающей среды.
Благодаря своим саморегулирующимся характеристикам он не будет перегреваться даже при наложении кабеля внахлест. Это гарантирует максимальную безопасность и надежность.
Установка нагревательного кабеля BTX выполняется быстро и просто и не требует специальных навыков или инструментов. Благодаря параллельной конструкции нагревательный кабель может быть установлен на месте до точной длины без каких-либо сложных расчетов.
Кабель ВТХ может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
ВTХ одобрен для использования в безопасных и взрывоопасных зонах согласно российским и международным стандартам ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012,ГОСТ IEC 60079-30-1-2011.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTХ не будет перегреваться или перегорать, даже когда его отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Установка нагревательного кабеля BTХ проста, занимает мало времени и не требует никаких специальных навыков или инструментов. Все компоненты для заделки концов, соединения и подключения питания имеются в удобных наборах.
Высокое тепловыделение – до 95 Вт/м
Полный набор средств управления и вспомогательных принадлежностей Рабочее напряжение
220–240 В (по заказу
110–120 В)
АНАЛИЗ
Системы электрообогрева технологических объектов.
Задание:
- используя информацию из научно-технической литературы и модуль
поиска «интернет», провести сравнительный анализ существующих систем
электрического обогрева технологических объектов, определить область
применения каждой из них, выявить достоинства и недостатки;
- привести типовой расчет системы электрообогрева нефтепровода
длиной 500 м и 5000 м, который должен включать выбор типа греющего
кабеля, системы питания и автоматики.
Анализ существующих систем
Кабель — проводник электрического тока в оболочке. Он не содержит подвижных деталей, не требует использования теплоносителей в виде жидкости или пара. Выход из строя возможен по единственной причине — при значительном механическом повреждении.
Греющий кабель приобрел широкую популярность для решения задачи обогрева помещений и элементов различных конструкций. Основные преимущества применения электрических систем заключаются в:
высокой надежности;
универсальности;
простоте монтажа.
Области применения греющего кабеля не ограничена. Жилые, общественные, промышленные здания и сооружения с одинаковой степенью эффективности могут быть оборудованы кабельными системами. Чаще всего их используют для обогрева: трубы; пол; кровли; резервуары и различные ёмкости.
Основные виды систем электрообогрева:
Резистивный кабель - обычный проводник в изоляционной оболочке. Славится простотой: невысокой стоимостью; надёжностью; неограниченным сроком службы; стабильностью характеристик.
Но у простоты также есть и обратная сторона. Резистивный кабель продаётся определённым метражом, укорачивание приведет к изменению сопротивления, снижению производительности или перегрузке системы. Для управления нагревом потребуются управляющее реле и датчик температуры.
Существует три вида резистивного кабеля:
Одножильный - укладывается в виде замкнутого круга
Двухжильный - замкнутый контур сам по себе
Зональный - между двумя жилами добавляются участки нагревающих спиралей (надёжность минимальная из списка)
Саморегулирующий кабель - отличие заключается в использовании полупроводникового материала, электропроводность которого значительно зависит от температуры, самостоятельно регулирует температуру, также может регулировать на локальных участках. Достоинства: максимальная простота использования; высокий КПД; возможность укорочения; адаптивность.
Недостатки заключаются в сроке службы полупроводниковой матрицы - 10-15 лет, в труднодоступных местах использовать не всегда целесообразно. Также следует отметить высокую стоимость, но в процессе эксплуатации окупается за счёт адаптивности, высокого КПД и снижения электропотребления.
При выборе греющего кабеля важно правильно рассчитать мощность.
Система ИРСН-15000 на основе скин-эффекта
Нагревательный элемент системы состоит из индукционно- резистивного нагревателя (ИР-нагревателя) наружным диаметром 15–60 мм и толщиной стенки не менее 3,0 мм и проложенного в ней изолированного индукционно- резистивного проводника (ИР-проводника) из меди сечением 8–40 мм². ИР-проводник в конце плеча обогрева электрически соединяется с ИР-нагревателем, а в начале плеча между ИР-нагревателем и проводником подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка обогрева.
