что такое скин трубка

Назначение:

Индукционно-резистивная система обогрева (СКИН-система) предназначена для защиты от замерзания, поддержания температуры и разогрева протяженных трубопроводов от 3-5 км и длиннее, оснований резервуаров и платформ.

Нагревательный элемент СКИН системы представляет собой конструцию, состоящую из следующих элементов:

Нагревательный элемент СКИН-системы способен выделять мощность обогрева до 100Вт/м. Конструкция СКИН-проводника условно показана на рис.1

Принцип работы:

Тепловыделение от нагревательного элемента СКИН-системы происходит благодаря наличию так называемого СКИН-эффекта. СКИН-нагреватель (ИРН) монтируется так, чтобы обеспечить надежный тепловой контакт с объектом обогрева. СКИН-проводник (ИРП) помещается в ферромагнитный стальной СКИН-нагреватель. На дальнем конце СКИН-проводник накоротко соединяется со СКИН-нагревателем. На обоих концах СКИН-нагреватель заземляется. На ближнем конце между СКИН-проводником и СКИН-нагревателем прикладывается питающее напряжение промышленной частоты (50-60Гц).

Питающее напряжение прикладывается таким образом, что по ИРП ток течет в одном направлении, а по ИРН возвращается. При этих условиях сопротивление ИРП практически не отличается от сопротивления на постоянном токе. Иные процессы происходят в ИРН. Так как относительная магнитная проницаемость стали равна 800-1000, за счет взаимного влияния протекающих токов происходит вытеснение тока к внутренней поверхности ИРН. За счет магнитных свойств ИРН в нем имеет место быть хорошо выраженный поверхностный эффект (СКИН-эффект), т.е. ток протекает не по всей толще стенки ИРН, а в тонком поверхностном слое толщиной около 1 мм у внутренней поверхности ИРН. Поверхностный эффект приводит к тому, что сопротивление ИРН на переменном токе заметно больше, чем на постоянном. При протекании тока происходит выделение тепла в ИРП и в ИРН. Это тепло вместе с теплом от внутреннего проводника передается обогреваемому объекту. При правильном конструировании системы 60-80% тепла выделяется в ИРН и только 20-40% в ИРП. В результате тепловой режим работы ИРП, проходящего внутри ИРН, не вызывает его существенного перегрева, что служит фундаментом высокой надежности системы.

Важным свойством СКИН-системы является ее электрическая безопасность. Ток протекает по внутренней поверхности ИРН, а на внешней ее поверхности ток практически отсутствует, и нет электрических потенциалов. Электрически система строится так, чтобы обеспечить непрерывность, как ИРП, так и ИРН, представляющего собой обратный проводник. ИРН, как было указано выше, надежно заземляется.

Крепление нагревательного элемента к объекту обогрева производится металлическими хомутами при помощи специального инструмента или точечной сваркой. Поверх нагревательного элемента монтируется слой теплоизоляции с защитным покрытием.

Принцип работы системы на примере обогрева участка трубопровода показан на рис.2-4.

Преимущества СКИН-систем:

Состав системы:

СКИН-система обогрева состоит из двух подсистем:

1. Подсистема электрообогрева.

2. Подсистема питания и управления.

Подсистемы электрообогрева, питания и управления условно показаны на рис. 5-6.

Специалисты ООО «Пром-А Урал» всегда готовы проконсультировать Вас по вопросам применения СКИН-систем электрообогрева, а также оказать услуги по расчету, проектированию и внедрению систем электрообогрева на базе оборудования представленных заводов-изготовителей.

Источник

Что такое СКИН-система и как она работает

Безопасная и надежная система обогрева трубопроводов любой длины при надземной, подземной, подводной прокладке, в том числе во взрывоопасных зонах.

Назначение скин-системы

Индукционно-резистивная система (СКИН-ЭФФЕКТ) предназначена для поддержания температуры продукта, защиты от замораживания и стартового разогрева магистальных трубопроводов большой длины.

