Греющий кабель для резервуаров с водой

Расчет систем обогрева емкостей

В холодное время года во всех без исключения регионах нашей страны, в том числе, Москве и области, возникают сложности с хранением жидкой среды в резервуаре, особенно на улице или в неотапливаемом помещении. Кабельный обогрев может помочь в этом вопросе: равномерное нагревание резервуара позволит сохранить нужную температуру. Расчет систем обогрева емкостей понадобится, чтобы подобрать кабель с оптимальными характеристиками, а также уложить его наиболее эффективным способом.

Заявка на бесплатный расчет

Проблемы эксплуатации резервуаров в зимнее время

Если в емкости до зимы хранится жидкая среда, то сохранить ее температуру можно с помощью обогрева и теплоизоляции. В оптимально построенной системе должны присутствовать обе составляющие. Одной лишь изоляции недостаточно, но и один только обогрев будет неэффективен из-за больших теплопотерь.

В резервуаре, который в холодное время года не отапливается, возможны различные проблемы:

• кристаллизация среды;
• коагуляция частиц с выделением осадка;
• образование конденсата;
• изменения физических и химических свойств продукта.

Подогрев нужен, чтобы обеспечить нужную температуру, компенсируя теплопотери. Он не используется для нагревания среды до более высокой температуры. Кабельный подогрев является оптимальным решением для цистерн, которые хранятся вне отапливаемых помещений. Он прост в монтаже, но экономичен в применении.

Проведение расчетов

Чтобы найти теплопотери и вычислить требуемую мощность греющего кабеля, нужно выполнить некоторые расчеты. Какие величины понадобятся:

• температура внутри (Tв) и снаружи (Tн) цистерны;
• площадь поверхности емкости (S);
• толщина изоляционного слоя (d);
• параметр теплопроводности изоляции (λ).

Как рассчитать площадь?

Площадь поверхности цилиндра, которым является цистерна, считается так: S=2*π*R(h+R), где R – радиус, h – это высота емкости. Если расчет делается на водопровод, то считают площадь без основания. Радиус равен половине диаметра.

Как считать обогрев емкостей

P=S*R*Δt*k, где R=λ/d – тепловое сопротивление изоляции, а Δt=Tв-Tн – разница температур, k=1,25 – коэффициент запаса.

Пример расчета

• Tв (температура внутри) = 10°С;
• Tн (температура снаружи) = -20°С;
• S=15 кв. м;
• d=0,15 м;
• λ=0,05 Вт/м°С
• Δt=10- (-20)=30;
• R=0,05/0,15=0,33;
• P=15*0,33*30*1,25=185,6.

По итогам расчетов ясно, что потребуется кабель мощностью 185,6 Вт.

Подбор кабеля

Из чего состоит система кабельного обогрева цистерн:

• греющий кабель;
• соединительные коробки, ленты;
• хомуты, кронштейны;
• коробки со световыми индикаторами.

Провод может использоваться двух видов: саморегулирующийся или резистивный. Резистивный провод постоянно выдает одинаковую теплоту, если на управляющем шкафу не установлен резистор. Система снабжается терморегулятором и датчиком температуры.

Саморегулируемый кабель имеет в своей комплектации полупроводниковую матрицу, которая позволяет при изменении температуры изменять мощность теплового излучения.

Резистивный кабель дешевле по стоимости, но он не так эффективен, с ним сложнее точно контролировать температуру среды. Саморегулируемый провод более дорогой, но в эксплуатации он удобнее.

Рекомендации по монтажу

Кабель устанавливают на поверхности цистерны. Для этого на ней закрепляют несущую конструкцию (сетка, жгуты, сварка и другие варианты), на которой монтируется провод. Для этого может использоваться монтажный скотч или хомуты. Если планируется, что бак не будет заполнен полностью, то укладывать обогрев лучше в его нижней части. Траектория рекомендуется змеевидная, с допустимым изгибом.

Как простой в установке и удобный в эксплуатации способ, кабельное отопление практически не имеет конкурентов. Это вариант, который отлично подходит для обогрева всех емкостей до нужной температуры, которые хранятся на улице. Наша компания предлагает широкий выбор моделей греющего кабеля. Инженеры могут помочь выполнить расчет, чтобы сделать вашу систему наиболее эффективной.

