УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООБОГРЕВА ЦИСТЕРНЫ С МАЗУТОМ
DEVICE FOR ELECTRIC HEATING OF OIL TANKS

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 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 (https://teplina.ru/products/thermon-heating-panels-rt-flexipanel/, дата просмотра 28.12.2020).
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.
Известно 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).
Недостатком индукционного устройства для разогрева 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.
Известно устройство для электрообогрева цистерны с мазутом, содержащее электронагреватель, электроизоляционную оболочку, намагниченную рамку из стальных полос и наружную тепловую изоляцию, которое плотно прилегает к наружной поверхности цистерны, принимая ее форму, и закрепляется на ней с помощью действия магнитных сил (Патент РФ №2710792 С1, дата приоритета 04.07.2019, дата публикации 14.01.2020, авторы: Кулагина Т.А. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является ухудшение в процессе эксплуатации свойств намагниченной рамки, что негативно влияет на надежность крепления устройства к поверхности цистерны.
Технической проблемой является усовершенствование крепления устройства для электрического обогрева цистерн с высоковязким мазутом путем использования в нем полимерных магнитов.
Для решения технической проблемы предложено устройство для электрообогрева цистерны с мазутом, содержащее электронагреватель, электроизоляционную оболочку, в которой размещена обмотка электронагревателя, и теплоизоляцию на внешней поверхности электроизоляционной оболочки, причем устройство выполнено гибким с возможностью установки на цилиндрической поверхности цистерны, принятия при установке ее формы, плотного прилегания к поверхности и закрепления на корпусе цистерны с помощью магнитных сил. Новым является то, что для закрепления устройства на корпусе цистерны на нижней поверхности электроизоляционной оболочки, обращенной к корпусу цистерны, образован магнитный слой из полимерных магнитов, размельченных до фракции стружки и приклеенных к электроизоляционной оболочке жаростойким клеем.
На фиг. 1 схематично показано устройство для электрообогрева цистерны с мазутом, поперечный разрез; на фиг. 2 представлена схема установки устройства для электрообогрева на корпусе цистерны.
Представленное на фиг. 1 устройство для электрообогрева цистерны с мазутом содержит электронагреватель 1, электроизоляционную оболочку 2, клеевой слой магнитной стружки из полимерных магнитов 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 28.12.2020). На нижней поверхности электроизоляционной оболочки 2, обращенной к корпусу цистерны, по всему ее периметру образован магнитный слой из полимерных магнитов 3 (http://www.amtc.ru/production/magnit/magnitoplast.php, дата просмотра 28.12.2020), размельченных до фракции стружки и приклеенных к электроизоляционной оболочке жаростойким клеем (https://uborka.со/uhod/termostoykiy-kley, дата просмотра 28.12.2020). Оптимальная толщина указанного магнитного слоя, обеспечивающая прилегание к корпусу цистерны 5 и закрепление на нем с помощью магнитных сил, составляет 5 мм. В качестве наружной тепловой изоляции 4, установленной на внешней поверхности электроизоляционной оболочки 2, использован, например пенофол, дублированный алюминиевой фольгой с одной стороны (http://www.penofol.com/, дата просмотра 28.12.2020).
Выполнение функции обогрева цистерны с мазутом осуществляется заявляемым устройством следующим образом. Устройство прикрепляется на корпус цистерны 5 с помощью указанного слоя стружки из полимерных магнитов 3, принимая цилиндрическую форму корпуса цистерны 5, и плотно соединяется с ним за счет магнитных сил между металлической поверхностью корпуса цистерны 5 и слоем стружки из полимерных магнитов 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.
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. Кроме того, в процессе эксплуатации стабильно сохраняется действие магнитных сил, обеспечивающих надежность закрепления устройства на корпусе цистерны, что обусловлено улучшенными магнитными свойствами полимерных магнитов, из которых образован магнитный слой электроизоляционной оболочки, примыкающий к корпусу цистерны.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении надежности закрепления устройства на поверхности корпуса цистерны за счет использования материала с улучшенными магнитными свойствами для создания магнитных сил.