Проектирование системы обогрева технологических трубопроводов

100ico

Сегодня юбилейная, 100-я статья на блоге. В честь этого события хочу рассмотреть очень интересную и полезную тему по обогреву технологических трубопроводов. Поделюсь полученным опытом при проектировании систем обогрева промышленных трубопроводов.


Изучением обогрева трубопроводов я начал практически случайно. В интернете на одном из сайтов увидел программу «ТЕПЛОМАГ». Прочитав пару строк описания, понял, что при помощи данной программы можно легко выполнить расчет по выбору нужных компонентов для системы электрообогрева труб.

В настоящее время на потребительском рынке можно встретить немало производителей оборудования и материалов для обогрева трубопроводов. Я остановил свой выбор на ССТ (Специальные системы и технологии) «Тепломаг».

Почему я выбрал именно «Тепломаг»?

Меня как проектировщика интересует в первую очередь наличие всей необходимой информации для проектирования. Для выполнения проекта по обогреву трубопровода я использовал каталог «Тепломаг», программу для расчета, руководства по эксплуатации и помощь специалистов. На все свои вопросы я получал своевременно ответы от квалифицированных специалистов, за что в копилку «Тепломаг» заносим еще один плюсик =)

Итак, приступим ближе к теме.

Оборудование «Тепломаг» позволяет достичь несколько целей:

  • выполнить защиту трубопровода от замерзания (разогрев);
  • поддержание требуемой температуры трубопровода (поддержание температуры).

Расчет нагревательных кабелей  я выполнял программой «Тепломаг» portable-версии 3.1.1.2, т.к. на работе у меня нет прав для установки программ. Ищем в интернете последнюю версию и качаем. Для работы нам необходим также каталог СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОГРЕВА «Тепломаг».

Как происходит обогрев трубопровода?

Прежде, чем начать проектирование системы электробогрева трубопровода нужно понимать, как происходит обогрев трубы. Для обогрева труб изготавливают специальные нагревательные кабели, которые при прохождении по ним тока выделяют тепло. Самый простой и дешевый способ – включить нагревательный кабель в розетку и все дела =) Дешевый он будет по первоначальным капиталовложениям, т.к. нам не придется тратиться на вспомогательное оборудование. Возможно, в самых простейших системах обогрева так и делают. Этот не наш случай.

Для управление нагревательным кабелем устанавливают на трубу датчик температуры, который передает информацию регулятору температуры. При попадании температуры в нужный диапазон, регулятор температуры при помощи вспомогательного контактора включает либо отключает нагревательный кабель. Нагрев осуществляется лишь тогда, когда это необходимо, т.е. когда температура трубы опускается ниже допустимого значения.

Система промышленного обогрева труб

Система промышленного обогрева труб

Весь процесс проектирования системы обогрева можно разбить на несколько этапов:

1 Сбор исходных данных.

Анализируем задание на обогрев и собираем недостающие данные. Основные характеристики это диаметр и длина трубопровода, перекачиваемая среда, требуемая температура, изоляция трубы, наличие задвижек и опор.

2 Анализ сложности трассы.

В случае, если у вас нет ответвлений, то считайте, что вам повезло =) Если же обогреваемая труба имеет ответвления, то каждый участок рассчитывают отдельно.

На этом этапе мы предварительно разбиваем наш обогреваемый трубопровод на отдельные участки. Для каждого участка будет свой нагревательный кабель.

3 Расчет и подбор оборудования.

Ниже представлен внешний вид программы «Тепломаг».

Внешний вид программы ТЕПЛОМАГ

Внешний вид программы ТЕПЛОМАГ

Создаем новый проект и выполняем расчет для каждого участка. После того как заполнили исходные данные, программа подберет оборудование и посчитает мощность и потребляемый ток нагревательной ленты. Для меня важно тип нагревательного кабеля и потребляемая мощность. Программа генерирует и спецификацию, но к ней следует относиться осторожно, лучше подобрать все вручную.

4 Составление схемы электрической принципиальной.

После того как выбрали нагревательные кабели для отдельных участков, можно приступить к составлению схемы электрической принципиальной и выбору всех электрических коммутационных и защитных аппаратов. При небольшой мощности шкаф нужно делать однофазный. При трехфазном распределении нагрузки все участки равномерно распределяются между тремя фазами.

Электрическая схема обогрева трубопроводов

Электрическая схема обогрева трубопроводов

Имейте ввиду: защитные аппараты должны выбираться исходя из пускового тока, т.к. у нагревательных кабелей он может длиться около 5 мин.

