Обогрев резервуаров для хранения нефти: полное руководство и обзор технологий

Обогрев резервуаров для хранения нефти — это метод электрического поверхностного нагрева, который поддерживает хранящиеся углеводороды выше температуры застывания и при необходимой температуре процесса. Нагревательные кабели крепятся к корпусу или полу резервуара, а термостат регулирует их работу таким образом, чтобы сырая нефть, мазут, битум и химические продукты оставались жидкими и перекачиваемыми даже в суровых зимних условиях. Когда содержимое резервуара остывает и застывает, повторный нагрев становится медленным, дорогим и разрушительным; Цель системы обогрева резервуара — полностью предотвратить этот сценарий.

В этом руководстве объясняется, что такое система обогрева резервуаров, зачем она нужна резервуарам, какие кабельные технологии следует сравнивать, как подойти к проектированию и какие детали управления, установки и обслуживания определяют долгосрочную надежность.

Что такое обогрев резервуаров для хранения нефти?

Обогрев — это метод нагрева поверхности, который поддерживает температуру хранимого продукта, а не быстро повышает ее из холодного состояния. Резервуар изолируется первым, а нагревательные кабели, обернутые вокруг корпуса резервуара или проложенные поверх него, компенсируют потери тепла в режиме ожидания через стену, крышу и днище. Вот почему точный размер и стабильный контроль температуры имеют большее значение, чем грубая мощность.

Полная система обогрева резервуара для хранения нефти состоит из трех частей:

• Нагревательные кабели, генерирующие тепло по поверхности резервуара;
• Оборудование управления и контроля, включая термостаты, датчики температуры и устройства сигнализации;
• Механические аксессуары, такие как лента из фольги, кабельные зажимы, теплоизоляция и защищенные от атмосферных воздействий распределительные коробки.

Почему резервуарам для хранения нефти нужен обогрев

Резервуары для хранения нефти нуждаются в обогреве, поскольку большинство углеводородов невозможно перекачивать при температуре окружающей среды: вязкость возрастает при падении температуры, а затвердевание при температуре застывания полностью останавливает работу. Обогрев устанавливается по эксплуатационным, финансовым причинам и соображениям безопасности.

• Контроль вязкости. Большинство тяжелых продуктов можно перекачивать только при температуре 50–70 °C. Ниже этого уровня нагнетательные насосы кавитируют, и скорость потока падает.
• Защита от точки застывания. Парафинистая нефть и остаточное топливо могут затвердеть внутри резервуара, если температура упадет ниже точки застывания. В этом случае для восстановления требуется продувка паром, циркуляция горячего масла или даже вход в резервуар.
• Управление влажностью. Конденсат внутри резервуара может замерзнуть и заблокировать всасывающие линии, а вода на дне резервуара ускоряет коррозию.
• Надежность процесса. Постоянная температура подачи обеспечивает работу последующих нагревателей, сепараторов и горелок в пределах расчетного диапазона.
• Конструктивная безопасность. Повторяющееся охлаждение и повторный нагрев, а также силы плавучести, вызванные затвердевшим поверхностным слоем, могут повредить стенки резервуара и опоры смесителя.

Подсчитайте стоимость одного неожиданного выхода из строя резервуара один раз, и бюджет на правильно спроектированную систему обогрева покажется очень небольшим по сравнению с этим.

Технологии обогрева резервуаров для хранения нефти

Правильная технология резервуара для хранения соответствует поддерживаемой температуре, размеру резервуара и классификации площади объекта. В резервуарах для хранения нефти чаще всего применяются четыре системы: саморегулирующиеся, постоянной мощности, с минеральной изоляцией и с отслеживанием скин-эффекта.

Для большинства наземных резервуаров стандартной отправной точкой является саморегулирующийся кабель. Его можно разрезать и заделать на месте, он регулирует свою мощность вдоль стенки резервуара и не допускает локального перегрева, где кронштейны или опоры труб изменяют характер теплопотерь.

Саморегулирующийся нагревательный кабель UFA для изоляции резервуаров Этот саморегулирующийся кабель обрезается на месте до нужной длины, регулирует выходную мощность вдоль стенки резервуара и предотвращает локальный перегрев. Он предлагает оболочки из полиолефина или фторполимера и разрешения для использования в опасных зонах. Посмотреть продукт →

Серия UFA представляет собой представительный саморегулирующийся нагревательный кабель для изоляции резервуаров и резервуаров. Прежде чем завершить разработку спецификации, проверьте, как саморегулирующиеся нагревательные кабели применяются в изоляции промышленных резервуаров. .

Для больших резервуаров, которым требуется равномерная выходная мощность при более высокой поддерживаемой температуре, обычно лучше подходит кабель постоянной мощности.

Нагревательный кабель постоянной мощности SANTO AMM для высоких температур Обогревательный провод постоянной мощности для промышленных трубопроводов и оборудования, способный выдерживать температуру до 400°С. Подходит для работы в условиях высокой выходной мощности и в условиях повышенного воздействия, имеет сертификаты для взрывоопасных зон. Посмотреть продукт →

Серия Santo-AMM принадлежит к этому семейству и предназначена для промышленного обогрева, где целевая температура превышает практический предел саморегулирующихся конструкций.

Ключевые соображения по проектированию

Успех или неудача обогрева резервуара зависит от расчета теплопотерь, а не от каталожной мощности кабеля. Определяющее число — это установившиеся тепловые потери при самой низкой температуре окружающей среды на объекте, преобразованные в длину кабеля, расстояние между цепями и уставку управления.