Принцип действия СКИН-ЭФФЕКТА

В СКИН-СИСТЕМЕ применяются специальные нагревательные элементы, использующие явление скин-эффекта и эффекта близости в проводниках из ферромагнитных материалов на переменном токе промышленной частоты.

Нагревательный элемент представляет собой трубу из низкоуглеродистой стали с наружным диаметром 20–60 мм и толщиной стенки не менее 2-х мм, внутри которой располагается проводник из немагнитного материала (меди или алюминия) сечением 25–50 кв.мм. Проводник в конце плеча обогрева надежно соединяется со стальной трубой, а в начале плеча между трубой и проводником подается переменное напряжение, величина которого рассчитывается исходя из необходимого тепловыделения и длины участка обогрева.

Переменный ток течет по всему сечению внутреннего проводника, поскольку на промышленной частоте в немагнитном материале с хорошей проводимостью заметного поверхностного эффекта не возникает. В ферромагнитном внешнем проводнике (стальной трубе) скин-эффект ярко выражен и весь ток течет по внутреннему слою трубы толщиной около 1 мм, а потенциал наружной поверхности трубы остается практически нулевым. В силу малой толщины скин-слоя, основное тепловыделение (до 80%) происходит в стальной трубе.

Преимущества скин-эффекта

В зависимости от требуемой мощности обогрева и длины трубопровода скин-система может состоять из одного, двух или трех нагревательных элементов.

Комплексная система

СКИН-система поставляется и монтируется в полном комплекте, включающем:
— элементы системы обогрева
— систему контроля и управления
— систему электропитания
Система электропитания выполняется в виде комплектной трансформаторной подстанции (КТП), включающей в себя распределительные ячейки высокой и низкой стороны, специализированный симметрирующий трансформатор. КТП размещается в специализированном обогреваемом и освещаемом контейнере. Кроме того, имеется возможность оснастить КТП охранно-пожарной сигнализацией и системой охлаждения.

Электропитание
до 6 кВ

Конструкция
Тепловыделяющий элемент: труба из низкоуглеродистой стали диаметром 20–60 мм с толщиной стенки 3–4 мм
Токонесущий проводник: специальный проводник, устойчивый к воздействию высокого напряжения (до 5кВ), к тепловым нагрузкам (до 200°С) и механическим нагрузкам при монтаже

Расчетное распределение температур

Пример обогрева теплоизолированного трубопровода двумя нагревательными элементами системы с суммарной мощностью 120 Вт/м. Диаметр трубы 108 мм, t окр. возд. = –35°C.

Эффективность СКИН-СИСТЕМЫ в сравнении с другими типами нагревателей

Схема электропитания участка трубопровода, обогреваемого СКИН-эффектом

Подробности сертификации

Сертификат соответствия на систему электрического обогрева ИРСН-15000 № РОСС RU.ГБ05.В02387. Разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № РРС 00-31340 на применение системы электрического обогрева ИРСН-15000 во взрывозащищенном исполнении. По запросу возможна сертификация на соответствие другим национальным стандартам.

Другие варианты обогрева помещений, труб, кровли вы можете посмотреть в нашем интернет-магазине.

Источник

Что такое скин-система и как она работает?

Широкое использование нефти и продуктов её переработки в промышленности началось со второй половины XIX века.
Развитие добычи, транспортировки и переработки нефти и нефтепродуктов выявило проблему необходимости подогрева трубопроводов, резервуаров и других объектов.

Проблема обогрева объектов особенно актуальна для районов Севера европейской части России и Сибири. Острая необходимость обогрева трубопроводов в условиях Крайнего Севера диктуется тем обстоятельством, что транспортировка указанных жидкостей осложняется образованием парафиновых, ледяных и газогидратных пробок.

В случае остановки по необходимости, вода в водоводе может замёрзнуть и разрушить трубу.