Источник

Обогрев резервуаров и емкостей

При открытом расположении металлических емкостей для жидкости в зимнее время может возникнуть необходимость их подогрева. Защита от замерзания жидкостей в надземных емкостях, прежде всего, осуществляется теплоизоляцией, однако она не всегда обеспечивает температуру достаточную для свободного протока и это может привести к застоям, коагуляции мелких частиц с выпадением осадка и прочим нежелательным последствиям. Тогда на помощь приходит кабельная система обогрева резервуаров.

Обогрев резервуаров греющим кабелем решает несколько задач:

• Поддержание заданной температуры — обеспечение минимальной требуемой температуры в случае если стоит задача защита от замерзания, при этом система подогрева должна лишь компенсировать тепловые потери, нагрев самой жидкости целью не является;
• Разогрев жидкости до определенной температуры, где в основном применяются средне- и высокотемпературные нагревательные ленты, чтобы обеспечить нагрев за короткий срок. Такой способ требует не мало затрат на электроэнергию, но все равно остается эффективно выгодным по сравнению с другими способами разогрева жидкости.

Кабельная система обогрева оптимальна для цистерн, бочек, перегонных насосных станциях и прочих резервуаров находящихся вне помещений, благодаря тому, что ее монтаж не требует врезки в емкость и технологических изменений конструкции. А наличие автоматизированной системы управления дает гарантии, что температура жидкости всегда будет соответствовать заданным параметрам.

Для определения теплопотерь и необходимой мощности нагревательного кабеля проводится математический расчет. Исходными данными для него являются:

• Разница температур внутри (в ) резервуара и снаружи (н ) ( Δt). Δt=tв-tн
• Диаметр емкости, м (D );
• Длина емкости, м (L )
• Длина окружности круга, м (L круга). L круга=π*D, где π=3,14;
• Площадь поверхности дна резервуара, м 2 (S круга). S круга=π*D² /4, где π=3,14;
• Площадь поверхности стенки резервуара, м 2 (S стенки ёмкости). S стенки=L круга*L
• Площадь поверхности резервуара, м 2 (S ). S=S стенки+S круга*2
• Толщина изоляции, м (d );
• Теплопроводность изоляции, Вт/м°С ( λ).
• Тепловое сопротивление изоляции ® . R=λ/d

P=S*R*Δt*k, где k=1,25 – коэффициент запаса.

Пример расчета

Исходные данные: tв=15°С, tн=-25°С, S=12 м², d=0,1м, λ=0,05 Вт/м°С.
Тогда: Δt=15- ( -25)=40 ( °С), R=0,05/0,1=0,5 (Вт / м² °С).

Необходимая мощность кабеля составит: P=12*40*0,5*1,25=240 (Вт ).

*При установке емкости на фундаментах следует дополнительно учитывать потери тепла через дно.

Заполните опросный лист для расчета необходимой мощности нашими специалистами. Это сэкономит время и позволит получить точное коммерческое предложение на обогрев резервуаров со всеми комплектующими и расходниками

Выбор кабеля

Для обогрева емкостей применяют резистивный и саморегулирующиеся кабели. Чтобы правильно подобрать погонную мощность кабеля необходимо определить общую мощность и шаг укладки кабеля. Оптимальное расстояние между витками 13-15 см.

Резистивные кабели выбирают в пределах 17-25 Вт/м. Они имеют постоянные показатели сопротивления. Для обеспечения режима работы система дополнительно оборудуется датчиком температуры и терморегулятором.

Саморегулирующие кабели благодаря встроенной полупроводниковой матрице способны самостоятельно выдавать необходимую мощность и регулировать ее при понижении или повышении температуры воздуха. Чаще всего применяется кабель мощностью 30 Вт/м

Монтаж системы

Нагревательный кабель распределяют равномерно от низа вверх по площади бака равной ⅔ от общей площади стенок резервуара с шагом укладки 13-15 см., а в случае, если это сделать затруднительно, то в его нижней части. При изгибе кабеля допускается радиус закругления не менее 3,5 его внешнего диаметра. В зависимости от сложности конструкции резервуара используется крепеж разного назначения и разные способы монтажа, например: крепление монтажным алюминиевым скотчем, обвязка оцинкованной лентой, припой крепежа к стенке резервуара и др…, а зачастую приходиться применять смекалку и использовать нетривиальные решения по обогреву.

