Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы
, Гость!
Режим : Trial 
Войти...
Регистрация...

Для организаций:
информационный буклет


Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

  Союз образовательных сайтов
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 29.04.2013
Код ГРНТИ: 45.41.31
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Индукционные нагреватели. Перспективы и области применения

А.В.Сизоненко, ассистент
Н.В.Ткаченко, учебный мастер
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Полтава, Украина

     Борьба с асфальтосмолопарафиновыми отложениями предусматривает проведение работ по предупреждению образования отложений и их удалению.

     

     Существует несколько наиболее известных и активно употребимых в нефтедобывающей промышленности методов борьбы с АСПО:

     1. Предупреждение:

     а) использование гладких покрытий;

     б) химические:

     - смачивающие;

     - модификаторы;

     - депрессатори;

     - диспергатори;

     в) физические:

     - вибрационные;

     - действие магнитных, электрических и электромагнитных полей;

     - ультразвуковые.

     2. Удаление:

     а) тепловые:

     - горячая нефть или вода в качестве теплоносителя;

     - острый пар;

     - электропечи;

     - индукционные подогреватели;

     - реагенты, при взаимодействии с которыми проходят экзотермические реакции;

     б) механические:

     - скребки;

     - скребки-центраторы;

     в) химические:

     - разжидители.

     Но многообразие условий разработки месторождений и отличие характеристик продукции, которая добывается, часто требует индивидуального подхода и даже разработки новых технологий.

     Тепловые методы борьбы с асфальтосмолопарафиновими отложениями основаны на свойствах парафина разжижаться при температуре более высокой от 50 °С и, стекая из нагретой поверхности, освобождать ее.

     Действие высокой температуры требует применения специального источника тепла, которое может быть помещено непосредственно в зону откладывания вязких веществ или производить тепловую энергию на устье скважины.

     Одной из разновидностей депарафинизации есть употребление устройств, которые располагаются в зоне интенсивного образования парафина.

     Индукционные нагреватели предназначены для разогревания внутренней среды трубопроводов подземного и наземного размещения с целью разжижения высоковязких веществ, которые входят в состав жидкостей, которые транспортируются ими. При их приложении снижаются: вязкость транспортированной среды и уровень адгезии АСПО на внутренних стенках труб.

     Принцып работы индукционного нагревателя заключается в следующем: если проводник скрутить в спираль и концы его присоединить к источнику переменного тока, получится катушка индуктивности (индуктор) с магнитным полем, изменяющимся при изменении силы тока. Поле замыкается вокруг катушки и напряженность его зависит от силы тока и количества витков катушки.

     

     Если поместить внутри катушки металлический или иной электропроводящий предмет, в теле предмета (детали) вследствие явления электромагнитной индукции наведутся вихревые токи (токи Фуко), которые вследствие электрического сопротивления материала детали вызовут её нагрев. Эффект нагрева возрастает с ростом напряженности поля и зависит от свойств материала и расстояния катушки от поверхности детали, то есть от геометрии системы «индуктор-деталь».

     

     Наведенный ток будет создавать собственное, противоположное основному поле, что приводит к ослаблению поля в центре детали по мере удаления от поверхности внутрь нагреваемого предмета. По этой причине сила вихревых токов максимальна на поверхности предмета и понижается по направлению к центру. Это явление неравномерного распределения плотности переменного электрического тока по сечению проводника называется поверхностным эффектом (скин-эффектом).

     Расстояние от поверхности, на котором плотность наведённого тока убывает в e=2,718 раз (основание натурального логарифма), или, проще говоря, до уровня 37%, называется глубиной проникновения электромагнитного поля в материал. В слое этой глубины выделяется 86,5% энергии от вихревых токов.

     

     С ростом частоты, электропроводности и магнитной проницаемости материала глубина проникновения уменьшается, с понижением частоты поля глубина проникновения увеличивается. Наложение вихревых токов во внутренних областях предмета вызывает понижение эффективности индуктора. По этой причине особенно важно выбирать частоту поля в соответствии с габаритами нагреваемого предмета.

      Поверхностный эффект, так же, как и связанные с ним эффект близости и кольцевой (катушечный) эффект необходимо учитывать при проектировании индукторов и всех питающих их систем, чтобы избежать излишних потерь энергии и перерасхода дорогостоящих проводниковых материалов.

     Еще 10-15 лет назад основная масса выпускаемого индукционного оборудования было громоздким, водоохлаждаемым (применялась дистиллированная вода), сложным в обслуживании. Применение такого оборудования в условиях крайнего севера было экономически не целесообразно. В настоящее время, развитие силовой электроники позволяет делать компактные, не требующие дополнительного обслуживания установки индукционного нагрева, способные работать в герметичном корпусе в любое время года.

     Комплексное решение включает в себя модули:

     · Оборудование для индукционного нагрева

     · Гибкие кабеля, в термостойкой изоляции, для намотки индуктора

     · Датчики температуры

     · Автоматическая система управления нагревом. Обеспечивает высокоточный и безопасный нагрев, контроль и управление температурой горючих нефтепродуктов без участия человека вне зависимости от изменения параметров окружающей среды.

     

     Отличительные особенности индукционных систем нагрева по сравнению с другими нагревательными системами является формирование теплового поля непосредственно в проводящем теле (например, в стенке металлической трубы).

     Достоинства метода индукционного разогрева:

     1.Безопасность;

     2. Быстрота разогрева;

     3.Автоматизация;

     4.Адаптация к требованиям заказчиков;

     5.Гибкость и простота конструкции и монтажа, удобство эксплуатации;

     6.КПД на уровне 98%;

     7.Высокая экономичность.

     

     Основные области применения оборудования индукционного нагрева:

     - обработка призабойной зоны с целью увеличения нефтеотдачи

     - обработка ствола скважины для очистки АСПО и снижения динамической нагрузки на насос

     - поддержание технологических температур в продуктопроводах

     - индукционный теплообменник для нагрева продукта

     - технологический нагрев аппаратов

     - обогрев технологических емкостей, трубопроводов, приборов и арматуры

     - индукционный разогрев ж/д цистерн для интенсификации процесса слива вязких нефтепродуктов

     - факельные системы для бездымной утилизации газов

     - интенсивный разогрев замерзшего продуктопровода.

     

     

Список использованной литературы:

1. Антонова Е.О., Крылов Г.В., Прохоров А.Д., Основы нефтегазового дела: – М.: 2003.307 с.

2. Ивановский В.Н. и др. Оборудование для добычи нефти и газа. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002.

3. Снарев А.И. Расчеты машин и оборудования для добычи нефти и газа: Учебное пособие . 2-е изд., доп. Самара: СГТУ, 2001 г. 127 с.

4. Молчанов А.Г., Чичеров А.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы”. – Москва: Недра, 1976. – 464 с.



Библиографическая ссылка на статью:
Сизоненко А.В., Ткаченко Н.В. Индукционные нагреватели. Перспективы и области применения // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2013.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=83 (Дата обращения: 29.06.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.


____________
Комментарии:






Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года