Углеводородное сырьё при низких температурах значительно увеличивает свою вязкость, что повышает нагрузку на насосы, а при остановке транспортировки образуются непроходимые пробки.

Наличие системы обогрева позволяет обеспечить нормальное круглогодичное функционирование газовых, нефтяных трубопроводов и водоводов. Поэтому, с одной стороны, системы обогрева обеспечивают стабильность технологических процессов на месторождении, а с другой – являются элементом обеспечения безопасности и повышения надёжности нефтегазового оборудования и систем жизнеобеспечения.

Обогрев трубопроводов снижает риски эксплуатации нефтегазоконденсатных месторождений в экстремальных климатических условиях, а также решает следующие задачи:

Нефтяное путешествие

Вот нефть оказалась на поверхности, прошла первичную обработку и готова отправиться дальше.

Впереди у неё десятки, а то и сотни километров трубопровода, и на этом пути её температуру тоже лучше поддерживать постоянно. Это вопрос экологической безопасности.

А заодно и способ избежать больших финансовых потерь, если с трубопроводом вдруг что-то произойдёт.

Чтобы предотвратить разрушение и простой в работе, можно построить резервуарные парки на всём протяжении трубопровода и в критических ситуациях сливать застывшую нефть туда, но это очень дорого.

Ещё один вариант — сливать на рельеф, то есть просто на землю. Природа после подобных сливов может восстанавливаться несколько десятков лет.

Но есть и третий способ решения проблемы — установка на трубопроводе особых систем обогрева на основе скин-эффекта.
Именно такое решение предлагают специалисты Группы компаний «Специальные системы и технологии» (ГК «ССТ»). Это один из четырёх мировых производителей систем электрообогрева на основе скин-эффекта.

Скин-система

Система электрообогрева на основе скин-эффекта (или индукционно-резистивная система нагрева, ИРСН) является единственной конструкцией, позволяющей обогревать плечо трубопровода до 60 км и подавать питание с одного конца без сопроводительной сети.

Впервые такая технология появилась в Японии в 1960-х годах, и в настоящее время в мире всего несколько производителей сумели освоить её. Сегодня системы электрообогрева на основе скин-эффекта производятся только в Японии, США и России.

Принцип действия рассматриваемой системы основан на двух явлениях: эффекте близости и скин-эффекте (поверхностном эффекте).

Нагревательным элементом системы электрообогрева выступает труба из ферромагнитной стали наружным диаметром 15-60 мм и толщиной стенки не менее 3,0 мм, в которую свободно помещён изолированный проводник из немагнитного материала сечением 8–40 мм2. Проводник в конце плеча обогрева электрически соединяется с трубкой, а в начале плеча между трубкой и проводником подается переменное напряжение от источника электропитания.

Ток, протекающий по жиле проводника, индуцирует магнитное поле, взаимодействующее с током обратного направления, протекающим по трубе. Вследствие чего в ферромагнитном внешнем проводнике (стальной трубке) возникает ярко выраженный скин-эффект: ток протекает не по всей толщине стенки трубки, а в тонком (около 1 мм) поверхностном слое. Причём этот слой расположен у внутренней поверхности стальной трубки.

Так как на внешней поверхности трубки ток практически отсутствует, потенциал наружной поверхности остаётся нулевым, что делает ИРСН электробезопасной.

Системы на основе скин-эффекта получили применение на крупнейших объектах Total, ПАО «НК «Роснефть», ПАО «Газпром», ПАО «ЛУКОЙЛ», среди которых Харьягинское, Южно-Шапкинское, Ванкорское, Песцовое, Заполярное, Новопортовское месторождения, и другиx.

В общей сложности такими системами инжиниринговая компания «ССТэнергомонтаж» (входит в ГК «ССТ») оснастила более 1 000 км трубопроводов в России и за рубежом.

