Система скин-эффект

Система ThermTrac удовлетворяет требованиям электрообогрева для длинных трубопроводов:

• Высокая температура поддержания (до 200 °C) и воздействия (до 260 °C);
• Высокая удельная мощность (до 165 Вт / м);
• Большая длина (до 25 километров от одного электрического ввода).

Надёжность системы ThermTrac

Обычно длинные трубопроводы размещены в местах с ограниченным доступом. Частое обслуживание и устранение неполадок является дорогостоящим и по времени, и по деньгам. Поскольку цепь ThermTrac может обогревать участок в шесть раз длиннее того, который может защищаться обычным резистивным нагревательным кабелем, распределение энергии и требования к управлению температурой существенно снижены.

Технические характеристики системы обогрева с использованием скин-эффекта

Проектные решения

Инженеры компании  вычисляют проектные параметры каждой установки с помощью программы проектирования теплообогрева CompuTrace и аналитических технологий теплового моделирования, включая расчет методом конечных элементов и вычислительную гидродинамику. Чтобы получить наилучшее решение для конкретного проекта, на основании различных проектных требований или ограничений рассматриваются многочисленные параметры.

Система обогрева ThermTrac

Система ThermTrac идеально подходит для установок нагрева длинных трубопроводов, связанных с перемещением веществ между резервуарными парками, технологическими установками и оборудованием загрузки/выгрузки. Многосторонность системы делает ее идеальной для установок поддержания температуры, нагрева и защиты от замерзания. Поскольку система ThermTrac легко приспосабливается к надземным и подземным условиям площадки, она может проходить по местности со значительным перепадом высот.

Исключая необходимость громоздкой системы распределения энергии, система ThermTrac обеспечивает рентабельную альтернативу традиционным резистивным системам теплообогрева длинных трубопроводов. Один электрический ввод позволяет обогревать трубопровод длиной до 25 километров.

В послужном списке Thermon имеются системы обогрева на основе поверхностного эффекта. Начиная со второй половины 1960-х годов, установки ThermTrac монтируются по всему миру на предприятиях различных отраслей промышленности, включая:

• химическую;
• нефтедобывающую;
• энергетическую;
• нефтехимическую;
• газовую;
• целлюлозно-бумажную;
• сталелитейную;
• горную;
• нефтеперерабатывающую.

ThermTrac включает

В зависимости от специфики применения, наша компания индивидуально разрабатывает каждую систему обогрева ThermTrac. План работ обычно включает:

1. Обзор проектных параметров установки и расчет тепловых требований с использованием (при необходимости) программы CompuTrace и теплового моделирования.

2. Выбор размера нагревательной трубки, проводника ThermTrac и вторичного напряжения, необходимых для подводки электроэнергии к системе.

3. Проектирование и поставка узла нагрузки/подстанции и панелей управления/контроля, включая датчики температуры.

4. Проектирование и поставка вспомогательного оборудования, состоящего из коробок холодного подключения, коробок подсоединения питания, коробок протяжки/соединения.

5. Предоставление чертежей с маршрутом трубки, расположением коробок, электромонтажных схем, схем подсоединения к коробкам холодного подключения, схем подключения трансформаторов, схем подключения панелей распределения энергии и контроля, а также инструкций по эксплуатации и обслуживанию для всей системы.

6. Предоставление спецификаций на трубку из углеродистой стали, муфты и прочие принадлежности, включая спецификации для установки, сварки и тестирования.

7. Поскольку комплект проектной документации, сопровождающий каждую систему ThermTrac является полным, многие покупатели выбирают установку “под ключ” систем Thermon со скин-эффектом. В наличии имеются многочисленные пакеты “под ключ”. Они варьируются от шеф-монтажа системы ThermTrac на месте до полной установки, включающей теплоизоляцию, силовую проводку, тестирование и ввод в эксплуатацию всей системы.

Описание системы обогрева

Принцип действия системы обогрева ThermTrac с поверхностным эффектом основывается на двух явлениях: эффекте близости и скин-эффекте. Нагревающим устройством является ферромагнитный трубопровод, называемый “нагревательной трубкой”, через которую протягивается специально разработанный проводник скин-эффект. На одном конце нагревательная трубка и изолированный проводник соединены между собой. На другом конце они соединены через источник переменного тока (обычно 50 или 60 Гц).

Приложенное напряжение переменного тока вызывает в проводнике генерацию тока, который возвращается по внутренней поверхности трубки. Концентрация обратного тока на внутренней поверхности трубки происходит благодаря магнитному потокосцеплению, создаваемому токами в изолированном проводнике и ферромагнитном трубопроводе. Этот ток проникает в трубку на расстояние, называемое “толщиной скин-слоя.” Благодаря описанному выше явлению, на внешней поверхности трубки измеримое напряжение фактически отсутствует, что позволяет заземлять трубопровод. Теплота, создаваемая в системе ThermTrac, является результатом сопротивления внутренней поверхности нагревательной трубки. (В проводнике ThermTrac возникает неизбежный нагрев I2R, который является результатом протекания тока источника питания к устройству концевой заделки.) Пока электрический ток концентрируется на внутренней поверхности нагревательной трубки, создаваемое тепло будет рассеиваться на присоединенном обогреваемом трубопроводе, увеличивая температуру поверхности трубы и ее содержимого до требуемого уровня.

Коробки подсоединения питания, концевой заделки и протяжки/соединения

Это неотъемлемые части системы обогрева с использованием скин-эффекта, в которой они переносят ток так же, как и нагревательная трубка. Поэтому эти устройства изготавливаются из толстостенных ферромагнитных материалов и привариваются к нагревательной трубке для непрерывности электроцепи скин-эффекта. Конструкция коробок разрабатывается с учетом характеристик обогреваемого трубопровода и обеспечения водонепроницаемости с помощью закрепляемых на болтах крышек с уплотнением.

Это неотъемлемые части системы обогрева с использованием скин-эффекта, в которой они переносят ток так же, как и нагревательная трубка. Поэтому эти устройства изготавливаются из толстостенных ферромагнитных материалов и привариваются к нагревательной трубке для непрерывности электроцепи скин-эффекта. Конструкция коробок разрабатывается с учетом характеристик обогреваемого трубопровода и обеспечения водонепроницаемости с помощью закрепляемых на болтах крышек с уплотнением.

Узел нагрузки/подстанция и панели управления/контроля

Спроектированы для удовлетворения требований каждого конкретного проекта на основании используемого напряжения, требований к нагрузке, числа сетей и рабочей среды. Узел нагрузки/подстанция для системы ThermTrac обычно состоит из водонепроницаемого сухого трансформатора и снабжен первичными отпайками сверху/снизу и дополнительными отпайками на вторичной обмотке для регулирования энергии. Вакуумные пускатели, рубильники и прочие защитные устройства также являются частью узла нагрузки. Индивидуальные трансформаторы с жидким диэлектриком используются в соответствии с пожеланиями заказчика. Если существует несколько цепей скин-эффекта (с подачей питания из одной точки), для балансировки трехфазного питания, подаваемого на две цепи ThermTrac, могут быть использованы трансформаторы, соединенные по схеме Скотта.

Панели управления и контроля для системы ThermTrac обычно включают управление и контроль температуры с аварийной сигнализацией по высокой и низкой температуре, предохранитель на дифференциальном токовом реле и контроль напряжения/тока. Управляющее и следящее оборудование содержится в водонепроницаемых кожухах (для наружного использования) или пыленепроницаемых кожухах (для использования в помещениях).

Скачать подробную информацию о системе ThermTrac в формате .pdf