Битумные нагреватели в цистернах

Битум является  природным веществом, использование которого на  70% затребовано в дорожном строительстве  на 10%  ─ в обустройстве кровель. Остальная часть идёт на производство  красок, полиграфических составов, герметиков, обувных аксессуаров, зеркальной продукции.

Битум считается наиболее тяжёлой составляющей нефти. Липкая и высокоплотная структура не позволяют ему при естественных условиях перемещаться в нужные ёмкости. Однако медленно осуществляемый разогрев делает состав текучим. При этом важно придерживаться термических ограничений, чтобы  не начался процесс карбонизации. Чёрный материал чувствителен к влаге, попаданию внутрь воздуха, грязи, поэтому все манипуляции с ним требуют особой осторожности.

Когда требуется повышать температуру битума

• Материал подлежит нагреву при выливании из вагона или автоцистерны в хранилище.
• Повышение его температуры необходимо при  стационарном хранении и перед использованием по назначению.
• Разогрев выполняется в дороге, если материал перевозится гудронами.

Помимо достижения текучести нефтепродукта, нагрев применяется для его обезвоживания. Степень влаги в продукте повышается, когда его сливают из цистерн, что особенно ощущается в период дождливого межсезонья. Обводнённость может увеличиваться до 1%.

 Варианты повышения температуры вязкого материала

1. Раньше для этих целей применяли паровой способ термического воздействия. Однако он оказался малоэффективным по причине изменения исходных характеристик, то в дальнейшем сделает продукт малопригодным. Малый КПД, необходимость создания мощной системы рекуперации конденсата в котёл, значительные денежные затраты на подогрев вынудили искать новые способы работы с битумом.
2. Использование горелок, повышающих температуру труб, проходящих через резервуар с нефтепродуктом. Носителем энергии является продукт сгорания, перемещаемый по трубам. Метод также не оправдал себя на 100%.
3.  Нагрев с помощью масла, пропускаемого по змеевикам, уложенным в резервуаре, требует наличия горелок. Битум не окисляется,  нагретые пласты поднимаются вверх, освобождая место под более холодные массы. Система технически сложная, ведь нужно регулярно проверять термический показатель масла, битума, установить целую станцию для подачи под давлением и циркуляции носителя. Но при этом масло способно «увязать» в единую тепловую систему резервуары, битумоплавильные котлы и транспортные пути подачи по трубам.
4.  Прогрев током. ТЭНы  удобны,  продуктивны, подходят для стационарных ёмкостей и передвижных железнодорожных составов. Предлагаются врезные и погружные версии нагревателей.

Особенности применения электрических ТЭНов для битума

1. Каждый вид функционирует таким образом, чтобы не вызвать расслоения, вспенивания и попадания влаги в продукт.
2. Высокая огнезащита  и точное отслеживание термопроцессов датчиками исключают появление взрывоопасных ситуаций.
3. Продолжительный рабочий ресурс нагревателей не требует частых профилактических работ и замены вышедших из строя элементов системы.
4. Процесс повышения температуры выполняется таким образом, чтобы соблюдалась плавность изотермы. Поэтому нагревание происходит на протяжении 5-10 часов.
5. Низкая удельная мощность помогает предотвратить перегрев и добиться равномерности поступления тепла в нагреваемую среду.

Линейка товаров, выпускаемая производственной компанией «Интмакс», предусматривает индивидуальное изготовление ТЭНов для каждого заказчика. Мы отвечаем за качество изделий, поставив на кон свою репутацию.

Какие типы электрических нагревателей применяются в современных цистернах-хранилищах

Врезные

Состоят из токочувствительного  нихромового  элемента, помещённого в стальную трубу. Изолятор сделан из керамического материала. Изделия прикрепляют через торцевую зону, располагая на фланце врезной конструкции до 9-ти труб. Для правильной установки нужно соорудить подставку и предусмотреть контур заземления. Всё-таки зона с продукцией, которая способна воспламениться от одной искры.

Наиболее прочный контакт ТЭНа с резервуаром обеспечит сварка. Конкуренцию ему составляет фланцевое соединение. Нагреватель снабжён термодатчиком, сигнализирующем о граничной температуре подогреваемого материала.

