Электрообогрев труб

Скорость и давление потока жидкости в трубопроводе напрямую зависит от значения температуры окружающей среды. Низкая температура способствует образованию различных твердых фракций, что снижает пропускную способность трубопровода вплоть до полного застывания движущегося потока.

В зимнее время обогрев труб — крайне обязательное мероприятие, обеспечивающее положительную температуру транспортируемой жидкости. В условиях достаточно низкого температурного режима обычная теплоизоляция не дает требуемого эффекта и требует значительного количества морозостойкого материала. В таких случаях электрический обогрев является единственным способом сохранности труб от аварийного выхода из строя. Тем более, практически вся мощность нагревательного кабеля при протекании электрического тока переходит в тепловую энергию.

Система кабельного обогрева, которая сводит на нет вероятность возникновения аварийной ситуации при низких температурах, в основном применяется:

  • на малой глубине (до 2 метров);
  • на открытом воздухе;
  • в неотапливаемых помещениях.

В больших масштабах электообогрев активно используется на нефтепроводах, мазутопроводах, водопроводах и на крупных импульсных линиях.

Греющие кабели для устройства электрообогрева

Электрообогрев

Электрообогрев

Для противостояния тепловым потерям трубопровода по всех их длине или непосредственно внутри монтируются специальные нагревательные кабеля, номинальная погонная мощность которых равна или превосходит величину тепловой потери аналогичной длины обогреваемой трубы.

Нагревательный кабель представлен в двух видах:

  • резистивный (нагревающая лента);
  • саморегулирующийся.

При выборе того или иного типа греющего элемента необходимо руководствоваться общими принципами. Например, гарантийный срок изделия должен быть не менее пяти лет. Линейная мощность рабочего кабеля должна колебаться в пределах 28 В/м при температуре 50 С. Внешняя оболочка провода, особенно саморегулирующего, всегда имеет защиту от ультрафиолетового излучения.

Об основных характеристиках кабелей и их различиях далее в статье.

Нагревающая лента (Резистивный провод). Достоинства и недостатки

Резистивный провод

Резистивный провод

Внутри нагревающей ленты находится провод из сплава металлов с большим удельным сопротивлением. Провод надежно защищен изоляционной оболочкой с интегрированной экранирующей медной сеткой. Прочный материал защищает резистивный кабель от воздействий внешней среды и препятствует возможному выходу тока вовне при обрыве основного провода.

Резистивный провод, ввиду своих физических особенностей, используется в различных системах обогрева, однако при его укладке нужно исходить из специфических характеристик внешней среды. В зонах, требующих большей тепловой защиты, он может быть уложен с учетом повышенной теплоотдачи. Резистивный кабель при своей работе равномерно выделяет тепло по всей своей длине, поэтому в местах трубопровода, подверженных большему действию низкой температуры, может проявляться нехватка тепла. И наоборот, некоторые зоны трубы будут испытывать перегрев.

Из достоинств резистивного кабеля можно выделить:

  • повышенную мощность каждого погонного метра материала.
  • эластичность;

Среди недостатков нагревающей ленты:

  • отсутствие возможности влиять на интенсивность теплоотдачи;
  • конкретная фиксированная длина кабеля исключает возможность резки или удлинения системы.

Саморегулирующий провод. Достоинства и недостатки

Саморегулирующий провод

Саморегулирующий провод




Уникальная конструкция саморегулирующего провода позволяет поддерживать постоянную температуру трубопровода по всей его длине. Кабель в автоматическом «интеллектуальном» режиме реагирует на локальные изменения температуры окружающей среды определенного участка с выделением большего или меньшего количества тепловой энергии.

Физика процесса обогрева заключается в том, что каждая точка саморегулирующегося провода реагирует на изменение внешней температуры, вызывая увеличение или уменьшение силы тока проводника, что приводит к различному количеству выделяемого тепла. Специальный углеродный материал, входящий в состав металлического провода, при охлаждении сжимается с образованием большого количества токопроводящих нитей, которые увеличивают сопротивление и, соответственно, теплоотдачу. Поэтому участки трубопровода, находящиеся в более агрессивных условиях, будут обогреваться в большей степени.

Достоинства:

  • постоянная саморегулируемая температура защищенного трубопровода;
  • низкий расход электроэнергии при высокой полезной мощности;
  • возможность изменения длины кабеля путем резки материала на куски и соединения друг с другом;

Недостатки провода:

  • фиксированная максимальная погонная длина составляет 150 метров;
  • возможность перегрева участка провода, вызванного возникновением скрытых дефектов при изменении свойств углеродного материала;
  • отсутствует возможность быстрого обогрева помещения.

Способы монтажа

монтаж кабеля

монтаж кабеля

Монтаж кабеля выполняется различными способами.

  1. Прокладка греющей ленты внутри труб. Технология поддерживает не все модели кабелей, к тому же для питьевых водопроводов используется специальный сертифицированный провод.
  2. Монтаж одного кабеля по всей длине трубы. Нагревающая лента располагается в нижней части трубопровода, а сверху фиксируется термодатчик.
  3. Спиральная конфигурация. Кабель монтируется спиралеобразно с шагом, значение которого зависит от физических характеристик нагревающего элемента и требуемой мощности.
  4. Монтаж двух параллельных нагревающих лент необходим в случаях критически низких температур окружающей среды.
  5. Волнообразная прокладка кабеля. При недостаточной длине греющего провода возможна его установка в виде волн, что увеличивает площадь обогрева трубопровода.

Любой из видов монтажа кроме внутреннего подразумевает, что нагревающий элемент после установки должен быть покрыт теплоизолирующим материалом. В зависимости от внешних условий может потребоваться и гидроизоляция обогревательной системы.

Рекомендации по подбору кабеля, его мощности и способу монтажа

При длине трубопровода до 100 м применяются оба типа кабелей без использования распределительной сети. От 100 до 300 м – распределительная сеть требует установки, хотя ее стоимость при этом намного меньше стоимости всей обогревательной системы.

Системы труб длиной свыше 3 км требуют установки кабелей большого сечения или композитных комбинированных систем. Такие расстояния требуют дополнительных технических расчетов для выявления наиболее оптимального способа монтажа греющих элементов и их моделей.

Все виды кабелей можно использовать в температурном диапазоне 60-80 С. При этом достигаемая мощность составляет до 80 Вт/м. При температуре 100-200 С применимы только саморегулирующие провода, оснащенные фторопластовой матрицей.

Для условий 200-400 С единственным вариантом будут резистивные кабели в трубке из нержавеющей стали, изолированные минеральным или стекловолокнистым материалом. Такие системы применяются в нефтеперерабатывающей промышленности, в условиях производства и хранения мазута и битума.

Статьи по теме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Введите ваш email: