RU38214U1 - Нагреватель трубопровода - Google Patents

Description

2QdJ--1Z 14 НАГРЕВАТЕЛЬ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а более конкретно - к устройствам для электрообогрева трубопроводов, предназначенных для транспортировки вязких и легкозастывающих продуктов (пек, битум, нефтепродукты, синтетические смолы, мастики и т.п.).

Известен нагреватель трубопровода, выполненный в виде электронагревательного элемента с токонесущими проводами, при этом электронагревательный элемент представляет собой ленту из стеклонити, в которую вмонтированы нагревательные жилы из сплава с высоким удельным электросопротивлением. Лента имеет водонепроницаемую оболочку из кремнийорганической резины с приливами для подсоединения токонесущих проводов (см. авторское свидетельство СССР JV 516208, кл. И 05 В 3/36,1974).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является принятый за прототип нагреватель трубопровода, содержащий греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого трубопровода и включает теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом, подключенным к токонесущим проводам (см. авторское свидетельство СССР № 802686, кл. F 16 L 53/00, Н 05 В 3/36, 1979).

Недостатком известных устройств является сложность и высокая трудоемкость и стоимость монтажа и ремонта нагревателя, а также недостаточно высокая надежность и долговечность электронагревательных элементов и неравномерный нагрев трубопровода.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является упрощение монтажа и демонтажа греющих блоков нагревателя, исключение возможности неравномерного нагрева

МПК7: F 16 L 53/00

Трубопровода, повышение конструктивной прочности и долговечности электронагревательных элементов нагревателя и теплозащитных свойств теплоизоляционного слоя греющего блока, а также обеспечение возможности контроля исправности электронагревательных элементов в процессе работы нагревателя.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является снижение трудоемкости и стоимости монтажа и ремонта нагревателя за счет упрощения монтажа и демонтажа его греющих блоков, обеспечение возможности равномерного нагрева вязких, низкотеплопроводных и коксующихся жидкостей до высоких температур за счет равномерного нагрева трубопровода по всей его длине, повышение надежности и долговечности нагревателя за счет повыщения конструктивной прочности и долговечности его электронагревательных элементов, снижение тепловых потерь в нагревателе за счет повышения теплозащитных свойств теплоизоляционного слоя греющего блока, а также обеспечение возможности своевременного обнаружения и замены неисправных электронагревательных элементов греющих блоков за счет контроля исправности указанных элементов в процессе работы нагревателя.

Для решения поставленной технической задачи в предлагаемом нагревателе трубопровода, содержащем греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого трубопровода и включает теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом, подключенным к токонесущим проводам, в отличие от прототипа, каждый греющий блок выполнен в виде двух спаренных греющих секций, каждая из которых содержит корпус, имеющий форму полого пустотелого тонкостенного полуцилиндра, внутренняя полость которого заполнена теплоизоляционным материалом, и электронагревательный элемент,

размещенный внутри корпуса на его стенке, примыкающей к обогреваемому трубопроводу, при этом электронагревательный элемент выполнен в виде проволоки, изготовленной из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением и снабженной изолирующими элементами, внутренний диаметр корпуса греющей секции равен нарз жному диаметру обогреваемого трубопровода, а в каждом греющем блоке греющие секции соединены друг с другом нарз жными легкосъемными хомутами, расположенными на концевых участках греющих секций. Электронагревательный элемент каждой греющей секции может быть снабжен прижимами по всей его длине, выполненными с возможностью прижатия изолирующих элементов проволоки к корпусу греющей секции, и может быть выполнен из хромалюминиевой проволоки. В качестве теплоизоляционного материала может быть использовано муллитокремнеземистое волокно, а электронагревательный элемент каждой греющей секции может отличаться от электронагревательного элемента любой другой греющей секции величиной своего электрического сопротивления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг. 1 - нагреватель трубопровода, общий вид;

на фиг.2 - греющая секция нагревателя, общий вид;

на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2;

на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.2;

на фиг.З - принципиальная электрическая схема нагревателя.

Нагреватель трубопровода содержит несколько греющих блоков 1 (фиг.1), установленных по длине обогреваемого трубопровода 2. При этом каждый из греющих блоков 1 выполнен в виде двух спаренных греющих секций 3, соединенных друг с дрзтом легкосъемными хомутами 4, установленными на концевых участках секций 3. Промежуток между

каждыми двумя смежными греющими блоками 1 заполняется теплоизоляционнымматериалом5,преимущественно

муллитокремнеземистым волокном МКРВ-2000, и закрывается наружным цилиндрическим кожухом 6, выполненным, например, из оцинкованного стального листа. При этом концевые участки кожуха 6 находят на концы греющих секций 3 смежных блоков 1 и закреплены на них хомутами 4. Каждая из греющих секций 3 содержит пустотелый тонкостенный корпус 7 (фиг.2-4), внутренняя полость которого заполнена теплоизоляционным материалом 8, и электронагревательный элемент 9, размещенный внутри корпуса 7 на его стенке, примыкающей к обогреваемому трубопроводу 2. Корпус 7 имеет форму полого полуцилиндра, на торцах которого установлены теплоизоляционные ацеидовые пластины 10, а поверхность корпуса 7, примыкающая к обогреваемому трубопроводу 2, выполнена цилиндрической с диаметром, равным наружному диаметру трубопровода 2. Электронагревательный элемент 9 каждой греющей секции 3 подсоединен к токонесущим проводам Ни выполнен из проволоки, изготовленной из сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением. Проволока окружена керамическими изолирующими элементами (не показаны), снабженными прижимами (не показаны) по всей длине электронагревательного элемента 9, выполненными с возможностью прижатия изолирз ющих элементов к корпусу 7 греющей секции. При этом провода 11 греющих секций 3 смежных блоков 1 соединены друг с другом муфтами 12.

Для увеличения срока службы и констрз тивной прочности каждый электронагревательный элемент 9 выполнен из хромалюминиевой проволоки Х23Ю5Т ГОСТ 12766.1-77. Электронагреватели трубопроводов разогреваются, как правило, до температуры, не превышающей 300°. При этом температура хромалюминиевой проволоки не превышает 500°, а окисление хромалюминиевого сплава при такой температуре практически

не происходит. В связи с этим срок службы электроиагревательных элементов 9, изготовленных из хромалюминиевой нроволоки, составляет не менее 20 лет. При этом элементы 9 сохраняют свою работоспособность с незначительным увеличением их электрического сопротивления. Для снижения тепловых потерь в нагревателе в качестве теплоизоляционного материала 8 использован материал с низкой теплопроводностью, преимущественно муллитокремнеземистое волокно МКРВ-2000. Электронагревательный элемент 9 каждой греющей секции 3 отличается от электронагревательного элемента 9 любой дрзтой греющей секции 3 величиной своего электрического сопротивления в целях обеспечения возможности контроля исправности электронагревательных элементов 9. Элементы 9 греющих секций 3 смежных греющих блоков 1 соединены друг с другом последовательно (фиг.5).

Нагреватель трубопровода монтируется и работает следующим образом.

На обогреваемый трубопровод 2 накладывают пары греющих секций 3, на которые устанавливают хомуты, располагая их на расстоянии 150-250 мм от концов секций 3. В промежутках между парами греющих секций 3 укладывают теплозащитное муллитокремнеземистое волокно МКРВ-2000. При этом концы токонесущих проводов 11, подсоединенные к электронагревательным элементам 9, выводят . После этого соединяют провода 11 смежных пар секций 3 с помощью соединительных муфт 12, просверливают отверстия в защитных кожухах 6 в местах подключения кабельных вводов к токонесущим проводам 11, одевают кожухи 6 на трубопровод 2 в промежутках между парами греющих секций 3 с установкой концов кожухов 6 на концы секций 3, продевают провода 11 через указанные отверстия в кожухах 6, перемещают хомуты 4 к концам секций 3 и устанавливают их на концах кожухов 6, стягивают хомуты 4 стяжными болтами и подсоединяют провода 11 к электрокабелю.

