УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА ЦИСТЕРНЫ С МАЗУТОМ
DEVICE FOR ELECTRIC HEATING OF TANK WITH BLACK OIL

Изобретение относится к транспорту вязких продуктов и может быть использовано на объектах нефтехимии, нефтепереработки, при разгрузке застывающих высоковязких продуктов для ускоренного опорожнения железнодорожных цистерн без применения пара и погружных элементов внутри цистерны.
Из уровня техники известны различные технологии и оборудование, применяемое для разогрева и слива из емкости высоковязких продуктов. Необходимость их применения обусловлена загустением вязких нефтепродуктов, таких, например, как нефть, мазуты, битум. При этом обогрев - единственный способ получения необходимой температуры продукта для осуществления операции слива, а разнообразие систем обогрева обусловлено различными технологическими и экономическими факторами.
На железнодорожном транспорте большое применение получил способ разогрева подачей пара в «рубашку», реализуемый в специальных вагонах-цистернах, оборудованных для перевозки затвердевающих жидкостей (Патент РФ №2612079 С2, дата приоритета 04.09.2014, дата публикации 02.03.2017, авторы: Шпак С.А. и др., UA; Патент РФ №170085 U1, дата приоритета 19.08.2016, дата публикации 13.04.2017, авторы: Савушкин Р.А. и др., RU).
Основным недостатком специальных вагонов-цистерн является их дороговизна.
Известна технология разогрева с забором нефтепродукта, включающая напорное циркуляционное перемешивание. Данная технология основана на том, что из резервуара производится забор небольшого количества продукта, его нагрев во внешнем устройстве и подача назад в резервуар с возможностью перемешивания (Патент РФ №2443616 С2, дата приоритета 03.08.2009, дата публикации 03.08.2009, авторы: Левченко Е.Л. и др., RU; Патент РФ №2538657 С2, дата приоритета 07.12.2012, дата публикации 10.01.2015, автор Бондарчук Д.А., RU).
Недостатками известных систем и способов, основанных на технологии разогрева с забором нефтепродукта, являются: во-первых, ограниченная область целесообразного использования, при этом следует отметить, что эффективность применения такой технологии обусловлена лишь на больших стационарных резервуарах и на больших сливных железнодорожных терминалах; во-вторых, для создания подобных систем требуются значительные экономические затраты, проектные и монтажные работы, большое количество технологического оборудования: насосы, запорная арматура с обогревом, устройства для перемешивания, отдельный технологический участок.
Известен резервуар для хранения вязких нефтепродуктов в регионах с холодным климатом, оснащенный системой электрического нагрева, функционирующей на основе модульных погружных стеклопластиковых нагревателей, контактирующих непосредственно с нагреваемой средой, монтаж которых осуществляется на вертикальные опоры, вваренные в корпус резервуара (Патент РФ №175259 U1, дата приоритета 10.04.2017, дата публикации 28.11.2017, авторы: Усов Д.Ю. и др., RU).
Недостатками известного аналога являются высокие трудозатраты при монтаже нагревателей и уменьшение полезного объема продукта в резервуаре.
Известны также монтируемые снаружи резервуаров, цистерн и емкостей системы электрического нагрева для бесконтактного разогрева продукта, в частности известна система кабельного обогрева резервуаров, включающая греющие кабели, прокладываемые по всей поверхности резервуара путем его обматывания.
Также известен обогрев резервуаров нагревательными панелями RT FlexPanel, которые наклеивают на обогреваемую поверхность с помощью силиконового клея (http://www.teplina.ru/thermon/reservoir. дата просмотра 28.05.2019).
Недостатком монтируемых снаружи известных систем кабельного обогрева или обогрева нагревательными панелями является высокая трудоемкость монтажа и демонтажа, обусловленная необходимостью прокладывания по всей поверхности резервуара греющего кабеля, включая пустое пространство над продуктом, или необходимостью приклеивания панелей на выпуклой поверхности резервуара.