Никогда не подбирайте систему резервуаров без учета температуры застывания продукта, максимально допустимой температуры стенки резервуара и расчетных условий окружающей среды. Эти три значения определяют, допустимо ли вообще технически использование саморегулирующегося кабеля, кабеля постоянной мощности или системы с минеральной изоляцией.

Для резервуаров, расположенных в опасных зонах Зоны 1 или Зоны 2, как нагревательный кабель, так и регулятор температуры должны соответствовать классификации зоны, а максимальная температура поверхности кабеля должна оставаться ниже температуры воспламенения хранимого продукта и любой легковоспламеняющейся атмосферы вокруг резервуара.

Контроль температуры и компоненты системы

Система обогрева резервуара настолько надежна, насколько надежна ее система контроля температуры. Термостат должен измерять температуру стенки резервуара или продукта, а не температуру воздуха внутри резервуара, а уставка контроллера должна быть заблокирована от несанкционированных изменений.

Основными компонентами пакета управления и распространения являются:

• Поверхностный или погружной термостат, подходящий для данной зоны;
• Интеллектуальный контроллер с цифровым дисплеем и выходом сигнализации, где требуется мониторинг;
• Всепогодные или взрывозащищенные распределительные коробки, комплекты подключения к сети и комплекты хвостовой части;
• Контроллер верхнего предела или сигнализация высокой температуры, когда температура стенок резервуара ограничена.

Для резервуаров, находящихся в опасной зоне, взрывозащищенный контроллер является обязательным, а не факультативным.

Интеллектуальный взрывозащищенный регулятор температуры серии HDBK-WK Заменяет механические термостаты при электрическом обогреве, обеспечивая точное управление, защиту по току, предупреждение об обрыве фазы и мониторинг утечек. Сертифицирован для опасных зон, совмещает дисплей и сигнализацию в одном устройстве. Посмотреть продукт →

Интеллектуальный взрывозащищенный регулятор температуры серии HDBK-WK предназначен для этой задачи и сочетает в себе функции контроля температуры, локального дисплея и сигнализации в одном сертифицированном корпусе.

Основы установки и обслуживания

Качество установки оказывает такое же влияние на срок службы системы, как и сами кабели, и то же самое относится и к регулярному техническому обслуживанию.

• Перед креплением кабеля очистите поверхность резервуара и удалите ржавчину, окалину и масло.
• Установите кабель на расчетном расстоянии, используя утвержденные зажимы или ленту из фольги; избегайте провисающих петель и перекрывающихся участков.
• Обеспечьте непрерывную и устойчивую к атмосферным воздействиям теплоизоляцию; влажная изоляция увеличивает потери тепла и сокращает срок службы кабеля.
• Перед подачей питания проверьте напряжение источника питания и ток в цепи, а также проверьте минимальную температуру установки кабеля в холодную погоду.
• Запишите чертежи цепей, расположение соединений и настройки термостата в файл обслуживания.
• Выполняйте испытания сопротивления изоляции и целостности цепи после установки и во время каждой ежегодной проверки.

Часто задаваемые вопросы

Какой нагревательный кабель лучше всего подходит для резервуара для хранения нефти?

Для большинства резервуаров саморегулирующийся кабель является лучшим выбором, поскольку его можно безопасно разрезать на месте, он адаптирует выходную мощность к местной температуре и не может перегреться там, где трубы или опоры вызывают изменения в теплопотере. Для очень больших резервуаров с высокой поддерживаемой температурой более подходящими могут быть системы постоянной мощности или системы с минеральной изоляцией.

Какая температура должна поддерживаться в резервуаре для хранения масла?

Это зависит от продукта. Тяжелый мазут обычно хранится при температуре 50–60 °C, парафинистая нефть — при температуре чуть выше точки застывания, а битум — при температуре нагнетания из резервуара, необходимой для перекачки. Всегда основывайте уставку на эксплуатационных требованиях и максимальной температуре поддержания кабеля.

Нужны ли резервуарам для хранения нефти взрывозащищенные компоненты обогрева?

Если резервуар работает в опасной зоне 1 или 2, нагревательный кабель, термостат и распределительные коробки должны соответствовать классификации зон. В противном случае максимальная температура поверхности может превысить температуру воспламенения окружающей атмосферы и превратить резервуар в источник возгорания.

Как узнать, правильно ли работает система обогрева моего резервуара?

Проверьте напряжение питания, измерьте ток цепи и сравните его с расчетным значением, проверьте уставку термостата контактным термометром и выполните проверку сопротивления изоляции. Эти проверки следует проводить ежегодно и после любых работ на изоляции или поверхности резервуара.

Можно ли перекрывать саморегулирующиеся кабели на накопительном резервуаре?

В принципе, саморегулирующиеся кабели можно перекрывать, не перегорая, поскольку их выходная мощность снижается при повышении температуры. Однако перекрытие создает концентрированную горячую область на поверхности резервуара. Избегайте перекрытий в конструкции и всегда проверяйте минимальную температуру монтажа кабеля при прокладке в холодную погоду.

Обогрев резервуара для хранения нефти — это критически важная инвестиция, а не аксессуар. Определите поддерживаемую температуру, честно рассчитайте потери тепла при наихудших условиях окружающей среды, выберите технологию кабеля, соответствующую размеру резервуара и классификации зоны, и контролируйте ее с помощью термостата, соответствующего данной зоне. Выполните следующие действия, и бак будет надежно разряжаться в зимние месяцы, в противном случае его пришлось бы отключить.