تتبع الحرارة لصهاريج تخزين النفط: دليل كامل ونظرة عامة على التكنولوجيا

إن التتبع الحراري لصهاريج تخزين النفط هو طريقة تسخين سطحية كهربائية تحافظ على الهيدروكربونات المخزنة فوق نقطة صبها وعند درجة حرارة العملية المطلوبة. يتم تثبيت كابلات التدفئة على هيكل الخزان أو الأرضية، وينظم منظم الحرارة تشغيلها بحيث يظل النفط الخام وزيت الوقود الثقيل والقار والمنتجات الكيميائية سائلة وقابلة للضخ حتى في ظروف الشتاء القاسية. بمجرد أن تبرد محتويات الخزان وتتجمد، تصبح عملية إعادة التسخين بطيئة ومكلفة ومزعجة؛ الغرض من نظام تسخين الخزان هو منع هذا السيناريو تمامًا.

يشرح هذا الدليل ما هو تتبع حرارة الخزان، ولماذا تحتاج الخزانات إليه، وما هي تقنيات الكابلات التي يجب مقارنتها، وكيفية التعامل مع التصميم، وما هي تفاصيل التحكم والتركيب والصيانة التي تحدد الموثوقية على المدى الطويل.

ما هو تتبع الحرارة لصهاريج تخزين النفط؟

تتبع الحرارة هو أسلوب تسخين سطحي يحافظ على درجة حرارة المنتج المخزن بدلاً من رفعه بسرعة من البرودة. يتم عزل الخزان أولاً، ويتم لف كابلات التسخين حوله أو وضعها فوق هيكل الخزان لتعويض فقدان الحرارة الاحتياطي من خلال الجدار والسقف والقاع. هذا هو السبب في أن الحجم الدقيق والتحكم المستقر في درجة الحرارة مهمان أكثر من الطاقة الخام.

يتكون نظام التتبع الحراري الكامل لخزان الزيت من ثلاثة أجزاء:

• كابلات التدفئة، التي تولد الحرارة على طول سطح الخزان؛
• معدات التحكم والمراقبة، بما في ذلك منظمات الحرارة وأجهزة استشعار درجة الحرارة وأجهزة الإنذار؛
• الملحقات الميكانيكية مثل شريط الرقائق المعدنية، ومشابك الكابلات، والعزل الحراري، وصناديق التوصيل المقاومة للعوامل الجوية.

لماذا تحتاج صهاريج تخزين النفط إلى تتبع الحرارة؟

تحتاج صهاريج تخزين النفط إلى تتبع الحرارة لأن معظم الهيدروكربونات غير قابلة للضخ في درجة الحرارة المحيطة: ترتفع اللزوجة مع انخفاض درجة الحرارة، ويوقف تصلب نقطة الصب العمليات تمامًا. يتم تثبيت تتبع الحرارة لأسباب تشغيلية ومالية وأمانية مجتمعة.

• التحكم في اللزوجة. لا يمكن ضخ معظم المنتجات الثقيلة إلا عند درجة حرارة 50-70 درجة مئوية. وتحت ذلك، تتجوّف مضخات التفريغ وتنهار معدلات التدفق.
• حماية نقطة الصب. يمكن أن يتجمد الوقود الخام الشمعي والوقود المتبقي داخل الخزان إذا انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون نقطة الصب. يتطلب التعافي بعد ذلك وخز البخار، أو تداول الزيت الساخن، أو حتى دخول الخزان.
• التعامل مع الرطوبة. يمكن أن يؤدي التكثيف داخل الخزان إلى تجميد خطوط الشفط وسدها، كما أن الماء الموجود في قاع الخزان يؤدي إلى تسريع عملية التآكل.
• موثوقية العملية. تعمل درجة حرارة التغذية الثابتة على إبقاء السخانات والفواصل والشعلات في اتجاه مجرى النهر تعمل ضمن غلاف التصميم الخاص بها.
• السلامة الهيكلية. يمكن أن يؤدي التبريد وإعادة التسخين المتكرر، أو قوى الطفو الناتجة عن الطبقة السطحية المتصلبة، إلى إتلاف جدران الخزان ودعامات الخلاط.

احسب تكلفة انقطاع غير متوقع في الخزان مرة واحدة، وستجد أن ميزانية نظام تتبع الحرارة المصمم بشكل صحيح تبدو صغيرة جدًا بالمقارنة.

