В статье предлагается техническое решение по снижению расходов на электрический обогрев трубопроводных систем за счет использования комбинированной системы обогрева.
Ключевые слова: объекты подготовки и перекачки нефти, промышленный трубопровод, комбинированная система электрообогрева.
Поиск энергоэффективных решений для улучшения системы электрообогрева является очень актуальным направлением на сегодняшний день. Существующая система далеко не идеальна и имеет ряд недостатков. Огромное количество саморегулирующего греющего кабеля, используемого на объектах подготовки и перекачки нефти, несут большие затраты на электропотребление и высокую стоимость всей системы обогрева в целом. Ненадежная работа, короткий срок службы, холостой ход греющего кабеля и потребление впустую — заставляет задуматься и пересмотреть целесообразность применения данного нагревательного кабеля на всех объектах подготовки и перекачки нефти [1, с.214].
Целью любого нефтедобывающего предприятия является снижение затрат на электрообогрев трубопроводов. Ее можно достичь за счет применения комбинированной системы электрического обогрева, используя отдельный вид кабеля на разных участках трубопроводных систем.
Задачи, которые необходимо решить в ходе исследовательской работы:
- Проанализировать существующую систему электрообогрева трубопроводов;
- Сравнить текущую и предлагаемые системы электрообогрева трубопроводов;
- Оценить эффективность, доступность и экономическую целесообразность
В настоящее время, электрообогрев промышленных трубопроводов на всех участках подготовки и перекачки нефти, где необходима компенсация тепловых потерь, осуществляется только по средством использования саморегулирующегося греющего кабеля, абсолютно независимо от протяженности трубопровода и его характеристик [1, с.114].
Для того, чтобы подобрать оптимально эффективное решение электрообогрева для конкретного трубопровода, необходимо провести анализ и выделить основные преимущества и ограничения существующих греющих кабелей.
Саморегулирующийся греющий кабель обладает следующими преимуществами:
- Возможность резать кабель на требуемую длину
- Автоматическое регулирование тепловыделения при изменении температуры обогреваемой поверхности
- Использование без систем управления питанием
Ограничения технологии:
- Большие стартовые токи
- Ограниченная длина нагревательных секций
- Необходимо задействовать большое количество силового оборудования [1, с.96].
Вывод: данный вид кабеля эффективно использовать на коротких разветвленных трубопроводах до 120 метров.
Альтернативный вариант — резистивный одножильный кабель постоянной мощности, который обладает следующими достоинствами:
- Большой срок службы (до 20 лет)
- Длина греющей цепи до 1500 метров
- Гибкость, простота монтажа
- Выдерживает воздействие пара до 230°С
- Доступная стоимость
Нюансы применения:
- Не допускают монтажа внахлест
- Возможное изменение длины по месту +-5 %
- Обогрев трубопроводов осуществляется петлей [1, с.108].
Вывод: данный кабель эффективно использовать на трубопроводах длиной от 120 до 700 метров с применением системы управления питанием.
Еще один вариант для сравнения — нагревательный трехжильный кабель постоянной мощности, который обладает следующими достоинствами:
- Большая длина нагревательной секции (до 4 км)
- Увеличенная поверхность тепловыделения
- Простота и удобство монтажа, подача питания осуществляется с одной точки
- Линейное тепловыделение до 50 вт/м
Нюансы применения:
- Одинаковая мощность по всей длине
- Стоимость выше, чем у одножильного кабеля [1, с.122].
Вывод: данный вид кабеля эффективно использовать на протяженных трубопроводах длиной свыше 700 метров с применением системы управления питанием.
В комплексе с одножильным и трехжильным кабелями постоянной мощности наиболее целесообразно применять системы управления питанием. Проведен сравнительный анализ. Данные приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Сравнение систем управления питанием
|
Наименование |
Механический термостат |
Регулятор температуры |
Программируемый логический контроллер |
|
|
|
|
|
|
Стоимость оборудования |
25 000 руб. |
10 000 руб. |
22 000 руб. |
|
Возможность АРМ |
Отсутствует |
Присутствует, в комплексе с дополнительной панелью визуализации |
Присутствует, необходимы доп. вложения |
|
Точность измерения температур |
Средняя — 2–3 % |
Высокая — 0,5 % |
Высокая — 0,5 % |
|
Дополнительные затраты на оборудование |
Устанавливается вместо соединительных коробок, но имеет большие затраты на силовую часть |
Не требует дополнительных затрат на силовое оборудование, но есть необходимость затрат на контрольный кабель |
Требует затраты на контрольное измерительное оборудование и устройства автоматизации |
|
Максимальная удаленность датчиков |
10 метров |
1000 метров |
2500 метров |
Регулятор температуры является наиболее эффективным решением поставленной задачи для масштабных объектов подготовки и перекачки нефти.
Мною был проведен анализ, в результате которого я пришел к выводу. Нельзя сказать, что какой-то определенный нагревательный кабель хуже или лучше другого. Каждый кабель имеет свои преимущества, и только при правильном применении комбинированной системы, возможно подчеркнуть их, и получить максимальную экономическую и энергетическую эффективность.
Литература:
1. Струпинский М. Л., Хренков Н. Н., Кувалдин А. Б. Проектирование и эксплуатация систем электрического обогрева в нефтегазовой отрасли. — Инфра-Инженерия, 2015. — 328 c.