Для обогрева трубопровода 2 к проводам 11 по электрокабелю подводят электричество с заданной величиной силы тока и напряжения, в результате чего происходит разогрев трубопровода 2 электронагревателями 9 до заданной температуры. После этого производят транспортировку продукта, по трубопроводу 2. При необходимости З еличения или зпугеньшения температуры трубопровода 2 соответственно увеличивают или уменьшают силу тока в проводах 11, а при необходимости прекращения обогрева трубопровода 2 отключают провода 11 от источника электроэнергии.

В процессе работы нагревателя с помощью автоматической системы контроля регистрируют изменение электрического сопротивления электронагревательных элементов 9. При резком падении электрического сопротивления элемента 9 указанная автоматическая система подает оператору сигнал о неисправности данного элемента. Для замены вышешего из строя элемента 9 производят демонтаж с трубопровлда 2 греющей секции 3 с неисправным электронагревательным элементом 9 и на ее место устанавливают нов)шз или отремонтированную греющую секцию 3.

Выполнение в предлагаемом нагревателе греющих блоков в виде спаренных греющих секций, имеющих форму полого пустотелого полуцилиндра, позволяет упростить и ускорить монтаж нагревателя и замену вышедщих из строя электронагревательных элементов нагревателя, а прижатие электронагревательных элементов к стенке корпуса греющей секции обеспечивает равномерный нагрев трубопровода 2 и транспортируемого по нему продз ста. Вместе с тем, изготовление электронагревательных элементов из хромалюминиевой проволоки Х23Ю5Т повыщает констрз стивную прочность и срок службы указанных элементов, за счет чего повышается надежность работы и долговечность нагревателя, а применение в качестве теплоизоляционного материала

муллитокремнеземистого волокна МКРВ-2000 позволяет снизить тепловые потери в нагревателе. Кроме того, выполнение электронагревательных элементов с различным электрическим сопротивлением позволяет простым путем - измерением величины тока и напряжения выявлять какие из указанных элементов неисправны по отклонению величины их электрического сопротивления от первоначального значения.

Высокий запас конструктивной прочности электронагревательных элементов, выполненных из хромалюминиевой проволоки Х23Ю5Т, и равномерное распределение тепла позволяют создавать на базе предлагаемого нагревателя многозонные распределенные электрические нагреватели трубопроводов различного назначения с обеспечением управления степенью нагрева по всей длине трубы. Применение схемы последовательного соединения электронагревательных элементов греющих секций позволяет рационально регулировать погонную мощность нагрева в зависимости от требуемых условий. Если, например, необходимо разогревать транспортируемый по трубопроводу продукт на определенном участке трубопровода с повышенной погонной мощностью нагрева количество последовательно соединяемых секций уменьшается, а если необходимо только компенсировать тепловые потери количество последовательно соединяемых секций увеличивается. Таким образом, обеспечивается рациональное управление установленной тепловой мощностью нагревателя.

Авторы: г/ Афанасиади Н.Г.

уАфанасиади А.Н Плоцкер Л.М.

Claims (5)

1. Нагреватель трубопровода, содержащий греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого трубопровода и включает теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом, подключенным к токонесущим проводам, отличающийся тем, что каждый греющий блок выполнен в виде двух спаренных греющих секций, каждая из которых содержит корпус, имеющий форму полого пустотелого тонкостенного полуцилиндра, внутренняя полость которого заполнена теплоизоляционным материалом, и электронагревательный элемент, размещенный внутри корпуса на его стенке, примыкающей к обогреваемому трубопроводу, при этом электронагревательный элемент выполнен в виде проволоки, изготовленной из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением и снабженной изолирующими элементами, внутренний диаметр корпуса греющей секции равен наружному диаметру обогреваемого трубопровода, а в каждом греющем блоке греющие секции соединены друг с другом наружными легкосъемными хомутами, расположенными на концевых участках греющих секций.

2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательный элемент каждой греющей секции снабжен прижимами по всей его длине, выполненными с возможностью прижатия изолирующих элементов проволоки к корпусу греющей секции.

3. Нагреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что электронагревательный элемент каждой греющей секции выполнен из хромалюминиевой проволоки.

4. Нагреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве теплоизоляционного материала используется муллитокремнеземистое волокно.

5. Нагреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что электронагревательный элемент каждой греющей секции отличается от электронагревательного элемента любой другой греющей секции величиной своего электрического сопротивления.