Индукционный нагрев в нефтяной и газовой промышленности | ТермоТех

Индукционный нагрев в нефтяной и газовой промышленности

Индукционный нагрев нефтиВопросы применения индукционных нагревателей в нефтяной и газовой отраслях возникают в силу того, что данное оборудование до сих пор считается инновационным, а нефтегазовый бизнес достаточно консервативен в вопросах технологического перевооружения, особенно в условиях вынужденного или добровольного импортозамещения. Далеко не всё оборудование можно равноценно заменить отечественными аналогами, которые могут уступать и в надежности, и в долговечности, и в производительности. Сегодня мы поговорим об оборудовании, которое, будучи отечественной разработкой, не только не уступает импортным аналогам, но и превосходит его по многим показателям. При этом, оборудование не является абсолютной новинкой: предприятия нефтяного и газового сектора уже довольно давно его применяют, и не только применяют, но и увеличивают объем закупок. Во многом благодаря растущему спросу появилось сразу несколько предприятий, предлагающих нефтяникам и газовикам индукционные нагреватели всевозможных форм и расцветок. Однако в России работает все два-три предприятия, способных производить оборудование по-настоящему высокого качества и при этом не подводить заказчика задержками и срывами сроков. Одним из таких предприятий является ООО НПП «Термические Технологии» и его нагревательное оборудование, известное под маркой ТЕРМАНИК.

 

ТЕРМАНИК – семейство индукционных водонагревателей

Обычно индукционный нагрев ассоциируется у инженеров и энергетиков с широко распространенными индукционными нагревателями и печами, применяемыми в машиностроении и металлургии. Широкому кругу потребителей известны индукционные плиты, которые не нагреваясь сами, нагревают металлическую посуду. И в индукционных печах, и в индукционных плитах, и в индукционных водонагревателях используется один и тот же принцип – принцип косвенного нагрева металлического проводника в переменном магнитном поле:

Схема индуктора терманик

 

 

Система индукционного нагрева состоит из индуктора, который представляет собой обмотку из медного провода на ферро-магнитном сердечнике, и проводника – металлического тела, размещенном на определенном удалении от индуктора. Суть процесса заключается в следующем: при подключении электрического тока к первичной обмотке, вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, также способно продуцировать электрические токи. А поскольку металлический проводник, находящийся в этом поле, оказывается замкнутым на самого себя, то возникающие в нем токи служат не источником электроэнергии, а источником тепла – под их воздействием разогревается металл.

 

 

 

 

Установки индукционного нагрева, несмотря на использование одного и того же принципа работы, различаются по своему назначению. Индукторы классифицируются по частоте тока, на:

  • среднечастотные (1000-20000 Гц)
  • высокочастотные (20000-100000 Гц)
  • сверхвысокочастотные (СВЧ) (100000-1200000 Гц)
  • низкочастотные (50 Гц)

И среднечастотные, и высокочастотные, и сверхвысокочастотные установки применяются для схожих задач – плавки черных и цветных металлов, горячей штамповки, закалки металлов. Чем выше частота используемого тока, тем на меньшую глубину, но с большей интенсивностью происходит нагрев металла.

Низкочастотные нагреватели также нагревают металл, однако этот нагрев находится в диапазоне температур примерно до 500 °С, такие установки не предназначены для плавки и пайки металлов, зато они находят применение в процессах косвенного нагрева жидкого теплоносителя – воды, антифриза, термомасляных смесей. Отсюда и сфера применения таких устройств – автономные системы теплоснабжения, горячее водоснабжение и опосредованный нагрев различных сред жидким теплоносителем с рабочим диапазоном температур до 200-250 °С.

Именно к этому классу оборудования относится линейка индуктивно-кондуктивных электронагревателей ТЕРМАНИК, разработанная на новосибирском научно-производственном предприятии «Термические Технологии».

Оборудование марки ТЕРМАНИК обладает весьма ценными, с позиции заказчиков нефтегазовой отрасли, свойствами, среди которых – долговечность, надежность, полная автономность, отсутствие необходимости в ремонте и постоянном контроле. Подробнее о свойствах индукционных нагревателей, в сравнении с другими типами, читайте в нашей статье.

Далее мы рассмотрим возможные области применения низкочастотных индукционных нагревателей в нефтегазовой промышленности.

 

Автономное отопление

Автономное отопление, как следует из названия, является альтернативой централизованному теплоснабжению. ТЭЦ и теплоцентраль доступна далеко не для любых объектов, особенно находящихся в удалении от населенных пунктов. А объекты нефтяников и газовиков, зачастую, находятся в весьма отдаленных и труднодоступных местностях. В случае выхода оборудования из строя, это грозит серьезным ущербом, поэтому любое оборудование должно быть предельно надежным, автономным и неприхотливым. Индукционные нагреватели соответствуют этим требованиям в полной мере.