Токи ИР-проводника и ИР-нагревателя направлены встречно, и в системе имеют место поверхностный эффект и эффект близости. В результате ток в ИР-нагревателе протекает по внутреннему слою вблизи внутренней поверхности ИР-нагревателя, а напряжение на ИР-нагревателе отсутствует.
ИР-проводник выполняется немагнитным (медь, алюминий), заметного поверхностного эффекта в нем не возникает, а переменный ток течет по всему сечению ИР-проводника.
Основным тепловыделяющим элементом ИРСН является ИР-нагреватель, на него приходится до 80% мощности системы.
Достоинства:
Обогрев трубопроводов неограниченной длины
Не требуется сопроводительная сеть
Высокие рабочие температуры
Электробезопасность
Высокая механическая прочность системы обогрева
Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Трубопровод 500м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 159мм на открытом воздухе
Теплоизоляция - минеральная вата 50мм
Температура поддержания: +20°С
Мин. температура окружающего воздуха: -40°С
Расчёт теплопотерь трубопровода:
Разница между температурой трубопровода и окружающего воздуха: ΔТ=20-(-40)=60°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 37.63 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
37.63×1×1×1×1,1=41.3 Вт/м.
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель 45ВТС.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель ВТС может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTC не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
Максимальная рабочая температура 120 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно) 200 °С
Диапазон температур окружающей среды -60…+55°С
Минимальная температура монтажа -60 °С Электропитание (
110–120 В по заказу)
220–240 В АНАЛИЗ
Системы электрообогрева технологических объектов.
Задание:
- используя информацию из научно-технической литературы и модуль
поиска «интернет», провести сравнительный анализ существующих систем
электрического обогрева технологических объектов, определить область
применения каждой из них, выявить достоинства и недостатки;
- привести типовой расчет системы электрообогрева нефтепровода
длиной 500 м и 5000 м, который должен включать выбор типа греющего
кабеля, системы питания и автоматики.
Анализ существующих систем
Кабель — проводник электрического тока в оболочке. Он не содержит подвижных деталей, не требует использования теплоносителей в виде жидкости или пара. Выход из строя возможен по единственной причине — при значительном механическом повреждении.
Греющий кабель приобрел широкую популярность для решения задачи обогрева помещений и элементов различных конструкций. Основные преимущества применения электрических систем заключаются в:
высокой надежности;
универсальности;
простоте монтажа.
Области применения греющего кабеля не ограничена. Жилые, общественные, промышленные здания и сооружения с одинаковой степенью эффективности могут быть оборудованы кабельными системами. Чаще всего их используют для обогрева: трубы; пол; кровли; резервуары и различные ёмкости.
Основные виды систем электрообогрева:
Резистивный кабель - обычный проводник в изоляционной оболочке. Славится простотой: невысокой стоимостью; надёжностью; неограниченным сроком службы; стабильностью характеристик.
Но у простоты также есть и обратная сторона. Резистивный кабель продаётся определённым метражом, укорачивание приведет к изменению сопротивления, снижению производительности или перегрузке системы. Для управления нагревом потребуются управляющее реле и датчик температуры.
Существует три вида резистивного кабеля:
Одножильный - укладывается в виде замкнутого круга
Двухжильный - замкнутый контур сам по себе
Зональный - между двумя жилами добавляются участки нагревающих спиралей (надёжность минимальная из списка)
Саморегулирующий кабель - отличие заключается в использовании полупроводникового материала, электропроводность которого значительно зависит от температуры, самостоятельно регулирует температуру, также может регулировать на локальных участках. Достоинства: максимальная простота использования; высокий КПД; возможность укорочения; адаптивность.
Недостатки заключаются в сроке службы полупроводниковой матрицы - 10-15 лет, в труднодоступных местах использовать не всегда целесообразно. Также следует отметить высокую стоимость, но в процессе эксплуатации окупается за счёт адаптивности, высокого КПД и снижения электропотребления.
При выборе греющего кабеля важно правильно рассчитать мощность.
