ردیابی حرارت برای مخازن ذخیره‌سازی نفت: راهنمای کامل و مروری بر فناوری

ردیابی حرارت برای مخازن ذخیره نفت یک روش گرمایش سطح الکتریکی است که هیدروکربن های ذخیره شده را بالاتر از نقطه ریزش و در دمای فرآیند مورد نیاز نگه می دارد. کابل های گرمایش به پوسته یا کف مخزن ثابت می شوند و یک ترموستات عملکرد آنها را تنظیم می کند تا نفت خام، نفت کوره سنگین، قیر و محصولات شیمیایی حتی در شرایط سخت زمستانی سیال و قابل پمپاژ باقی بمانند. هنگامی که محتویات مخزن سرد و بسته می شود، گرم کردن مجدد آهسته، پرهزینه و مخرب است. هدف از سیستم گرمایش مخزن جلوگیری از این سناریو به طور کامل است.

این راهنما توضیح می‌دهد که ردیابی حرارت مخزن چیست، چرا مخازن به آن نیاز دارند، کدام فناوری‌های کابل را باید مقایسه کرد، چگونه به طراحی نزدیک شد، و چه جزئیات کنترل، نصب و نگهداری، قابلیت اطمینان طولانی‌مدت را تعیین می‌کند.

ردیابی حرارت برای مخازن ذخیره نفت چیست؟

ردیابی حرارتی یک روش گرمایش سطحی است که دمای محصول ذخیره شده را به جای افزایش سریع آن از سرما حفظ می کند. مخزن ابتدا عایق بندی می شود و کابل های گرمایشی که در اطراف پوسته مخزن پیچیده شده یا روی پوسته مخزن قرار گرفته اند، اتلاف گرمای آماده به کار را از طریق دیوار، سقف و پایین جبران می کند. به همین دلیل است که اندازه دقیق و کنترل دمای پایدار بیش از قدرت خام اهمیت دارد.

یک سیستم کامل ردیابی حرارت مخزن ذخیره روغن از سه بخش تشکیل شده است:

• کابل های گرمایشی که گرما را در امتداد سطح مخزن تولید می کنند.
• تجهیزات کنترل و نظارت، از جمله ترموستات، سنسورهای دما، و دستگاه های هشدار.
• لوازم مکانیکی مانند نوار فویل، گیره کابل، عایق حرارتی و جعبه های اتصال ضد آب و هوا.

چرا مخازن ذخیره نفت به ردیابی حرارتی نیاز دارند؟

مخازن ذخیره نفت نیاز به ردیابی گرما دارند زیرا بیشتر هیدروکربن ها در دمای محیط قابل پمپاژ نیستند: با کاهش دما ویسکوزیته بالا می رود و انجماد نقطه ریزش عملیات را به طور کامل متوقف می کند. ردیابی حرارتی به دلایل عملیاتی، مالی و ایمنی به صورت ترکیبی نصب می شود.

• کنترل ویسکوزیته بیشتر محصولات سنگین را فقط می توان در دمای 50 تا 70 درجه سانتی گراد پمپ کرد. در زیر آن، پمپ های تخلیه حفره می شوند و نرخ جریان فرو می ریزد.
• حفاظت از نقطه ریزش اگر دما به زیر نقطه ریزش کاهش یابد، نفت خام و سوخت باقیمانده می توانند در داخل مخزن جامد شوند. پس از آن بازیابی نیاز به لنسینگ بخار، گردش روغن داغ یا حتی ورود به مخزن دارد.
• مدیریت رطوبت. میعان داخل مخزن می تواند منجمد شود و خطوط مکش را مسدود کند و آب در کف مخزن باعث تسریع خوردگی می شود.
• قابلیت اطمینان فرآیند دمای تغذیه ثابت باعث می‌شود که بخاری‌ها، جداکننده‌ها و مشعل‌های پایین‌دست در پوشش طراحی خود کار کنند.
• ایمنی سازه. خنک کردن و گرم کردن مجدد مکرر یا نیروهای شناوری ناشی از یک لایه سطحی جامد می تواند به دیواره های مخزن و تکیه گاه های میکسر آسیب برساند.

هزینه یک خاموشی غیرمنتظره مخزن را یک بار محاسبه کنید، و بودجه برای یک سیستم ردیابی حرارتی مهندسی شده مناسب در مقایسه با آن بسیار ناچیز به نظر می رسد.

فن آوری های ردیابی گرما برای مخازن ذخیره سازی نفت

فناوری مناسب برای مخزن ذخیره با دمای نگهداری، اندازه مخزن و طبقه بندی منطقه محل مطابقت دارد. چهار سیستمی که معمولاً برای مخازن ذخیره روغن اعمال می شوند عبارتند از: خود تنظیم، وات ثابت، عایق مواد معدنی و ردیابی اثر پوست.