К слову

Инжиниринговая компания «ССТэнергомонтаж» — российский разработчик и поставщик систем электрообогрева и теплоизоляции для различных отраслей промышленности. «ССТэнергомонтаж» входит в Группу компаний «Специальные системы и технологии», которая является лидером российского рынка электрообогрева более 25 лет.

По опыту

За годы работы «ССТэнергомонтаж» накопила существенный опыт в решении задач обогрева трубопроводов.

В портфолио компании — участие в крупнейших проектах, в числе которых магистральные трубопроводы ВСТО, Заполярье-Пурпе, Куюмба-Тайшет, БТС-2.

Так, «Заполярье-Пурпе» является самым северным нефтепроводом России.

Из 488 км — а именно такова его общая протяжённость объекта — 170 проложено за Полярным кругом.

«ССТэнергомонтаж» обеспечила объект системами электрообогрева на основе скин-эффекта и саморегулирующимися нагревательными кабелями.

«По проекту, созданному совместно с заказчиком — компанией «Транснефть» — мы обеспечили скин-системами более 10 км. На всём протяжении стабильно поддерживается температура +5 °C», — рассказали в ГК «ССТ».

Такой объект, как Ванкорское месторождение, в представлении не нуждается. Его называют величайшим нефтяным открытием послед-них 25 лет.

Специалистам ГК «ССТ» довелось поработать и здесь: они выполняли услуги по проектированию, производству, поставке, монтажу и вводу в эксплуатацию систем электрообогрева. Здесь также была установлена ИРСН, длина обогреваемого трубопровода составила 11 417 м. Экспертам пришлось работать с трубами разного диаметра — от 89 до 325 мм. Система функционирует уже более 10 лет, по трубопроводам транспортируется вода, нефть и газ, а благодаря точным расчётам поддерживается температура +2…+20 °C.

Источник

Система обогрева трубопроводов с помощью поверхностного (СКИН)-эффекта

Водяной и паровой подогрев труб требует высокого расхода материальных ресурсов, и на сложных сетях трубопроводов в их установке могут появиться трудности, кроме того, их конструкции подвержены коррозии и боятся разморозки. Словом, такие системы обогрева трубопроводов не отличаются высокой надежностью.

У системы промышленного обогрева, представленной на странице, отсутствуют перечисленные недостатки. Во всех вариантах прокладок (подземных, надземных, подводных) она безопасна и надежна, с успехом может использоваться во взрывоопасных зонах.

Как устроен промышленный обогрев труб?

Промышленный обогрев трубопроводов посредством СКИН-системы действует следующим образом.

Нагревательный элемент представляет труба из ферромагнитных сплавов, наружный диаметр которой составляет от 20 до 60 мм, а толщина 3 мм. Внутри нее проложен изолированный алюминиевый или медный проводник сечением 10 – 50 мм². Он соединяется посредством электрического разъема в конце плеча обогрева, и между ним и трубой в начале плеча подается переменное напряжение.

Данная величина устанавливается путем расчета нужного тепловыделения и длины участка, который обогревается. Так как конструкция предполагает направление труб и токов проводника навстречу друг другу, появляется поверхностный эффект и эффект близости. Благодаря этому в трубе ток проходит вблизи внутренней ее поверхности – по внутреннему слою, при отсутствии напряжения в самой трубе.

Так как проводник выполнен из немагнитных материалов, выраженный поверхностный эффект не возникает в нем, и переменный ток может идти по всему его сечению. До 80% мощности системы приходится на трубу, она является основным тепловыделяющим элементом.

Преимущества СКИН-системы промышленного обогрева

Ниже перечислены основные преимущества системы промышленного обогрева труб, представленной на нашем сайте.

Все лучшие новинки электротехнической продукции ищите на нашем сайте!

Источник

Скин-система обогрева трубопроводов

Обогрев трубопроводов системой на основе скин-эффекта – максимально надёжный и безопасный способ защитить линию от холодов и мороза. Заинтересованным в энергосбережении и повышении энергоэффективности заказчикам обязательно стоит рассмотреть это решение. Также оно будет оптимальным для владельцев трубопроводов северных регионов.