 

Отопление вахтовых поселков и городков

Вахтовый поселок располагается поблизости от месторождения и предназначен для компактного проживания работников, занятых в добыче нефти и газа. Нет смысла говорить о том, насколько важно надежное и бесперебойное теплоснабжение подобного объекта. Индукционные нагреватели прекрасно подходят для этой задачи, поскольку они:

  1. Полностью автономны и не зависят от запасов твердого/жидкого топлива
  2. Безотказны в эксплуатации и неприхотливы в обслуживании
  3. Надежны и безопасны с точки зрения электрозащиты и пожарозащиты

Индукционные нагреватели для отопления вахтовых поселков и городков могут подбираться как отдельно для каждого отдельно взятого здания, так и сразу для всего поселка – в виде мини-электрокотельной. Такая котельная может быть смонтирована в утепленном модуле-контейнере, который не только позволит разместить оборудование, но и может быть перебазирован на другой объект в случае необходимости, поскольку не является капитальным строением.

Конечно, для работы индукционного нагревателя необходима электроэнергия, и в случае ее отсутствия оборудование работать не сможет. Однако в случае отсутствия энергии не будет работать вообще вся инфраструктура поселка, поэтому все системы жизнеобеспечения подобных объектов, как правило, дублируются или оснащаются аварийными источниками теплоснабжения.

Отопление вахтовых поселков нефтяников и газовиков

Пример размещения модульной электрокотельной «ТЕРМАНИК МОДУЛЬ» в вахтовом поселке

 

Отопление административных зданий и заводоуправлений

Отдельно стоящие здания, для которых невозможно, либо невыгодно, тянуть центральную тепловую сеть, нуждаются в автономном теплоснабжении. Индукционные узлы нагрева «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС» предназначены для этой цели. Оборудование достаточно компактно и может разместиться всего на нескольких квадратных метрах. При этом не потребуется строительство дымохода, поскольку оборудование работает на электричестве. Узлы нагрева комплектуются всеми необходимыми элементами теплотехнической и электрической системы на заводе-изготовителе и поставляются в максимальной заводской готовности. Система отопления может быть развернута в считанные часы.

Терманик индукционный электронагреватель для электроотопления

 

Локальное отопление отдельных помещений и строений

В отоплении могут нуждаться и не только значительные объекты, вроде вахтовых поселков или целых зданий. Мощность установок индукционного нагрева начинается от 10 кВт, поэтому удобно подбирать оборудования и для отопления небольших отдельных помещений, например, спортзала, склада или отдельно стоящего строения насосной станции или силовой подстанции.

В любом случае, независимо от мощности или количества установок, индукционные нагреватели сохраняют свои главные качества – уникальную надежность, долговечность и безопасность.

Более подробно об автономном отоплении на базе индукционных нагревателей можно почитать в статье.

 

 

Узел нагрева «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС»

 

 

Горячее водоснабжение

Горячее водоснабжение является столь же необходимым элементом жизнеобеспечения. Факторы, определяющие потребность в автономном горячем водоснабжении аналогичны тем, которые определяют потребность в автономном теплоснабжении – прежде всего, это вопрос экономики, когда прокладывать длинный трубопровод от котельной или ТЭЦ дорого и не выгодно.

Применение индукционных нагревателей решает и эту задачу. Для горячего водоснабжения предназначены установки «ТЕРМАНИК ГВС» и «ТЕРМАНИК БОЙЛЕР». Первые конструктивно отличаются наличием стандартных аккумуляционных емкостей, а вторые – наличием дополнительного водо-водяного подогревателя (бойлера), что позволяет использовать их для нагрева воды на протоке, либо подключать к нестандартным накопительным емкостям.

Терманик ГВС для горячего водоснабжения

 

Промышленный индукционный электрокотел Терманик

 

«ТЕРМАНИК ГВС»                                                                                                                                     «ТЕРМАНИК БОЙЛЕР»

 

Установки «ТЕРМАНИК» для горячего водоснабжения имеют следующие сферы применения:

  • ГВС цехов (технологических линий);
  • ГВС столовых, душевых, моечных;
  • ГВС санаториев, домов отдыха, больниц;

В нефтегазовой отрасли установки применяются для обеспечения жилой инфраструктуры вахтовых поселений горячей водой: горячее водоснабжение душевых, столовых, прачечных и т.д.