برای اکثر مخازن روی زمین، کابل خودتنظیمی نقطه شروع استاندارد است. می توان آن را در محل برش داد و خاتمه داد، خروجی خود را در امتداد دیواره مخزن تنظیم می کند و نمی تواند در محلی که براکت ها یا تکیه گاه های لوله الگوی اتلاف حرارت را تغییر می دهند، بیش از حد گرم شود.

کابل گرمایش خود تنظیم UFA برای عایق مخزن این کابل خودتنظیمی در محل برش داده می شود، خروجی را در امتداد دیواره مخزن تنظیم می کند و از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری می کند. ژاکت های پلی اولفین یا فلوروپلیمر و تاییدیه های مناطق خطرناک را ارائه می دهد. مشاهده محصول →

سری UFA یک کابل گرمایشی خود تنظیم کننده برای عایق مخزن و کشتی است. قبل از اینکه مشخصات را نهایی کنید، چگونگی را بررسی کنید کابل های گرمایش خود تنظیم در عایق مخازن صنعتی کار می کنند .

برای مخازن بزرگی که نیاز به خروجی یکنواخت در دمای نگهداری بالاتر دارند، کابل وات ثابت معمولاً مناسب‌تر است.

کابل گرمایش با وات ثابت SANTO AMM برای دماهای بالا سیم ردیابی حرارتی با توان ثابت برای خطوط لوله و تجهیزات صنعتی که قادر به حفظ دما تا 400 درجه سانتیگراد است. مناسب برای توان خروجی بالا و محیط‌های با نوردهی بالا، دارای گواهی‌نامه‌های مناطق خطرناک. مشاهده محصول →

سری Santo-AMM متعلق به این خانواده است و برای ردیابی حرارت صنعتی در نظر گرفته شده است که در آن دمای مورد نظر از حد عملی طرح های خود تنظیم فراتر می رود.

ملاحظات کلیدی طراحی

ردیابی حرارت مخزن در محاسبه تلفات حرارتی موفق یا ناموفق است، نه در وات کاتالوگ کابل. عدد حاکم، تلفات حرارتی حالت پایدار در پایین‌ترین دمای محیط برای سایت است که به طول کابل، فاصله مدار و نقطه تنظیم کنترل تبدیل می‌شود.

هرگز یک سیستم مخزن را بدون نقطه ریختن محصول، حداکثر دمای مجاز پوست دیواره مخزن و شرایط محیط طراحی اندازه نکنید. این سه مقدار تعیین می کنند که آیا کابل خود تنظیم، کابل وات ثابت یا سیستم عایق معدنی اصلاً مجاز است یا خیر.

برای مخازن واقع در مناطق خطرناک منطقه 1 یا منطقه 2، هر دو کابل گرمایش و کنترل کننده دما باید با طبقه بندی منطقه مطابقت داشته باشند و حداکثر دمای سطح کابل باید کمتر از دمای اشتعال محصول ذخیره شده و هرگونه جو قابل اشتعال در اطراف مخزن باقی بماند.

کنترل دما و اجزای سیستم

یک سیستم ردیابی حرارت مخزن فقط به اندازه کنترل دمای آن قابل اعتماد است. ترموستات باید دیواره مخزن یا دمای محصول را حس کند، نه دمای هوای داخل مخزن، و نقطه تنظیم کنترلر باید در برابر تغییرات غیرمجاز قفل شود.

اجزای اصلی یک بسته کنترل و توزیع عبارتند از:

• یک ترموستات سطح سنج یا غوطه وری مناسب برای منطقه؛
• یک کنترلر هوشمند با نمایشگر دیجیتال و خروجی آلارم که در آن نظارت لازم است.
• جعبه های اتصال ضد آب و یا ضد انفجار، کیت های اتصال برق و کیت های انتهایی.
• یک کنترل کننده با حد بالا یا زنگ هشدار دمای بالا که در آن دمای دیواره مخزن محدود شده است.

برای مخازن مناطق خطرناک، یک کنترلر ضد انفجار اجباری است تا اختیاری.

کنترل کننده دمای هوشمند ضد انفجار سری HDBK-WK جایگزین ترموستات های مکانیکی در ردیابی الکتریکی، ارائه کنترل دقیق به علاوه حفاظت جریان، هشدار افت فاز، و نظارت بر نشتی. دارای گواهینامه برای مناطق خطرناک، ترکیب نمایشگر و هشدار در یک واحد. مشاهده محصول →

کنترل کننده دمای هوشمند ضد انفجار سری HDBK-WK برای این کار طراحی شده است و عملکردهای کنترل دما، نمایش محلی و هشدار را در یک محفظه تایید شده ترکیب می کند.