Система ИРСН-15000 на основе скин-эффекта
Нагревательный элемент системы состоит из индукционно- резистивного нагревателя (ИР-нагревателя) наружным диаметром 15–60 мм и толщиной стенки не менее 3,0 мм и проложенного в ней изолированного индукционно- резистивного проводника (ИР-проводника) из меди сечением 8–40 мм². ИР-проводник в конце плеча обогрева электрически соединяется с ИР-нагревателем, а в начале плеча между ИР-нагревателем и проводником подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка обогрева.
Токи ИР-проводника и ИР-нагревателя направлены встречно, и в системе имеют место поверхностный эффект и эффект близости. В результате ток в ИР-нагревателе протекает по внутреннему слою вблизи внутренней поверхности ИР-нагревателя, а напряжение на ИР-нагревателе отсутствует.
ИР-проводник выполняется немагнитным (медь, алюминий), заметного поверхностного эффекта в нем не возникает, а переменный ток течет по всему сечению ИР-проводника.
Основным тепловыделяющим элементом ИРСН является ИР-нагреватель, на него приходится до 80% мощности системы.
Достоинства:
Обогрев трубопроводов неограниченной длины
Не требуется сопроводительная сеть
Высокие рабочие температуры
Электробезопасность
Высокая механическая прочность системы обогрева
Эксплуатация во взрывоопасных зонах
Трубопровод 500м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 159мм на открытом воздухе
Теплоизоляция - минеральная вата 50мм
Температура поддержания: +20°С
Мин. температура окружающего воздуха: -40°С
Расчёт теплопотерь трубопровода:
Разница между температурой трубопровода и окружающего воздуха: ΔТ=20-(-40)=60°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 37.63 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
37.63×1×1×1×1,1=41.3 Вт/м.
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель 45ВТС.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель ВТС может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTC не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
Максимальная рабочая температура 120 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно) 200 °С
Диапазон температур окружающей среды -60…+55°С
Минимальная температура монтажа -60 °С Электропитание (
Линейная мощность 60Вт/м
Ех-маркировка 1Ех е IIС Т3...Т6 Gb X
Температурный класс Т4
Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 IP67
Максимальное сопротивление защитной оплетки не более 10 Oм/км
Подбор мощности нагревательного кабеля:
С учётом информации, взятой из сети “интернет”, нефть протекает по нефтепроводу с температурой в среднем +40°С
Для расчета мощности кабеля для обогрева труб сначала высчитывают тепловые потери по формуле
Qобщ = Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
Qобщ = 37.63×1×1×1×1,1=41.4 Вт/м.
Получаем теплопотери: 41.4 Вт/м
А окончательный расчет мощности кабеля высчитывается как:
P = Q/L
То есть
Р = 41.4/500 = 0.08 Вт/м
41.4 + 0.08 = 41.48 Вт/м
Исходя из этого нам подойдет греющий кабель с напряжением 60 Вт/м
Расчет длины нагревательного кабеля:
L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.
1.1*500*41.48/60 = 380.2м.
Для обогрева трубопровода длиной 500м. с учётом запаса нагревательного кабеля для компенсации теплопотерь элементов арматуры, фланцевых соединений, опор трубопровода и т.п. потребуется 380.3 м. греющего кабеля с напряжением 60 Вт/м
Расчет времени остывания трубопровода:
Исходя из представленной таблицы можно понять, что при диаметре трубы 159мм(внутри) и 177мм(снаружи), толщиной изоляции 50мм и ее плотностью 90кг/м^3 можно увидеть, что время остывания меньше 6.1ч.
Для электрообогрева системы нефтепровода потребуется:
Саморегулирующийся нагревательный кабель Raychem T2 Red.
Саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного качества предназначен для защиты от замерзания трубопроводов большего диаметра, подвергаемых пропарке, и поддержания заданных температур промышленных трубопроводов и резервуаров до 120 °С, а также в системах с высокой температурой воздействия на нагревательный кабель, в том числе во взрывоопасных зонах.
