Скин эффект

Скин-система представляет собой безопасную и надежную систему обогрева промышленных трубопроводов любой заданной длины при подземной, подводной и наземной прокладке, а также в любых взрывоопасных зонах. Она обеспечивает стартовый разогрев, защищает от замораживания и поддерживает температуру продукта в трубопроводах большой (до 30 км) длины.

Индукционно-резистивная скин-система является наиболее эффективным и экономичным решением проблемы обогрева магистрального трубопровода без сопроводительной питающей сети.

Современная скин-система широко применяется для обогрева магистральных трубопроводов большой длины без использования сопроводительной питающей сети, проходящих в наземной, подземной и подводной зонах, а также в местах повышенной взрывоопасности.

Система обладает высокой надежностью и прочностью, с тепловыделением до 120 Вт/м и текущей рабочей температурой в пределах 200°С, она безопасна и не требует электрической изоляции. Скин-система может состоять из одного-трех нагревательных элементов, в зависимости от длины самого трубопровода и необходимой мощности обогрева.

Индукционно-резистивная система осуществляет стартовый разогрев трубопроводов, препятствует замораживанию продукта внутри трубопровода, поддерживая его постоянную температуру. Она является также наиболее экономически оправданным и эффективным решением вопроса обогрева любых магистральных трубопроводов.

Нагревательные элементы, входящие в состав скин-системы в своей работе используют эффект близости и т.н. скин-эффект, возникающий на существующем переменном токе высокой промышленной частоты в любых проводниках из ферромагнитных материалов.

Сами нагревательные элементы состоят из трубы и проводника, проходящего в ней. Труба выполняется, как правило, из специальной низкоуглеродистой стали, имеет стандартные параметры: 20-60 мм – диаметр и более 2 мм (обычно 3-4 мм)– толщина стенки. Проводник изготавливается из меди или алюминия – немагнитных материалов, он устойчив к воздействию достаточно высокого напряжения (в пределах до 5 кВ), тепловым нагрузкам до 200°С и возможным механическим повреждениям, риск которых высок при монтаже. В конце плеча обогрева существующий проводник плотно соединен с трубой, а в начале подается переменное напряжение, которое напрямую зависит от величины тепловыделения и реальной длины участка обогрева.

На промышленной частоте по сечению внутреннего проводника течет переменный ток, т.к. в немагнитном проводниковом материале не возникает заметного поверхностного эффекта. А по сечению трубы, выполняющей роль ферромагнитного проводника, ток непрерывно течет по внутреннему слою трубы, при практически нулевом потенциале наружной поверхности трубы. Тогда и возникает ярко выраженный скин-эффект. Около 80% полезного тепла выделяется в стальной трубе, т.к. скин-слой имеет небольшую толщину, что и требуется для обогрева.

К основным преимуществам скин-системы можно отнести надежность системы, работающей одинаково эффективно над землей, под землей и в воде, т.к. стальные трубы обеспечивают необходимую защиту от повреждений токоведущим проводникам. Кроме того, система проста в монтаже и электробезопасна, запитка производится с одного конца системы. Хороший тепловой контакт достигается, благодаря плотному прикреплению тепловыделяющего элемента к трубопроводу. Большая длина обогрева доступна в связи с разгрузкой токонесущего проводника от тепловыделения: проводник работает в качестве встроенной сопроводительной цепи.

Скин-система является комплексной системой, поставляемой и монтируемой в полном комплекте, в который входят системы контроля и управления, электропитания (КТП) и элементы системы обогрева.

Система КТП (комплектной трансформаторной подстанции) поставляется в специализированном контейнере, который имеет освещение и обогрев, может подключаться к системе охлаждения и оснащаться охранно-пожарной сигнализацией. Она состоит из симметрирующего трансформатора и распределительных ячеек низкой и высокой стороны.

Основными параметрами скин-ситемы является тепловыделение в диапазоне от -50 до +200 °С, а также электропитание в пределах до 6 кВ (примерно 50 Гц).

В сравнении с другими существующими типами нагревателей, скин-система значительно опережает их по эффективности и надежности.