تقنيات التتبع الحراري لصهاريج تخزين النفط

تتوافق التكنولوجيا المناسبة لخزان التخزين مع درجة حرارة الصيانة وحجم الخزان وتصنيف مساحة الموقع. الأنظمة الأربعة الأكثر شيوعًا المطبقة على صهاريج تخزين النفط هي التنظيم الذاتي، والقوة الكهربائية الثابتة، والعزل المعدني، وتتبع تأثير الجلد.

بالنسبة لمعظم الخزانات الموجودة فوق الأرض، يعتبر الكابل ذاتي التنظيم هو نقطة البداية القياسية. يمكن قطعه وإنهاؤه في الموقع، وضبط إنتاجه على طول جدار الخزان، ولا يمكن أن يسخن محليًا حيث تعمل الأقواس أو دعامات الأنابيب على تغيير نمط فقدان الحرارة.

كابل التسخين ذاتي التنظيم UFA لعزل الخزان يتم قطع هذا الكابل ذاتي التنظيم حسب الطول في الموقع، ويضبط الإخراج على طول جدار الخزان، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة المحلية. وهي توفر سترات من البولي أوليفين أو البوليمر الفلوري وموافقات على المناطق الخطرة. عرض المنتج →

سلسلة UFA عبارة عن كابل تسخين تمثيلي ذاتي التنظيم لعزل الخزانات والأوعية. قبل الانتهاء من المواصفات، تحقق من كيفية القيام بذلك تعمل كابلات التسخين ذاتية التنظيم في عزل الخزانات الصناعية .

بالنسبة للخزانات الكبيرة التي تحتاج إلى خرج موحد عند درجة حرارة صيانة أعلى، عادةً ما يكون كابل القوة الكهربائية الثابت هو الأفضل.

SANTO AMM كابل تسخين القوة الكهربائية المستمر لدرجات الحرارة العالية سلك تتبع حراري ثابت الطاقة لخطوط الأنابيب والمعدات الصناعية، قادر على الحفاظ على درجات حرارة تصل إلى 400 درجة مئوية. مناسب لبيئات إنتاج الطاقة العالية والتعرض العالي، مع شهادات المناطق الخطرة. عرض المنتج →

تنتمي سلسلة Santo-AMM إلى هذه العائلة وهي مخصصة لتتبع الحرارة الصناعية حيث تتجاوز درجة الحرارة المستهدفة الحد العملي للتصميمات ذاتية التنظيم.

اعتبارات التصميم الرئيسية

ينجح تتبع حرارة الخزان أو يفشل بناءً على حساب فقدان الحرارة، وليس بناءً على القوة الكهربائية الموجودة في كتالوج الكابل. الرقم الحاكم هو فقدان الحرارة في الحالة المستقرة عند أدنى درجة حرارة محيطة للموقع، ويتم تحويله إلى طول الكابل، وتباعد الدائرة، ونقطة ضبط التحكم.

لا تقم أبدًا بتحديد حجم نظام الخزان بدون نقطة صب المنتج، والحد الأقصى لدرجة حرارة الجلد المسموح بها لجدار الخزان، والحالة المحيطة بالتصميم. تحدد هذه القيم الثلاث ما إذا كان الكابل ذاتي التنظيم، أو كابل القوة الكهربائية الثابتة، أو النظام المعزول المعدني مسموحًا به تقنيًا على الإطلاق.

بالنسبة للخزانات الموجودة في المنطقة 1 أو المنطقة 2 الخطرة، يجب أن يتطابق كل من كابل التسخين وجهاز التحكم في درجة الحرارة مع تصنيف المنطقة، ويجب أن تظل درجة حرارة السطح القصوى للكابل أقل من درجة حرارة الاشتعال للمنتج المخزن وأي جو قابل للاشتعال حول الخزان.

التحكم في درجة الحرارة ومكونات النظام

لا يمكن الاعتماد على نظام تتبع حرارة الخزان إلا بقدر موثوقية التحكم في درجة الحرارة. يجب أن يستشعر منظم الحرارة جدار الخزان أو درجة حرارة المنتج، وليس درجة حرارة الهواء داخل الخزان، ويجب قفل نقطة ضبط وحدة التحكم ضد التغييرات غير المصرح بها.