Кабель Raychem T2 Red может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. Raychem T2 Red не будет перегреваться или перегорать, даже когда ее отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Tехнические характеристики:
- Номинальное напряжение: 230 В
- Мощность на 10 метров: 385 Вт
- Диапазон рабочих температур: от -60 °C до +150 °C
- Максимальная температура эксплуатации: +149 °C
- Минимальный радиус изгиба: 40 мм
- Диаметр кабеля: 8,5 мм
- Максимальная мощность на 1 метр кабеля: 30 Вт
- Защитный экран: медный плетеный экран
- Сертификаты качества: VDE, CSA, NF, SEMKO, KEMA
- Способ монтажа: саморегулирующийся, трасса может быть разрезана на отрезки любой длины до 120 метров
- Гарантия производителя: 10 лет
Соединительная коробка РТВ 401
Коробка РТВ 401 предназначена для подключения к силовой сети саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей*, а также для разветвления саморегулирующихся нагревательных кабелей. Коробка комплектуется устройством ввода под теплоизоляцию и крепится непосредственно на поверхность трубопровода, резервуара. Коробка позволяет выполнить подключение до трех ниток саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей к силовому кабелю и подключение до трех ниток для разветвления.
Конструкция корпуса обеспечивает защиту от проникновения влаги и пыли IP66 и высокую коррозионную стойкость. Кабельный ввод коробки предназначен для подключения небронированных силовых кабелей диаметром от 7 до 18 мм или бронированных силовых кабелей диаметром от 12 до 20 мм. Применяемые клеммные наборы позволяют обеспечить подключение многожильных или одножильных проводов сечением от 1,5 до 10 мм². Для заказов доступны исполнения коробок с винтовыми или пружинными клеммными зажимами
Взято из инструкции к кабелю:
С учётом включения нагревателя при температуре -30°С и токе 20А(надо учитывать ампераж, т.к. в инструкции к греющему кабелю сказано, что в момент включения происходит скачок тока) максимальная длина нагревательной секции получается 62м.
Исходя из этого 506/62 = 8.1(9)
То есть потребуется 9 шт. соединительных коробок
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400
Силовой кабель PRYSMIAN FP 400 предназначен для использования в системах безопасности и пожарной защите, где требуется сохранение работоспособности кабеля при пожаре. Он имеет высокую прочность и устойчивость к термическому воздействию, что позволяет ему выдерживать высокую температуру и сохранять свои свойства при пожаре.
Преимущества кабеля PRYSMIAN FP 400:
- Высокая прочность и устойчивость к пожару
- Хорошая гибкость и простота монтажа
- Устойчивость к воздействию внешних факторов, включая влагу и химические вещества
- Высокое качество и надежность работы
- Соответствие международным стандартам и сертификации.
Регулятор температуры электронный Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r
Регулятор температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r предназначен для автоматического контроля и регулирования температуры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях и сооружениях.
Характеристики и преимущества регулятора температуры Schneider Electric EBERLE INSTAT 868-r:
- Широкий диапазон регулируемых температур (от -5 до +40 °C)
- Возможность настройки различных режимов работы и программирования таймера для удобного управления системой
- Точное измерение температуры и стабильная работа при использовании с разными типами систем отопления и кондиционирования
- Надежная защита от перегрева и короткого замыкания, что обеспечивает безопасную и долговечную эксплуатацию
- Совместимость с другими компонентами Schneider Electric и других производителей, что обеспечивает большую гибкость в выборе оборудования, а также удобство монтажа и интеграции.
- Простота управления и настройки, интуитивно понятный интерфейс и возможность удаленного управления, что позволяет быстро и эффективно настроить и контролировать систему.
термометр сопротивления наружного воздуха (Testo 622)
Термометр сопротивления наружного воздуха Testo 622 предназначен для измерения температуры окружающей среды и используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления наружного воздуха Testo 622:
- Измерение температуры в диапазоне от -20 до +50 градусов Цельсия
- Высокая точность измерений и быстрая реакция на изменение температуры окружающей среды
- Цифровой дисплей для отображения текущей температуры и других параметров
- Интегрированный датчик влажности и давления для дополнительных измерений и контроля параметров окружающей среды
- Легкий и компактный дизайн с удобным креплением для быстрого монтажа и установки на нужную высоту
- Простота использования и настройки, автоматическое выключение и другие функции для удобства работы с термометром.