Хочу еще обратить ваше внимание, что при разной температуре саморегулирующая нагревательная лента выделяет разную мощность. Наглядно это можно увидеть на графике:

Температурные характеристкики саморегулируемой нагревательной ленты НТР

Температурные характеристкики саморегулируемой нагревательной ленты НТР

5 Размещение электронагревательного оборудования.

Для наглядности размещения электронагревательного оборудования необходимо на плане разместить шкаф управления, ответвительные коробки, датчики температуры, нагревательные ленты. Такой план я делаю примерно как:

План размещение электронагревательного оборудования

План размещение электронагревательного оборудования

Это не эталон, у вас могут быть свои мысли по оформлению.

6 Составление спецификации и выбор остальных элементов нагревательной системы.

6.1  В зависимости от наших требований подбирается нужной регулятор температуры.

Регулятры температуры ТЕПЛОМАГ

Регулятры температуры ТЕПЛОМАГ

Краткий обзор регуляторов температуры «Тепломаг»:

РТ-240 (260) – автоматическое регулирование мощности обогрева. Возможность управления тепловыми процессами в диапазоне от -55 до 125 градусов. Подойдет для поддержания температуры трубопровода.

РТ-300 – поддержание заданной температуры без дополнительных настроек. Регулятор температуры эконом-класса. Подойдет для защиты трубопровода от замерзания.

РТ-400 – имеет 4 независимых канала регулирования. Подойдет для  протяженных трубопроводов и для трубопроводов, где имеются разные диаметры, на которых требуется устанавливать дополнительные датчики температуры трубы. 1 регулятор работает одновременно с 4-мя датчиками температуры, управляет 4-мя каналами.

РТ-410 – автоматическое регулирование мощности в зависимости от температуры окружающей среды и температуры поверхности.

РТ-420 – имеет 2 независимых канала регулирования.

6.2 В зависимости от регулятора температуры подбираем отдельно датчик температуры трубы с нужным измеряемым диапазоном температур.

6.3 Выбор ответвительных и соединительных коробок.

Коробки соединительные для нагревательных кабелей

Коробки соединительные для нагревательных кабелей

Для нагревательных лент я применяю следующие коробки: РТВ401  —   позволяет подключить 2 нагревательные ленты, РТВ601 — позволяет подключить 3 нагревательные ленты, РТВ403 —  для подключения датчиков температуры, РТВ1006 – для ответвления силового питающего кабеля.

Не забывайте указывать тип и количество кабельных вводов. Для РТВ601 нужно предусмотреть дополнительно ввод кабелей под теплоизоляцию (LEK/U).

Узел ответвления при помощи РТВ6001

Узел ответвления при помощи РТВ6001

Более наглядно информацию по коробкам можно найти в каталоге.

6.4 На каждый участок (нагревательную ленту) предусматриваем комплект TKR/L45-3.

6.5 Количество комплектов для соединения СР-6, лент крепежных FT/НТМ, этикеток, хомутов берем из сгенерированной спецификации программы.

Если система обогрева будет расположена во взрывоопасной зоне, то нужно будет предусмотреть дополнительные мероприятия по защите. В данной статье я их не рассматривал.

Вот так можно организовать поддержание температуры перекачиваемой жидкости, а также защитить трубопровод от замерзания. Подобным образом можно выполнить обогрев трубопроводов с использованием оборудования других производителей.

Следите за обновлением. В ближайших выпусках представлю шкаф управления и сигнализации собственной разработки.

Советую почитать:

Комментариев: 7 “Проектирование системы обогрева технологических трубопроводов”

  1. Татьяна:

    Здравствуйте, можно вопрос? Когда расставляете силовые коробки, можно поставить одну силовую коробку с разветвлением на разные диаметры трубопроводов?

    • k-igor:

      Здравствуйте. Если коробка позволяет подводить разные диаметры труб, то почему нет? Нужно читать характеристики конкретной коробки.

  2. Артём:

    К какой категориии надежности следует относить систему электрообогрева? На какую нормативную документацию вы ссылаетесь?

  3. Александр:

    Эта программа во многом уступает TraceCalc, в которой есть возможность делать разветвлённую сеть. Кроме того, TC правильно считает мощность и ток, выдаёт  ПРАВИЛЬНУЮ спецификацию (в отличие от тепломага) и много чего ещё. Кстати, если позвонить в отечественный офис Пентэйр, можно получить ключ для программы, который открывает дополнительные возможности TC — обогев резервуаров. Естественно, как и Тепломаг, TC бесплатна.

  4. Виктор:

    ЗДРАВСТВУЙТЕ! Можно описать схему последовательного управление обогревом трубопровода.Спасибо!

  5. k-igor:

    Не понимаю о какой схеме вы? Что такое последовательное управление? Есть датчик температуры, которые управляет контактором...вот и вся схема.

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!