Саморегулируемые кабели и кабели постоянной мощности
Принятие решения о создании системы электрообогрева технологического объекта (трубопровод, резервуар и т.д.) подразумевает выбор типа греющего кабеля. В настоящее время основных конструкций таких кабелей две: кабели постоянной мощности (КПМ) и саморегулируемые кабели (СРК).
КПМ по своей конструкции ближе к обычным силовым проводам и кабелям с той разницей, что они обладают термостойкой изоляцией, а материал и сечение токопроводящей жилы обеспечивает необходимое выделение тепла. Подключение напряжения в КПМ осуществляется по его концам. Широкий ассортимент КПМ производится как за рубежом, так и в России.
СРК представляют собой сравнительно новую продукцию. В их конструкции два параллельных проводника обеспечивают только подведение тока, на них подается разность потенциалов (запитка с одной стороны). Между ними располагается сплошной электропроводящий и тепловыделяющий элемент из композиционных материалов. Тепловыделяющая способность элемента зависит от его собственной температуры и при определенных значениях, индивидуальных для каждого типа кабеля, становится близкой к нулю. Эта конструкция может быть смоделирована бесконечным количеством параллельных переменных сопротивлений. Преимущества таких кабелей очевидны: заводская «настройка» позволяет обойтись без регуляторов температуры, кабель сам выделяет тепла больше на холодных участках и перестает греться на горячих, допускает взаимное наложение и защищен от самоперегрева. Более подробно с этими кабельными системами можно ознакомиться у представителей фирмы.
Исходя из нашего опыта, мы попытались всесторонне оценить свойства и применимость того и другого типа греющих кабелей.
Область температур.
Максимальная температура, которую поддерживают СРК и КПМ с полимерной изоляцией близки: +150…+180 0С для СРК и 200 0С для КПМ, поскольку и в том и другом случае для изоляции используется наиболее термостойкий полимер фторопласт. Для более высоких температур рекомендуются КПМ с минеральной изоляцией и металлической оболочкой. Отечественное предложение в области КПМ с минеральной изоляцией полностью отвечает импортному. Существенно разнятся только цены.
Надежность в традиционных представлениях тесно связана с ценой. Более чем пятилетний опыт наблюдений за СКЭ технологических трубопроводов показывает, что наиболее часто встречающейся причиной выхода систем из строя являются механические повреждения кабеля, особенно во время ремонтов, которые одинаково вероятны для обоих типов кабелей. При низкой стоимости отечественных КПМ вопрос надежности безболезненно для заказчика решается резервированием кабельных элементов.
Точность регулирования температуры.
Точность выдерживания заданной температуры СРК в рекламно-информационных листах инофирм не приводится. Это понятно, поскольку она значительно меняется в зависимости от того, насколько близко к максимальной температуре для данного типа кабеля должен работать объект обогрева. Во всяком случае, для поддержания температуры в пределах нескольких градусов, поставщики СРК рекомендуют ставить терморегулятор (термостат). Без прибора также не обойтись, если оператор хочет узнать, разогрелся ли трубопровод, и можно ли перекачивать продукт. Но с появлением контрольно-измерительных приборов теряется главный смысл использования дорогих СРК.
Монтажная длина секций обязательно должна учитываться заказчиком при рассмотрении конструкции обогрева, поскольку она определяет длину питающих кабелей, кабельных конструкций, количество клеммных коробок, концевых разделок и т.п. по ходу трубопровода. Сама конструкция СРК исключает возможность использования кабельных секций более сотни метров. Предельная длина в этом случае, лимитируется величиной допустимого недогрева концевого участка, т.е. падением напряжения по длине подводящих жил. Кабели постоянной мощности позволяют реализовывать нагревательные элементы длиной 1 – 2 км. Это существенно упрощает привязку к точкам питания.
Пусковые токи являются важным моментом, который необходимо иметь в виду в случае выбора СРК. Резкая зависимость потребляемой мощности этих кабелей от температуры приводит к тому, что даже в летние месяцы в первые минуты включения пусковой ток может в несколько раз превысить номинальное потребление в режиме. Положение усугубляется зимой, при увеличении разницы стартовой и рабочей температур и, особенно для кабелей с крутой характеристикой мощность-температура.
Технологическая гибкость.
В нашей практике встречались ситуации, когда в результате «проседания» теплоизоляции СКЭ или изменения характера технологических потоков требовалось изменить поддерживаемую температуру объекта. В случае с СРК это не представляется возможным. Для КПМ это делается изменением уставки регулятора без ограничений в нижнюю сторону (уменьшение температуры), и в пределах запаса мощности в сторону увеличения температуры. Нами также отработаны приемы серьезного увеличения теплосъема существующих СКЭ без перекладки кабельных секций (изменение схемы подключения, использование резерва, повышение питающего напряжения).
Области применения.
Рассмотренные особенности позволяют оценить области применения СРК и КПМ в системах промышленного электрообогрева. СРК на наш взгляд (эту позицию разделяют главные энергетики ведущих предприятий нефтепереработки) может быть рекомендован для объектов небольшой протяженности (десятки метров), особенно когда этих объектов несколько и они удалены от пункта запитки, при условии отсутствия требований к точности поддержания температуры. КПМ могут быть рекомендованы без ограничения протяженности объектов, особенно для трубопроводов с потоками, находящимися в зоне внимания оперативного персонала (точность регулирования, индикация состояний). Однако для тех, кто считает деньги основным будет именно стоимостной аргумент.