Помимо этого, термометр Testo 622 имеет возможность записи и хранения данных, что позволяет анализировать изменения параметров в течение времени и получать подробную информацию о состоянии окружающей среды.
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005
Термометр сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 используется для измерения температуры в различных технических процессах и системах, таких как системы контроля температуры, системы автоматического контроля процессов и в промышленном производстве.
Характеристики и преимущества термометра сопротивления WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01:
- Измерение температуры в диапазоне от -50 до +150 градусов Цельсия.
- Высокая точность измерения, обеспечиваемая стабильной работой в широком диапазоне температур.
- Высокая надежность работы и долговечность, обеспечиваемые использованием качественных материалов и технологий изготовления.
- Удобство монтажа, которое достигается благодаря компактным размерам прибора и возможности крепления его к объекту измерения.
- Хорошая защита от влаги, пыли и других внешних воздействий, обеспечиваемая прочным и надежным корпусом прибора.
- Простота в эксплуатации, достигаемая легким использованием и настройкой термометра сопротивления.
Также, термометр WIKA TR40-A005-1000-100/150+S01 снабжен стандартным выходом 4-20 мА (часто называемый сигнальным выходом), что позволяет использовать его в автоматизированных системах управления и контроля температурных параметров.
Трубопровод 5000м
Описание:
Стальной трубопровод Dн 273
Теплоизоляция: минеральная вата 60 мм
Температура поддержания: +30°С
Мин. Температура окружающего воздуха: -25°С
Расчёт потерь трубопровода:
Разница между температурой нефтепровода и окружающего воздуха: ΔТ=30-(-25)=65°С
Теплопотери трубопровода(по представленной таблице 1 в “каталог ССТ”):
Qтабл = 42.13 Вт/м
Суммарные теплопотери трубопровода:
Qобщ= Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
42.13×1×1×1×1,1= 46.3 Вт/м
Выбор марки нагревательного кабеля:
Саморегулирующийся нагревательный кабель ВTХ
BTX — это саморегулирующийся нагревательный кабель промышленного класса, который можно использовать для поддержания температуры или защиты от замерзания трубопроводов и сосудов. Его можно использовать во взрывоопасных и невзрывоопасных зонах.
Выходная мощность регулируется автоматически в зависимости от температуры окружающей среды.
Благодаря своим саморегулирующимся характеристикам он не будет перегреваться даже при наложении кабеля внахлест. Это гарантирует максимальную безопасность и надежность.
Установка нагревательного кабеля BTX выполняется быстро и просто и не требует специальных навыков или инструментов. Благодаря параллельной конструкции нагревательный кабель может быть установлен на месте до точной длины без каких-либо сложных расчетов.
Кабель ВТХ может быть отрезан до нужной длины по месту, точно в соответствии с длиной трубопровода, без каких-либо конструктивных сложностей.
ВTХ одобрен для использования в безопасных и взрывоопасных зонах согласно российским и международным стандартам ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012,ГОСТ IEC 60079-30-1-2011.
Характеристики саморегулирования повышают безопасность и надежность кабеля. BTХ не будет перегреваться или перегорать, даже когда его отдельные участки накладываются друг на друга. Его тепловыделение саморегулируется в ответ на изменение температуры.
Установка нагревательного кабеля BTХ проста, занимает мало времени и не требует никаких специальных навыков или инструментов. Все компоненты для заделки концов, соединения и подключения питания имеются в удобных наборах.
Высокое тепловыделение – до 95 Вт/м
Полный набор средств управления и вспомогательных принадлежностей Рабочее напряжение
Подбор мощности нагревательного кабеля:
В трубопроводе протекает нефть с температурой +40°С
Для расчета мощности кабеля для обогрева труб сначала высчитывают тепловые потери по формуле:
Qобщ = Qтабл×К1×К2×К3×Е
То есть
Qобщ = 48.3×1×1×1×1,1=53.13 Вт/м.