Погружные

Трубчатая  конструкция в зависимости от расчётной мощности состоит из нескольких труб, равномерно присоединённых к фланцу. Нагрев обеспечивают керамические изделия, спрятанные внутрь труб. Торцевые части надёжно загерметизированы, чтобы подогреваемый продукт не залил содержимое. Электрический кабель зафиксирован  при помощи патрубка. 

Введение погружного ТЭНа в резервуар осуществляется через горловое отверстие  цистерны. Чтобы замерять фактическую температуру нефтепродукта, датчик располагают на 30-40 см дальше, чем находится нагреватель. Подъём температуры происходит постепенно, не нарушая химических свойств битума.

Погружные устройства  отличаются мобильностью: их можно вытащить наружу, провести  очищающую профилактику внутренних стен цистерны, использовать в другом месте или с иным видом нефтепродуктов.

Взрывобезопасные 

Защита от взрыва очень важна, если рядом находятся  вещества, способные самовоспламеняться при повышенных температурах или замыкании в электросети.

При проектировании  таких нагревателей учитывают:

• необходимость установки одинарной или блочной конструкции;
• рабочие показатели;
• тип среды, куда помещается ТЭН;
• вариант крепления;
• термический класс, определяющий  наивысшую точку нагрева для используемого вещества.

Наличие специальной оболочки  исключит самовозгорание активных элементов нагревателя и снизит степень износа ТЭНа от механических воздействий.

Стеклопластиковые 

Термостойкий  нагреватель крепится на хомутах или на фланце. Может располагаться прямо или размещаться под углом до 6˚, чтобы процесс перемешивания нагретых и холодных масс выполнялся более эффективно.

Трубные конструкции  изготовлены методом плотной обмотки. В середине находится углеродный нагреватель, а сама трубы становится изолятором.

Погружные ТЭНы обладают усиленным теплообменом, так как энергия передаётся  по внутренней и наружной стенке изделий.

Дополнительно о процессе нагрева и оптимизации энергозатрат

Чтобы определить мощность заказываемых ТЭНов, необходимо принять к сведению данные о состоянии стационарных резервуаров, транспортных сетей подачи материала, толщины и качества теплоизоляции цистерн. В течение одного термического цикла нагреватели должны создать количество тепла, требующееся на повышение температуры битума и восстановление естественных потерь энергии в окружающую среду. Поэтому важно хорошо заизолировать бункеры и транспортные сети.

Что такое УСН и в чём её важность для битумных продуктов

Залитый в бункерный вагон железнодорожного состава или спецавтомобиль битум постепенно снижает свою температуру. Его невозможно вылить в хранилище по причине загустевания, которое особенно быстро происходит в зимнее время.

Смонтировав установку для нагрева и слива нефтепродуктов, удастся достаточно оперативно выгрузить содержимое транспортных ёмкостей. В горловине цистерны размещают насос. Одновременно с этим производится подключение установки нагрева/слива. В теплообменнике находится подогретый носитель, температура которого выше той, что нужна для разжижения битума. Продукт нефтепереработки начинает постепенно  нагреваться. Та его часть, которая вернула свою текучесть, перемещается в теплообменную систему и продолжает дальше получать термическую помощь.

Как только температура битума достигает +160˚С, он подаётся в стационарное хранилище. Погружной насос хорошо тем, что благодаря откидным соплам ему удаётся направить горячие потоки в угловую зону цистерны. Воздух начинает активнее циркулировать, что позитивно сказывается на скорости повышения температуры внутри вагона.

Преимущества автоматической установки УСН 

• Нет задержек, всё происходит в запланированном режиме.
• Кроме изменения физической формы, состав битума остаётся прежним. Это означает, что для проведения дорожных, кровельных и прочих работ с его использованием материал продемонстрирует свои  лучшие свойства.
• В системе УСН используются расчётные программы. Поэтому в каждом случае удаётся достаточно точно определить срок нагревания нефтепродукта для любого вида битума.
• Процесс относится к энергоэффективным, не требуя значительных финансовых затрат.
• Вагон (автоцистерна) опорожняются  полностью, не оставляя вязких остатков на стенках и днище.
• В атмосферу не поступают токсичные элементы и вредные испарения.
• УСН является самодостаточной системой с оборудованием, обеспечивающим полный технологический цикл подготовки нефтепродукта. Отслеживание показателей работы выполняется  ежедневно 1-2 сотрудниками.