Источник

Обогрев емкостей и резервуаров с помощью греющего кабеля

В домашнем хозяйстве или промышленном производстве использование емкостей и резервуаров распространено повсеместно. При этом емкости применяются самые разные. Они отличаются по форме – кубические, цилиндрические, сферические; размерам – от малогабаритных до крупнотоннажных; материалам изготовления – металлические или пластиковые. В резервуарах и емкостях хранят технические и пищевые жидкости, нефтепродукты, топливо, сыпучие материалы.

Нередко использование емкостей сопряжено с эксплуатацией под открытым небом, что в зимних условиях имеет свои определенные недостатки:

• повышается вязкость жидкости вплоть до 100% замерзания, что вызывает некоторые проблемы при последующей перекачке до полной остановки трубопровода;
• замерзание ряда технических жидкостей внутри цистерны может привести к потере их эксплуатационных свойств;
• пищевые продукты, подвергнутые воздействию низких температур, могут потерять вкусовые качества.

Во избежание подобных проблем следует заранее позаботиться об организации обогрева емкостей. Для этого могут использоваться разные системы отопления. Но как показывает практический опыт — оправданными с финансовой точки зрения, а также с учетом особенностей монтажа и обслуживания, выглядят кабельные системы обогрева. В качестве нагревательного элемента в этих системах применяется греющий кабель – резистивный и саморегулирующийся. Последний тип предпочтителен, поскольку удобен и практичен.

Конструкция саморегулирующегося кабеля и особенности обогрева емкостей

Для передачи электрического тока внутри кабеля проходят две металлические жилы, которые расположены параллельно. Чаще всего, номинальное напряжение эксплуатации составляет 220 В. Этих параметров, как правило, хватает и для подогрева небольших баков на несколько литров, и для резервуаров на тысячи тонн.

Оба проводника заключены в специальную пластмассу и не содержат никакой другой изоляции. С изменением температуры меняется сопротивление пластмассы, что позволяет кабелю самостоятельно регулировать объем тепловыделения.

• мощность 1 погонного метра при температуре +10 градусов Цельсия;
• мощность кабеля в воде или во льду.

Саморегулирующиеся провода надежны, экономичны, при установке систем обогрева их можно нарезать на куски расчетной длины.

Обогрев емкости с помощью кабельной системы происходит по следующему принципу:

• кабель прилегает максимально плотно к стенкам резервуара;
• при понижении окружающей температуры охлаждается емкость и полимерная матрица кабеля;
• понижение температуры матрицы приводит к снижению сопротивления, и кабель начинает нагреваться сам и греть емкость с содержимым;
• температура возрастает, возрастает сопротивление полимерной матрицы, энергопотребление сводится к минимуму.

Особенности установки кабельной системы

Изначально, перед непосредственной укладкой кабеля, следует набросать на бумаге проект системы обогрева. В частности, необходимо определиться со схемой укладки греющего элемента. Как правило, кабель укладывается змейкой, или используется спиралевидная навивка.

При монтаже системы подогрева старайтесь излишне не подвергать кабель механическим воздействиям, во избежание его повреждения. Уложенный провод необходимо жестко закрепить на стенках резервуара с помощью монтажной ленты, кладочной сетки, хомутов или скоб.

После фиксации нагревательный элемент следует накрыть тепло- и гидроизоляционными материалами. Особенно тщательно это условие нужно соблюдать для резервуаров, которые стоят под открытым небом.

Источник

Обогрев подземного резервуара греющим кабелем

Обогрев подземных резервуаров имеет ряд особенностей, ввиду расположения объекта и условий эксплуатации. Основным вопросом, возникающим при выборе системы обогрева для таких резервуаров, является возможность замены нагревательного элемента в случае выхода из строя системы обогрева.

Особенности подземных резервуаров

Подземные емкости размещаются в промышленных зонах, на территориях предприятий, а также на частных придомовых территориях (например, газгольдер или септик), с целью экономии полезной площади, удобства эксплуатации (например, слив в емкость продукта по трубам самотеком) и дополнительной защиты объекта от неблагоприятных производственных и погодных факторов.

Обычно горизонтальные резервуары (РГСП) для промышленных объектов обладают повышенной прочностью, гидроизоляцией, и выполняются из стали. Бытовые подземные резервуары, например септики, могут быть выполнены из пластика.

Подземные емкости могут быть одностенными и двустенными. Одностенные – применяются чаще для хранения воды, в том числе это и резервуары противопожарного запаса воды. Двустенные емкости используют для хранения продуктов нефтехимии, нефте- и газодобывающей промышленности, на предприятиях химического синтеза. РГСП также применяют в качестве хранилища топлива на АЗС.