ملزومات نصب و نگهداری

کیفیت نصب به اندازه خود کابل ها بر عمر سیستم تأثیر دارد، و همین امر در مورد روال نگهداری منظم نیز صدق می کند.

• قبل از تثبیت کابل، سطح مخزن را تمیز کنید و زنگ زدگی، رسوب و روغن را پاک کنید.
• کابل را در فاصله طراحی با استفاده از گیره های تایید شده یا نوار فویل نصب کنید. از شل شدن حلقه ها و دویدن های همپوشانی اجتناب کنید.
• عایق حرارتی را پیوسته و ضد آب نگه دارید. عایق مرطوب باعث افزایش اتلاف حرارت و کاهش عمر کابل می شود.
• قبل از روشن کردن برق، ولتاژ منبع تغذیه و جریان مدار را بررسی کنید و حداقل دمای نصب کابل را در هوای سرد بررسی کنید.
• نقشه های مدار، محل اتصالات و نقاط تنظیم ترموستات را در فایل تعمیر و نگهداری ثبت کنید.
• تست های مقاومت و تداوم عایق را پس از نصب و در طول هر بازرسی سالانه انجام دهید.

سوالات متداول

کدام کابل گرمایش برای مخزن ذخیره روغن بهتر است؟

برای اکثر مخازن، کابل خودتنظیمی بهترین انتخاب است زیرا برش در محل بی خطر است، توان خروجی خود را با دمای محلی تطبیق می دهد و در جایی که لوله ها یا تکیه گاه ها باعث تغییر در اتلاف گرما می شوند، نمی توانند بیش از حد گرم شوند. برای مخازن بسیار بزرگ با دمای نگهداری بالا، وات ثابت یا سیستم های عایق معدنی ممکن است مناسب تر باشد.

مخزن ذخیره روغن در چه دمایی باید نگهداری شود؟

بستگی به محصول دارد. نفت کوره سنگین معمولاً در دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد، خام مومی در کمی بالاتر از نقطه ریزش و قیر در دمای تخلیه مخزن مورد نیاز برای پمپاژ نگهداری می شود. همیشه نقطه تنظیم را بر اساس الزامات عملیاتی و حداکثر دمای نگهداری کابل قرار دهید.

آیا مخازن ذخیره نفت به اجزای ردیابی حرارتی ضد انفجار نیاز دارند؟

اگر مخزن در یک منطقه خطرناک منطقه 1 یا منطقه 2 کار می کند، کابل گرمایش، ترموستات و جعبه های اتصال همگی باید با طبقه بندی منطقه مطابقت داشته باشند. در غیر این صورت، حداکثر دمای سطح می تواند از دمای احتراق جو اطراف فراتر رود و مخزن را به منبع احتراق تبدیل کند.

چگونه بفهمم که ردیابی حرارت مخزن من درست کار می کند؟

ولتاژ منبع تغذیه را بررسی کنید، جریان مدار را اندازه بگیرید و آن را با مقدار محاسبه شده مقایسه کنید، نقطه تنظیم ترموستات را با یک دماسنج تماسی بررسی کنید و آزمایش مقاومت عایق را انجام دهید. این بررسی ها باید به صورت سالانه و پس از هر گونه کار بر روی عایق یا سطح مخزن انجام شود.

آیا می توان کابل های خودتنظیمی را روی مخزن ذخیره سازی همپوشانی کرد؟

در اصل، کابل‌های خودتنظیمی را می‌توان بدون سوختن روی هم قرار داد، زیرا با افزایش دما، خروجی آن‌ها کاهش می‌یابد. با این حال، یک همپوشانی یک منطقه گرم متمرکز بر روی سطح مخزن ایجاد می کند. از همپوشانی در طراحی خودداری کنید و همیشه حداقل دمای نصب کابل را هنگام نصب در هوای سرد بررسی کنید.

ردیابی حرارت برای مخزن ذخیره نفت یک سرمایه گذاری حیاتی است، نه یک وسیله جانبی. دمای نگهداری را تعریف کنید، اتلاف حرارت را صادقانه در بدترین شرایط محیطی محاسبه کنید، فناوری کابلی را انتخاب کنید که با اندازه مخزن و طبقه بندی منطقه مطابقت داشته باشد، و آن را با ترموستات متناسب با منطقه کنترل کنید. این مراحل را دنبال کنید تا مخزن در زمستان به طور قابل اعتمادی تخلیه شود که در غیر این صورت آن را خاموش می کند.