Нефтепроводы — разновидность промышленных трубопроводов, поэтому их обогрев осуществляется в соответствии с теми же правилами, но с учетом ряда особенностей.
Почему обогрев нефтепроводов целесообразен в России?
Большинство нефтяных месторождений в нашей стране располагается в зоне с суровой и длинной зимой и холодным коротким летом. В таких климатических условиях высокая вязкость как сырой нефти, так и нефтепродуктов затрудняет их перекачивание. Требуются мощное насосное оборудование, ускоряется процесс износа всей системы в целом. Для строительства нефтепровода требуются более дорогие материалы. Все это существенно увеличивает стоимость продукта.
Установка систем обогрева позволяет получить необходимый показатель вязкости нефтепродуктов в условиях низких температур. В результате процесс перекачивания удешевляется, поскольку:
- можно отказаться от дорогих материалов и оборудования при строительстве нефтепровода;
- увеличивается срок службы труб.
Обогрев нагревательным кабелем
Наиболее современным и технологичным способом обогрева труб нефтепроводов можно назвать использование для этой цели нагревательных кабелей саморегулирующегося типа. Это связано с конструктивными особенностями трубопроводов, по которым транспортируют нефтепродукты. Для них характерны большая разветвленность и сложная структура, поскольку они состоят из большого количества участков разных по длине и конфигурации.
Саморегулирующийся кабель можно нарезать по размерам каждого участка и подключать через силовые соединительные коробки, монтируемые непосредственно на трубопроводе.
На протяженных магистральных нефтепроводах до 30 км длиной применяют резистивный нагревательный кабель и обогревательные системы, использующие скин-эффект.
Взрывобезопасность системы
Нефтепродукты — пожаро- и взрывоопасные вещества. Поэтому для обогрева труб, по которым они транспортируются, следует использовать промышленный нагревательный кабель сертифицированный и разрешенный для применения во взрывоопасных средах. Все комплектующие системы обогрева так же должны иметь исполнение соответствующего уровня взрывозащищенности.
Заданный температурный диапазон
При транспортировке нефти и нефтепродуктов по трубопроводу необходимо поддерживать их температуру в заданном диапазоне, не допуская превышения нормы их вязкости, а также перегрева, который может привести к изменению или потере свойств продукта.
Именно по этой причине для обогрева нефтепроводов наиболее подходящим выбором будет взрывозащищенный саморегулирующийся нагревательный кабель, изменяющий количество выделяемого тепла локально в зависимости от температуры каждого конкретного участка, что исключает перегрев трубы. При грамотном сочетании греющего кабеля с терморегулирующими устройствами система обогрева такого типа наиболее выгодна технически и экономически. В основе работы такого кабеля лежит его способность изменять сопротивление и, как следствие, количество выделяемого тепла при изменении температуры окружающей среды — при ее повышении количество выделяемого тепла уменьшается и наоборот. Даже при монтаже внахлёст такой кабель не перегревается.
Поэтому отсутствует необходимость контроля температуры каждого отдельного участка трубопровода, это происходит автоматически. Достаточно обеспечить подключение/отключение обогревательной системы в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Температурные характеристики кабеля
Выбирая нагревательный кабель для нефтепровода, необходимо учитывать не только его мощность и взрывозащищенность, но и все температурные характеристики.
В частности, для трубопроводов, подвергаемых пропарке, выбирают:
- среднетемпературные с термостойкостью до 200ºC (пропарка);
- высокотемпературные с термостойкостью выше 200ºC.
Такие кабели сохраняют свои характеристики при воздействии пара. Другая температурная характеристика греющего кабеля — максимальная рабочая температура не должна быть выше температуры самовоспламенения обогреваемого продукта.
При быстром разогреве трубопровода с нефтепродуктами или для поддержания высокой температуры используются гибкие нагревательные ленты или нагревательные кабели с минеральной изоляцией.
Таким образом, при оборудовании нефтепровода системой обогрева необходимо учесть:
- свойства транспортируемого продукта (взрывоопасность и пожароопасность);
- характеристики окружающей среды;
- топологию нефтепровода (протяженность, разветвленность, количество участков и их размеры);
- характеристики трубы (размеры, материал и др.);
- характеристики кабеля.