Получаем теплопотери: 53.13 Вт/м
А окончательный расчет мощности кабеля высчитывается как:
P = Q/L
То есть
Р = 53.13/5000 = 0.01 Вт/м
53.13 + 0.01 = 53.14 Вт/м
Исходя из этого нам подойдет греющий кабель с напряжением 60 Вт/м
Расчет длины нагревательного кабеля:
L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.
1.1*5000*53.14/60 = 4871м.
Для обогрева трубопровода длиной 5000м. с учётом запаса нагревательного кабеля для компенсации теплопотерь элементов арматуры, фланцевых соединений, опор трубопровода и т.п. потребуется 4871м. греющего кабеля с напряжением 60 Вт/м
Расчет времени остывания трубопровода:
Исходя из представленной таблицы можно понять, что при диаметре трубы 250(внутри)мм и 273(снаружи)мм, толщиной изоляции 60мм и ее плотностью 100кг/м^3 можно увидеть, что время остывания около 15 часов.
Для электрообогрева системы нефтепровода потребуется:
Саморегулирующийся нагревательный кабель ВTХ
Tехнические характеристики
Максимальная рабочая температура: 200 °С
Максимальная допустимая температура без нагрузки (1000 часов суммарно): 250 °С
Диапазон температур окружающей среды: -60…+55 °С
Минимальная температура монтажа: -60 °С
Электропитание: (
Ех-маркировка: 1Ех е IIС Т3...Т6 Gb X Температурный класс: Т3 Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96: IP67 Максимальное сопротивление защитной оплетки не более: 10 Oм/кмМаксимальная длина нагревательной секции, м(или суммарная длина секции одной марки, подключаемых параллельно) в зависимости от типа автоматического выключателя питания:
| тип | Темп. включения | 16А | 20А | 32А |
| 60BTX | 10 | 35 | 46 | 70 |
| | 0 | 35 | 45 | 69 |
| | -10 | 34 | 44 | 68 |
| | -20 | 34 | 44 | 67 |
| | -30 | 33 | 43 | 65 |
| | -40 | 32 | 43 | 64 |
| Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 | УХЛ1 |
| Степень пылевлагозащиты | IP65 |
| Маркировка взрывозащиты | 1Ex e IIC T3…T6 Gb X |
| Температурная группа взрывоопасной зоны | Т6 |
| Рабочий диапазон температур окружающего воздуха | -60…+55 °С |
| Рабочее напряжение | До 750 В |
| Рабочий ток | До 66 А |
| Габаритные размеры корпуса | 160×160×94,5 мм |
| Вес коробки в максимальной комплектации | 2,26 кг |
Взято из инструкции к нагревательному кабелю:С учётом включения нагревателя при температуре -20°С и токе 32А(надо учитывать ампераж, т.к. в инструкции к греющему кабелю сказано, что в момент включения происходит скачок тока) максимальная длина нагревательной секции получается 67м.Исходя из этого 4871/67 = 72.7(73)шт.То есть потребуется 73 шт. соединительных коробокСиловой кабель Nexans Titanex H07RN-FСиловые кабели Nexans Titanex H07RN-F предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66; 0,69; 1 кВ номинальной частоты 50 Гц, а также для эксплуатации в электрических сетях постоянного напряжения до 1,5 кВ.Tехнические характеристики:Число жил в кабеле 1–5Номинальные сечения токопроводящих жил 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 630; 800; 1000 мм2Строительная длина кабелей: не менее 200 мПовышенная температура эксплуатации: до 80 °С– исполнения нг(А)-HF, нг(А)-FRLS, нг(А)- FRHF: до 105 °С– исполнение Т (теплостойкие): до 130 °С Пониженная температура эксплуатации: до -60 °С (кабели с индексом ХМ) Гарантийный срок эксплуатации: 5 лет Средний срок службы: 40 летМинимальная температура монтажа без предварительного нагрева:– для исполнения ХМ –45 °С– для исполнения ХЛ –35 °С– для остальных кабелей –25 °Стермометр сопротивления наружного воздуха ST-1238Датчики температурыНазначениеДатчики температуры ST-1238 предназначены для измерения температуры.Выполнен в герметичном пластиковом корпусе.Чувствительный элемент — цифровой полупроводниковый датчик.Для регуляторов РТ-200. Тип чувствительного элемента DS1820Диапазон измеряемых температур от -55 до +125°СТочность измерения температуры ±1°СДатчик температуры типа TST05Выполнен в герметичном пластиковом корпусе.Чувствительный элемент — терморезистор.Для регуляторов РТ-330. Тип чувствительного элемента терморезистор 1 кОмДиапазон измеряемых температур от -50 до +40°СТочность преобразования температуры ±5%термометр сопротивления ДТС224