 

 

Технологический нагрев нефти и нефтепродуктов

Подготовка (подогрев) воды блока напорных гребенок

Блоки напорных гребенок используются на кустовых насосных станциях и предназначены для подготовки и распределения пресной технической воды. Техническая вода подается для поддержания пластового давления. Подаваемая в скважину вода нуждается в подогреве до температуры 22-25 °С.

В 2016 году предприятием «Термические Технологии» в адрес одного из ведущих нефтяных компаний был отгружен блок технологический подогрева воды, предназначенный для распределения потока пресной технологической воды, изготовленный на базе узла нагрева «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС-320» суммарной электрической мощностью 320 кВт. В помещении блока технологического подогрева воды смонтировано технологическое оборудование:

– монтажный комплект блока гребенки «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС-320». Представляет собой электронагревательную установку в полной заводской готовности на базе индуктивно-кондуктивных нагревателей.

Блок нагрева напорных гребенок

Подогрев воды осуществляется в технологическом трубопроводе при помощи промежуточного теплоносителя (смесь воды с этиленгликолем).

Для разогрева теплоносителя используются индуктивно-кондуктивные электронагреватели, которые надежны, автономны и не требуют постоянного надзора. В БТПВ расположена система автоматического управления (САУ) которая контролирует работу нагревательного оборудования. Данная уникальная установка с КПД нагрева до 98%, полностью отвечает требованиям заказчика, предъявляемым к надежности, долговечности и эффективности технологического процесса на производстве.

 

 

Блок технологический подогрева воды на базе «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС»

 

Подогрев нефти и нефтепродуктов

Подогрев нефти и нефтепродуктов с целью поддержания их текучести – задача довольно распространенная, но подход к ней в каждом случае индивидуален: очень много условий и факторов, влияющих на то, какая конструкция должна быть у устройства нагрева, какой он должен быть мощности, производительности и т.д. Решение подобных задач налагает дополнительные требования к квалификации и опыту инженеров предприятия-изготовителя. Поэтому НПП «Термические Технологии» подходит со всей ответственностью к подобным работам и располагает необходимыми материальными и человеческими ресурсами. В качестве примера приведем ряд инженерных решений, связанных с нагревом нефтепродуктов при помощи индуктивно-кондуктивных электронагревателей:

 

Установка подогрева нефти «ТЕРМАНИК БОЙЛЕР-Н»

 

Когда мы говорим о применении индуктивно-кондуктивных низкочастотных нагревателей для подогрева нефти, то имеем в виду не прямой, а косвенный нагрев нефтепродукта, то есть опосредованно через жидкий теплоноситель, который, прежде чем передать тепло нефти предварительно разогревается в промежуточном теплообменнике (бойлере).

В зависимости от решаемой задачи теплообменник может быть пластинчатым, например, вот таким:

Терманик Бойлер с пластинчатым теплообменником

либо теплообменник может быть кожухотрубным:

Терманик Бойлер-Н с трубчатым теплообменником

Установки подогрева нефти применяются для:

  • подогрева высоковязкой нефти;
  • подогрева пластовой технологической воды;
  • подогрева нефти перед узлами учета, при перекачке и т.п.

 

Установка обезвоживания и обессоливания нефти

 

По мере увеличения сроков эксплуатации нефтяных скважин, повышается обводненность добываемой нефти. Добытая из промысловых скважин нефть содержит песок, попутный газ, воду и растворенные в ней соли и минералы.

Наличие в нефти данных веществ весьма нежелательно, поскольку оно оказывает вредное влияние на работу оборудования нефтеперерабатывающих заводов:

  • при большом содержании воды повышается давление в аппаратуре установок перегонки нефти, снижается их производительность, возрастает расход энергии;
  • отложение солей в трубах печей и теплообменников требует их частой очистки, уменьшает коэффициент теплопередачи, вызывает сильную коррозию;
  • накапливаясь в остаточных нефтепродуктах (мазуте, гудроне) ухудшают их качество.

Кроме того, наличие пластовой воды в нефти повышает стоимость ее транспортировки, повышает вязкость нефтяной системы, вызывает опасность образования кристаллогидратов при пониженной температуре.

Обезвоживание и обессоливание нефти – это, по сути, две стороны одного процесса. Сначала соли, содержащиеся в нефти, должны раствориться в воде, а после вода должна быть отделена от нефти.

