scop:
Inducerea-rezistive sistem de încălzire (PIELE-sistem) este proiectat pentru a proteja împotriva înghețului, menținerea temperaturii și conductele de încălzire prelungită de la 3-5 km și rezervoare de bază mai lungi și platforme.
Elementul de încălzire al sistemului SKIN este o construcție compusă din următoarele elemente:
- Un tub din oțel dintr-o singură bucată sau un încălzitor inductiv-rezistiv (IRN). IRN este fabricat din oțel carbon special, cu parametri feromagnetici specifici cu un diametru exterior de 16-60 mm și o grosime a peretelui de 2,5-4 mm. IRN este atașat la peretele exterior al obiectului încălzit.
- SKIN-conductor sau inductor-conductor rezistiv (IRP). IRP constă dintr-un miez de cupru multi-fir și o teacă izolatoare. Izolația exterioară a conductorului este realizată dintr-un material plastic rezistent la căldură sau fluoropolimer. Tensiunea de alimentare a conductorului SKIN este de la 2 la 5kV (50-60Hz), iar temperatura maximă de funcționare este de la -60C la 260C. IRP este pus în interiorul IRN.
Elementul de încălzire al sistemului SKIN este capabil să producă putere de încălzire de până la 100 W / m. Designul conductorului SKIN este arătat schematic în figura 1
Principiul de funcționare:
Eliberarea căldurii de la elementul de încălzire al sistemului SKIN se datorează prezenței așa-numitului efect SKIN. SKIN-heater (IRN) este instalat astfel încât să asigure un contact termic fiabil cu obiectul de încălzire. Conductorul SKIN (IRP) este plasat într-un încălzitor SKIN din oțel feromagnetic. La capătul îndepărtat, conductorul SKIN este scurtcircuitat cu încălzitorul SKIN. La ambele capete, încălzitorul SKIN este legat la pământ. La capătul apropiat se aplică o tensiune de alimentare a frecvenței industriale (50-60 Hz) între conducta SKIN și încălzitorul SKIN.
Tensiunea de alimentare este aplicată astfel încât curentul să curgă prin IRP într-o direcție, iar NIR să fie returnat. În aceste condiții, rezistența IPM practic nu diferă de rezistența la curent continuu. În IRN există alte procese. Deoarece permeabilitatea magnetică relativă a oțelului este de 800-1000, datorită influenței reciproce a curenților de curgere, curentul este deplasat pe suprafața internă a IRN. Datorită proprietăților magnetice ale IRN, există un efect de suprafață bine pronunțat (efect SKIN) în el, adică curentul nu curge peste întreaga grosime a peretelui IRN, ci într-un strat subțire de suprafață de aproximativ 1 mm grosime la suprafața interioară a IRN. Efectul de suprafață conduce la faptul că rezistența NIR cu curent alternativ este mult mai mare decât la cea constantă. Când curentul curge, căldura este eliberată SRI și IRN. Această căldură, împreună cu căldură din conductorul interior, este transferată către obiectul încălzit. Dacă sistemul este proiectat corect, 60-80% din căldură este eliberată în IRN și doar 20-40% în IRP. Drept urmare, regimul termic al IRP care se desfășoară în interiorul IRN nu provoacă supraîncălzirea sa semnificativă, care servește drept bază pentru fiabilitatea ridicată a sistemului.
O proprietate importantă a sistemului SKIN este siguranța electrică. Curentul curge de-a lungul suprafeței interne a IRN și practic nu există curent pe suprafața sa exterioară și nu există potențiale electrice. Sistemul electric este construit astfel încât să asigure continuitatea atât a perturbației cât și a NIR, care este un conductor de retur. IRN, așa cum am menționat mai sus, este bine fundamentată.
Fixarea elementului de încălzire la obiectul de încălzire se realizează prin intermediul unor cleme de metal folosind o unealtă specială sau prin sudură cu puncte. Un strat de izolație termică cu un strat de protecție este montat pe partea superioară a elementului de încălzire.
Principiul funcționării sistemului folosind exemplul încălzirii secțiunii conductei este prezentat în figura 2-4.
Avantajele sistemului SKIN:
- Economie. Economiile de cheltuieli de capital pentru achiziționarea de echipamente și materiale de încălzire pentru a crea sisteme de încălzire lungime de 3-5 km sau mai mult, în comparație cu costul de introducere a sistemelor inteligente și a sistemelor de țevi pe termen lung datorită posibilei alimentare cu energie termică la un capăt.
- Posibilitatea de a încălzi o conductă extinsă. De înaltă tensiune (până la 5 kV), în combinație cu rezistență redusă sistem per metru lungime permite alimentarea unuia umeri sursa de încălzire la 20 km lungime.
- Siguranță electrică. Suprafața exterioară a elementului încălzit este legată la pământ și are potențial zero, ceea ce garantează siguranța electrică a sistemului SKIN.
- Bun contact termic. Elementul de încălzire a metalului este sudat sau fixat direct pe conductă.
- Ușor de instalat. Elementul principal de combustibil (IRN) nu are izolație electrică exterioară, care poate fi deteriorată în timpul instalării.
- Fiabilitate. IRN-ul din oțel asigură rezistență mecanică și protecția perturbării de daune, ceea ce este deosebit de important pentru conductele subterane sau sub apă. Potrivit pentru utilizarea la temperaturi ridicate de până la 200 ° C pentru utilizarea în procesul de menținere a temperaturii. Domeniul de temperatură de funcționare al conductorului SKIN este de la -60 ° C la + 260 ° C. Temperatura mediului în timpul funcționării sistemului de la -55 ° C la + 70 ° C.
- Mentenabilitate. Prezența unui număr suficient de sertare simplifică accesul la conducta SKIN fără a deteriora izolația termică.
Compoziția sistemului:
Sistemul de încălzire SKIN este alcătuit din două subsisteme:
1. Subsistem electric de încălzire.
2. Subsistemul de putere și control.
Subsistemele de încălzire electrică, alimentare și control sunt prezentate în mod obișnuit în fig. 5-6.
Specialiștii LLC „Prom-A Ural“ este întotdeauna gata să vă ofere sfaturi cu privire la utilizarea-pielii sisteme electrice, precum și pentru a furniza servicii pe calcul, proiectarea și implementarea sistemelor electrice de încălzire bazate pe echipamente furnizate de producător.