Обогрев подземных резервуаров необходим в случае недостаточного утепления, например, размещения резервуара выше уровня промерзания почвы.

Способы обогрева подземного резервуара

• Нагревательный кабель снаружи резервуара
• Нагревательный кабель внутри резервуара
• Врезной электронагреватель
• Погружной электронагреватель

Электрообогрев греющим кабелем снаружи

Применяется для большинства типов РГСП ввиду значительной экономической эффективности и простоты монтажа. Система кабельного обогрева монтируется на этапе установки резервуара, чаще всего включается в комплектацию на этапе проектирования объекта.

Применение обогрева подземного резервуара снаружи

• Резервуаров противопожарного запаса воды и воды для технических нужд.
• Дренажных емкостей для сбора сточных вод.
• Резервуаров системы очистных сооружений и септиков.
• Резервуаров для хранения нефтепродуктов и топлива.
• Емкостей для хранения щелочей, кислот и иных химических веществ.

В системах обогрева РГСП используется саморегулирующийся греющий кабель мощностью от 24-30Вт/м в защитной оплетке, стойкой к механическим повреждениям. Кабель монтируется под теплоизоляцию. Греющим кабелем обогреваются емкости различного объема от 1 до 150м3.

Для компенсации тепловых потерь греющий кабель укладывается змейкой в нижней части резервуара на высоту от 1м до 1/3 от высоты горизонтальной части резервуара, с определенным шагом, который зависит от мощности кабеля и величины теплопотерь. В большинстве случаев обогрев для данного вида емкостей используется для защиты от замерзания и подержания температуры не выше +5..+10С.

При проектировании системы обогрева необходимо учитывать срок службы (ресурс) греющего кабеля, а также возможность аварии или повреждения системы. Так как замена греющего кабеля на заглубленной в грунт ёмкости практически невозможна, применяют функцию резервирования. Резервирование – монтаж дополнительной, дублирующей секции нагревательного кабеля . Данный способ значительно увеличивает надежность системы, особенно если планируется длительный срок эксплуатации объекта. Средний срок службы греющего кабеля в системе обогрева составляет 15-20 лет.

Пример обогрева подземной емкости с резервной линией кабеля

Обогрев внутри резервуара

В качестве нагревательного элемента применяется специальный нагревающий кабель в оболочке из фторополимера, стойкий к воздействиям химически агрессивных сред. Витки кабеля крепятся на монтажную ленту, распределяясь по внутренней поверхности резервуара и образуя сетку (нагревательный мат). Так как лента размещена непосредственно в жидкости, КПД работы системы гораздо выше. Монтируется кабель через горловину, таким же образом возможно осуществлять обслуживание и ремонт.

При монтаже системы кабельного обогрева внутри емкости следует уделить особое внимание герметичности соединений и материалам, из которых они изготовлены. Лучше всего для агрессивных сред подходят силиконовые муфты, которые могут быть установлены поверх основного соединения в качестве дополнительной антикоррозийной защиты.

В некоторых случаях для защиты от агрессивной среды применяют стальные трубы. Нагревательный кабель устанавливается внутри этих труб. При этом эффективность данной системы падает незначительно по сравнению с непосредственным размещением нагревательного кабеля в агрессивной среде.

Внутренний обогрев резервуаров тэнами НБП, НБВ

Для внутреннего обогрева резервуаров, содержащих вещества повышенной пожароопасности, таких как нефть, мазут, гудрон, техническое масло, битум, гудрон – часто применяют трубчатые нагревательные элементы (ТЭН). Тепловыделение обеспечивают трубчатые нагревательные сердечники (ТЭНС). Главное преимущество данного способа электрообогрева – возможность заменить систему без слива содержимого емкости.

Погружные тэны НБП

Врезные тэны НБВ

Рабочее напряжение ТЭНов – 220-380 В. Мощность до 50 кВт. Средний ресурс – 15000 часов, срок службы до 8 лет. Для взрывоопасных объектов используются ТЭНы во взрывозащищенном исполнении.

Система управляется посредством шкафа управления. Мощность системы определяется после расчета предполагаемых тепловых потерь и характера содержимого продукта.

Недостатком использования ТЭНов является небольшой срок службы и неравномерный разогрев технологической жидкости в резервуре.

Источник