Электрические нагреватели.

Самое широкое распространение в качестве теплоносителя получил водяной насыщенный пар, отдающий теплоту через змеевики нагревательных элементов, расположенных горизонтально на расстоянии 10-15 см от днища. Вертикальное расположение змеевиков невыгодно с теплотехнической точки зрения. Схема парового подогрева весьма проста по устройству и наименее опасна в пожарном отношении (рис.2.22).

Основными недостатками этой системы являются:

Ä Высокие стоимость и трудоемкость технического обслуживания трубопроводов из-за необходимости каждые 3-5 лет заменять змеевики в танках вследствие разрушения от коррозии и механических повреждений;

Ä Возможность размораживания системы в зимнее время.

Органические теплоносители(ОТ) отличаются от водяного пара тем, что они безопасны в зимнее время и низкоагрессивны с точки зрения коррозии. Поэтому системы с ОТ отличаются высокой надежностью и долговечностью, низкой стоимостью и трудоемкостью обслуживания, простотой автоматики и малыми габаритами.

Рис.2.22. Принципиальная схема системы обогрева груза в танках.

Существует два способа подогрева груза с помощью систем с органическим теплоносителем:

1. прямой способ, когда ОТ нагревается в котлах и по замкнутой системе циркулирует в системе обогрева;

2. непрямой способ, когда ОТ нагревается паром от вспомогательного котла в паровом подогревателе и подается в закрытую систему обогрева танков.

Несмотря на существенные достоинства этих систем, использование ОТ на танкерах ограничено, т.к. органические теплоносители пожароопасны (особенно при прямом способе подогрева).

Паровые системы и системы с ОТ называют системами с промежуточным теплоносителем.

К системам обогрева без промежуточного теплоносителя относятся системы с электронагревателями и с горячеструйным способом обогрева.

В системах с горячеструйным обогревом теплоносителем является сам груз. Часть груза из танка нагревается в подогревателе и возвращается в танк в виде горячей струи, которая за счет механического и конвективного воздействия на массу груза перемешивает его. В качестве греющей среды в подогревателях используются выхлопные газы ДВС или автономные форсуночные устройства. Главные достоинства этого способа обогрева следующие:

- в связи с уменьшением количества внутританковых устройств улучшается зачистка танков и снижается трудоемкость технического обслуживания;

- подогрев груза в танках может осуществляться практически до конца выгрузки.

К недостаткам этого способа обогрева относится снижение эффективности обогрева с ростом грузоподъемности танкера и возрастание стоимости оборудования. Поэтому такой обогрев применяется на малых танкерах.

В системах с электронагревателями подогрев осуществляется либо «голыми шинами» (прямой контакт с грузом), либо специальными нагревателями (весьма сложными и дорогими). Достоинства этого способа: простота в управлении, регулирование мощности, высокая долговечность и низкая стоимость оборудования. Недостатки: высокая стоимость электроэнергии, вырабатываемой на судне, чрезмерная пожароопасность (особенно при оголении шин в процессе выгрузки), недостаточная исследованность процесса подогрева.

Поэтому применение этого способа возможно только на небольших танкерах после дополнительных исследований.

В последнее время остро встала проблема подогрева груза на комбинированных судах (нефтерудовозах и др.), что обусловлено повреждением нагревательных элементов твердыми грузами, если они не имеют специальной защиты. Поэтому существуют предложения устанавливать нагревательные элементы в двойных переборках, в двойном днище, в специальных треугольных выгородках на переборках и днищах. Вероятно, наилучшим решением для комбинированных судов будет использование горячеструйного способа обогрева, если удастся решить проблему обогрева части груза в подогревателях.

На танкерах при перевозке высоковязких мазутов самым, сложным вопросом является задача определения времени подогрева груза, т.к. оно зависит от множества факторов: температуры и вязкости грузов, района плавания, условий окружающей среды и т.п. До настоящего времени расчетных методик времени начала подогрева груза перед выгрузкой не существует. Его определяют на основе накопленного опыта.

Температура тяжелых сортов груза перед выгрузкой должна быть на 12-15°С ниже температуры вспышки.

Легкие нефтепродукты I разряда с t_всп.≤28°C не подогреваются за исключением отдельных сортов высоковязких нефтей.

В рейсе рекомендуется допускать снижение температуры груза не ниже, чем t_заст.+5° С.

При оценке времени подогрева следует учитывать, что преждевременный подогрев обусловливает дополнительный перерасход топлива, а запоздалый – вызывает простои танкера под выгрузкой.

Обычно груз подогревают по группам танков (2-4 танка), т.к. на все танки сразу не хватит пара. Поэтому устанавливают очередность подогрева по группам (чаще всего с 8-ми часовым периодом).

В качестве опорных цифр, для расчетов можно принимать, что за 1 час нормального подогрева температура груза поднимается: летом на 1°С в бортовых и 0,5-0,7°С в центральных танках, а зимой – на 0,6-0,7°С и 0,4-0,5°С соответственно.

Пример: Температура подогретого груза (в конце подогрева) задается грузополучателем t_кон.=35°С летом и 40°С зимой, а начальная температура груза зависит от времени года: летом t_нач.=24°С, зимой t_нач.=15°С.

Расчет: Летом t_кон. - t_нач.=35-24=11°С.

Обогреваются 3 группы танков (по 8 часов). Для поднятия температуры груза на 11°С, при условии 1°С/час получим время подогрева 1·11·3=33 часа.

Зимой t_кон. - t_нач.=40-15=25°С, а время подогрева при 0,6°С/час будет 0,6·25·3=45 часов.