Что такое СКИН-система обогрева

Второе название такой системы – ИРСН, что полностью звучит как «индукционно-резистивная система нагрева». Используется преимущественно для обогревания сверхдлинных трубопроводов.

За основу системы обогрева на основе скин-эффекта берется трубка из низкоуглеродистой стали. Это может быть алюминий или медь. Дополнительно по диаметру трубы проложен толстый и плотный слой утеплителя. Нагревательных элементов может быть от одного до трёх, в зависимости от того, какой должна быть мощность обогрева и какова длина трубопровода.

Преимущества СКИН-систем

Способ обогрева на основе скин-эффекта признан одним из самых результативных.

При использовании ИРСН можно регулировать температуру нагрева эффективно и безошибочно. Сбоев в работе системы при правильном обслуживании не возникает. Прогрев происходит равномерно, нет аварий и простоев.

Где заказать проектирование и монтаж СКИН-системы

Группа компаний «ССТ» работает в сфере выпуска кабелей нагревательного типа, а также систем электрообогрева как бытового, так и промышленного назначения с 1991 года. На сегодняшний день также предоставляются услуги проектирования и монтажа. Система обогрева трубопровода на основе скин-эффекта производится на заказ под конкретные пожелания и требования, с учётом индивидуальных характеристик.

Виды скин-систем

Система электрообогрева на основе скин-эффекта UW Skin Tracing Solution

Скин-эффект возникает в проводниках под воздействием электромагнитных явлений протекающего переменного тока. В основе системы электрообогрева на основе скин-эффекта от ГК «ССТ» — уникальный гибкий индукционнорезистивный нагреватель.

Система электрообогрева на основе гибкого скин-нагревателя энергоэффективна. Доказательством могут служить опытно-промышленные испытания нагревателя в составе системы электрообогрева скважин Stream TracerTM. Фактическое энергопотребление снизилось на 47% (по сравнению с обогревом флюида в НКТ резистивным кабелем).

Система электрообогрева на основе скин-эффекта UW Skin Tracing Solution

Скин-эффект возникает в проводниках под воздействием электромагнитных явлений протекающего переменного тока. В основе системы электрообогрева на основе скин-эффекта от ГК «ССТ» — уникальный гибкий индукционнорезистивный нагреватель.

Система электрообогрева на основе гибкого скин-нагревателя энергоэффективна. Доказательством могут служить опытно-промышленные испытания нагревателя в составе системы электрообогрева скважин Stream TracerTM. Фактическое энергопотребление снизилось на 47% (по сравнению с обогревом флюида в НКТ резистивным кабелем).

Система электрообогрева сверхдлинных трубопроводов UW Very Long Line Solution

В основе системы электрообогрева сверхдлинных трубопроводных систем — кабели постоянной мощности VLL-A (алюминиевые жилы) и VLL-C (медные жилы). Сечение выбирается в зависимости от необходимой мощности тепловыделения и длины обогреваемого участка. Для предварительно теплоизолированных трубопроводов кабели помещаются в направляющие элементы, установленные на транспортной трубе под теплоизоляцией. Соединения выполняются герметичными муфтами.

Система электрообогрева сверхдлинных трубопроводов UW Very Long Line Solution

Технические характеристики

Используемые в скин-системах кабели

Кабель на напряжение 2 кВ, жила 10 мм2, теплостойкость 80°С;

Кабель на напряжение 3 кВ, жила 20 мм2, теплостойкость 80°С;

Кабель на напряжение 4 кВ, жила 40 мм2, теплостойкость 80°С;

Кабель на напряжение 2 кВ, жила 10 мм2, теплостойкость 180°С;

Кабель на напряжение 3 кВ, жила 20 мм2, теплостойкость 180°С

Источник