Характеристики модели ДТС224:Диапазон измерения до +250 °C в зависимости от НСХ и класса допуска.Имеет латунную гильзу длиной 43 мм и диаметром 6 мм.Крепиться на трубопровод диаметром от 20 до 200 мм с помощью кабельного хомута.Хомут можно заказать в комплекте с датчиком.Преимущества ОВЕН ДТС224:· Главный плюс таких термометров – малый размер, благодаря чему на поверхность практически не оказывается никакого влияния из-за малой термической массы.· Для обеспечения эффективного теплового контакта датчика и трубопровода рекомендуется применять термопасту и укрывать датчик теплоизоляционным материалом.· Датчики легко монтируются, обеспечивая надежное измерение и выпускаются как в общепромышленном, так и во взрывозащищенном исполнении.Автоматическое управление электрообогревомДля автоматического управления электрообогревом потребуется шкаф управления электрообогревом труб (ШУЭОТ), который изготавливается под заказ, исходя из данных системы обогрева. Приведу пример из сети “интернет”:Задача автоматизации:Автоматизированное управление обогревом для защиты трубопроводов от замерзания и поддержания требуемой технологической температуры. Подзадачи, решенные в рамках данного проекта:
-
Разработка и отладка подсистемы управления контурами электрообогрева, осуществляющей включение или выключение обогрева на основе показаний датчиков температуры обогреваемых участков трубопроводов. -
Ручное управление обогревом. -
Разработка алгоритма генерации сигналов аварийного состояния питающих линий и отклонения температуры от заданного диапазона. -
Осуществление опроса модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов. Передача необходимых параметров системы в АСУ ТП.
-
Визуализация состояния системы на экране ОВЕН СПК110. Отображение показаний датчиков, состояния питающих линий, режима работы системы и режим управления (местный/удаленный). -
Реализация проекта и выбор средств автоматизации
-
сенсорного панельного контроллера ОВЕН СПК110; -
модуля ввода дискретных сигналов ОВЕН МВ110-16ДН; -
модуля вывода дискретных сигналов ОВЕН МВ110-16Р; -
модулей ввода аналоговых сигналов ОВЕН МВ110-8А.
Разработанная система управления обеспечивает
-
Контроль состояния питания линии. -
Контроль и мониторинг температуры. -
Передачу данных оператору о текущей температуре, состоянии питающих линий, аварийных ситуациях на линии и обрыве датчиков в режиме реального времени. -
Возможность автоматического управления линиями обогрева. -
Возможность ручного управления линиями обогрева. -
Визуализацию. -
Контроль параметров питающей сети на вводе шкафа управления.
-
СПК1хх сенсорные панельные контроллеры с Ethernet -
Модули дискретного вывода (с интерфейсом RS-485) МУ110 CODESYS V3 -
Модули аналогового ввода с универсальными входами (с интерфейсом RS-485) МВ110 -
БП15Б, БП30Б, БП60Б блоки питания для промышленной автоматики -
Модули дискретного ввода (с интерфейсом RS-485) МВ110 -
Модули измерения параметров электрической сети (с интерфейсом RS-485) МЭ110 -
СПК110 контроллер с сенсорным экраном 10.2” для локальных систем