Существует несколько методов отделения воды от нефти, которые описаны в специальной литературе. Однако в ряде технологических приемов используется подогрев нефтяной эмульсии. В частности, подогрева может потребовать технологическая пресная вода, подаваемая в нефтяную эмульсию с целью обессоливания. Также подогреву подвергается сама нефтяная эмульсия в технологическом процессе горячего отстоя и при термохимическом методе.

При подборе оборудования для подогрева нефти на передний план выходят такие факторы как безопасность, высокая производительность и экономичность оборудования, то есть высокий КПД, особенно когда речь идет об электронагревателях, ведь электроэнергия является достаточно дорогостоящим ресурсом. Всем этим требованиям соответствует электронагревательного оборудование, производимое заводом «Термические Технологии». Специалисты предприятия не только профессионально подберут подходящее оборудование из серийной номенклатуры, но и предложат индивидуальное решение под конкретную задачу, исходя из принципа максимальной выгоды и эффективности с позиции заказчика.

 

Установка скоростного подогрева нефти на базе высоковольтных нагревателей

 

Установка, о которой пойдет речь в этом разделе, относится к перспективной разработке, которая ориентирована на нефтеперерабатывающие заводы, на которых существуют потребности быстрого разогрева нефтепродуктов в больших объемах. Для этих целей применяются специальные кожухотрубные теплообменники, а в качестве нагревателей используются инновационные высоковольтные индуктивно-кондуктивные электронагреватели «ТЕРМАНИК ВИКОН».

Терманик Викон с трубчатым теплообменником для НПЗ

Установка нагрева нефти на базе «ТЕРМАНИК ВИКОН»

 

«ТЕРМАНИК ВИКОН» — это электронагреватель трансформаторного типа, который подключается непосредственно к высоковольтной линии электропередач напряжением 6/10 кВ. При этом данный тип оборудования не нуждается в понижающей подстанции. Энергетические характеристики нагревателя такие же высокие – КПД 98% и коэффициент мощности 0,98.

 

Нагрев нефти в резервуарах и емкостях

 

Предыдущие примеры применения индукционного нагревательного оборудования касались, преимущественно, задач нагрева нефти и нефтепродуктов в трубопроводах. Однако сфера применения индуктивно-кондуктивных нагревателей этим не ограничивается. Одной из распространенных задач в нефтяной промышленности является задача поддержания положительной температуры в резервуарах и емкостях с различными жидкостями – нефтью, мазутом, дизельным топливом и водой (например, в пожарных резервуарах).

Подогрев воды в пожарном резервуаре

Обогрев резервуаров при помощи «ТЕРМАНИК КОМПЛЕКС» в модульном исполнении

 

Подогрев в резервуарах конструктивно осуществляется также, как и в трубопроводах, — посредством промежуточного теплоносителя. Т.е. нагреватель греет теплоноситель (воду, либо смесь воды с этиленгликолем), который посредством змеевика внутри емкости осуществляет ее разогрев.

 

Выводы

Индуктивно-кондуктивные электронагреватели ТЕРМАНИК позволяют на новом уровне надежности и удобства решать разнообразные задачи, связанные с автономным теплоснабжением, горячим водоснабжением, технологическим нагревом. Во многих случаях применение электронагревательного автономного оборудования, обладающего повышенным рабочим ресурсом и защитой, оказывается экономически целесообразным — оно позволяет высвобождать ресурсы предприятия, снижать риски, а главное, решать поставленные перед ними задачи. В нефтегазовой промышленности эти факторы стоят на первом месте, поскольку эксплуатация многих объектов нефтяной и газовой сферы сопряжена с работой в суровых условиях и должна соответствовать высочайшим стандартам безопасности и надежности.

Чтобы подобрать подходящее под ваши задачи оборудование, просто заполните ТЗ и пришлите на расчет (бесплатный), либо позвоните/напишите на предприятие по указанным на сайте контактам. Бланки ТЗ по задачам можно скачать по ссылкам ниже:

Заказать звонок

Пожалуйста, оставьте свой номер телефона и мы свяжемся
с вами в ближайшее время *

*Звонок возможен с 9.00 до 19.00 по новосибирскому времени (+3 МСК) Если вас не устраивает этот период времени, укажите тот, который подходит вам (время указывается по Москве)

Задать вопрос

* Поля, обязательные для заполнения

спасибо за вашу заявку

Мы свяжемся с вами в ближайшее, или удобное для вас время

контактные данные

Отопление

Характеристика помещений:

Строительная характеристика объекта:

Электрообеспечение объекта:

горячее водоснабжение

Общий расчетный объем потребляемой воды:

Душевые:

Электрообеспечение объекта:

Внимание!

Для корректного просмотра сайта, рекомендуем перевернуть устройство.