В качестве прототипа принято индукционное устройство для разогрева и слива из емкости продуктов в холодном и вязком состоянии, используемое для ускоренного опорожнения железнодорожных цистерн, содержащее полупроводниковый преобразователь частоты, индуктор, размещенный на сливном приборе, и индукторы, имеющие форму, повторяющие форму стенок емкости, позволяющую устанавливать их в нижней и средней частях емкости, причем обмотки индукторов уложены в один ряд и размещены в электроизолирующем материале (Патент РФ №2307057 С2, дата приоритета 04.11.2004, дата публикации 27.09.2007, авторы: Левченко Е.Л. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является высокая трудоемкость изготовления и монтажа индукторов в связи с обеспечением формы, повторяющей форму стенок емкости, а также необходимость использования полупроводникового преобразователя частоты для источника питания индукторов.
Технической проблемой является упрощение монтажа и демонтажа путем усовершенствования устройства для эффективного электрического обогрева цистерн с высоковязким мазутом.
Для решения технической проблемы предложено устройство для электрообогрева цистерны с мазутом, содержащее электронагреватель, обмотка которого размещена в электроизоляционной оболочке с возможностью установки на цилиндрической поверхности цистерны. Новым является то, что устройство выполнено гибким с возможностью принятия при установке цилиндрической формы и закрепления на корпусе цистерны с помощью магнитных сил, при этом на поверхности электроизоляционной оболочки электронагревателя, прилегающей к корпусу цистерны, прикреплена намагниченная рамка из стальных полос с толщиной, обеспечивающей гибкость и закрепление на корпусе цистерны с помощью магнитных сил, а на внешней поверхности электроизоляционной оболочки нанесена тепловая изоляция.
Согласно изобретению, электроизоляционная оболочка электронагревателя выполнена из фольгированного гетинакса.
Согласно изобретению, в качестве тепловой изоляции использован пенофол.
На фиг. 1 схематично показано устройство для электрообогрева цистерны с мазутом, поперечный разрез; на фиг. 2 представлена схема установки устройства для электрообогрева на цистерне.
Представленное на фиг. 1 устройство для электрообогрева цистерны с мазутом содержит электронагреватель 1, электроизоляционную оболочку 2, намагниченную рамку из стальных полос 3 и наружную тепловую изоляцию 4. Устройство установлено на обогреваемую цистерну 5, как показано на фиг. 2. Для реализации изобретения устройство выполнено гибким с возможностью принятия при установке цилиндрической формы и закрепления на корпусе цистерны 5 с помощью магнитных сил. При этом проволочная обмотка электронагревателя 1 размещена в электроизоляционной оболочке 2, выполненной из материала, обладающего гибкостью, в качестве которого использован фольгированный гетинакс (https://www.ngpedia.ru/id640959p1.html. дата просмотра 3.06.2019). На нижней поверхности электроизоляционной оболочки 2, прилегающей к корпусу цистерны 5, прикреплена предварительно намагниченная рамка из тонких стальных полос 3, толщина которых выбрана с учетом обеспечения гибкости и закрепления на корпусе цистерны с помощью магнитных сил. На внешней поверхности электроизоляционной оболочки 2 установлена тепловая изоляция 4, например пенофол, дублированный алюминиевой фольгой с одной стороны (http://www.penofol.com/, дата просмотра 3.06.2019).
Выполнение функции обогрева цистерны с мазутом осуществляется заявляемым устройством следующим образом. Устройство прикрепляется на корпус цистерны 5 с помощью намагниченной рамки из стальных полос 3, принимая цилиндрическую форму корпуса цистерны 5, и плотно соединяется с корпусом цистерны 5 за счет магнитных сил между металлической поверхностью корпуса цистерны 5 и намагниченными стальными полосами 3. После установки устройства включают электронагреватель 1 в сеть и осуществляют обогрев цистерны непосредственно в месте расположения мазута. По завершении процесса обогрева отключают электронагреватель 1 от сети, и снимают устройство с поверхности корпуса цистерны 5.
Преимущество заявляемого устройства заключается в том, что оно не требует сложных конструктивных решений, в частности, внутри цистерны, при этом достаточно простое по изготовлению и монтажу.
Устройство для электрообогрева цистерны с мазутом может быть выполнено любой произвольной формы с возможностью закрепления на цистерне в любых местах, в том числе, и на трубопроводах. Устройство может иметь различные размеры в зависимости от условий применения.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении арсенала технических средств, используемых для обогрева цистерн с высоковязкими мазутами без применения пара и погружных элементов внутри цистерны, а также в упрощении устройства и в снижении трудозатрат при монтаже.