المكونات الرئيسية لحزمة التحكم والتوزيع هي:

• جهاز استشعار للسطح أو ترموستات غمر مناسب للمنطقة؛
• وحدة تحكم ذكية مع شاشة عرض رقمية وإخراج إنذار حيث تكون المراقبة مطلوبة؛
• صناديق التوصيل المقاومة للعوامل الجوية أو المقاومة للانفجار، ومجموعات توصيل الطاقة، ومجموعات النهاية؛
• جهاز تحكم عالي الحد أو إنذار لدرجة الحرارة العالية حيث تكون درجة حرارة جدار الخزان مقيدة.

بالنسبة لخزانات المناطق الخطرة، تكون وحدة التحكم المقاومة للانفجار إلزامية وليست اختيارية.

جهاز التحكم الذكي في درجة الحرارة المقاوم للانفجار من سلسلة HDBK-WK يحل محل منظمات الحرارة الميكانيكية في التتبع الكهربائي، مما يوفر تحكمًا دقيقًا بالإضافة إلى الحماية الحالية، والتحذير من فقدان الطور، ومراقبة التسرب. معتمد للمناطق الخطرة، ويجمع بين العرض والإنذار في وحدة واحدة. عرض المنتج →

تم تصميم وحدة التحكم في درجة الحرارة المقاومة للانفجار من سلسلة HDBK-WK لهذه المهمة، حيث تجمع بين التحكم في درجة الحرارة والعرض المحلي ووظائف الإنذار في حاوية واحدة معتمدة.

أساسيات التثبيت والصيانة

تؤثر جودة التثبيت على عمر النظام بقدر تأثير الكابلات نفسها، وينطبق الشيء نفسه على روتين الصيانة المنضبط.

• قم بتنظيف سطح الخزان وإزالة الصدأ والحجم والزيت قبل تثبيت الكابل.
• قم بتثبيت الكابل على مسافة التصميم باستخدام مشابك معتمدة أو شريط رقائق معدنية؛ تجنب حلقات الركود والتشغيل المتداخل.
• الحفاظ على العزل الحراري مستمرًا ومقاومًا للعوامل الجوية؛ يزيد العزل الرطب من فقدان الحرارة ويقلل من عمر الكابل.
• تحقق من جهد مصدر الطاقة وتيار الدائرة قبل التنشيط، وتحقق من الحد الأدنى لدرجة حرارة تركيب الكابل في الطقس البارد.
• قم بتسجيل رسومات الدوائر ومواقع المفاصل ونقاط ضبط الحرارة في ملف الصيانة.
• إجراء اختبارات مقاومة العزل والاستمرارية بعد التركيب وأثناء كل فحص سنوي.

الأسئلة المتداولة

ما هو كابل التسخين الأفضل لخزان الزيت؟

بالنسبة لمعظم الخزانات، يعد الكابل ذاتي التنظيم هو الخيار الأفضل لأنه آمن للقطع في الموقع، ويكيف خرج الطاقة الخاص به مع درجة الحرارة المحلية، ولا يمكن أن يسخن بشكل زائد حيث تسبب الأنابيب أو الدعامات اختلافات في فقدان الحرارة. بالنسبة للخزانات الكبيرة جدًا ذات درجة حرارة صيانة عالية، قد تكون أنظمة القوة الكهربائية الثابتة أو المعزولة المعدنية أكثر ملاءمة.

ما هي درجة الحرارة التي يجب أن يبقى بها خزان الزيت؟

ذلك يعتمد على المنتج. عادة ما يتم الاحتفاظ بزيت الوقود الثقيل عند درجة حرارة 50-60 درجة مئوية، والخام الشمعي عند درجة أعلى بقليل من نقطة صبه، والقار عند درجة حرارة تفريغ الخزان المطلوبة للضخ. قم دائمًا بوضع نقطة الضبط على متطلبات التشغيل ودرجة الحرارة القصوى للصيانة للكابل.

هل تحتاج صهاريج تخزين النفط إلى مكونات تتبع الحرارة مقاومة للانفجار؟

إذا كان الخزان يعمل في منطقة خطرة بالمنطقة 1 أو المنطقة 2، فيجب أن يتوافق كابل التسخين ومنظم الحرارة وصناديق التوصيل مع تصنيف المنطقة. وإلا فإن درجة حرارة السطح القصوى يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الاشتعال في الجو المحيط وتحول الخزان إلى مصدر اشتعال.

كيف أعرف ما إذا كان تتبع الحرارة في الخزان يعمل بشكل صحيح؟

تحقق من جهد الإمداد، وقم بقياس تيار الدائرة ومقارنته بالقيمة المحسوبة، وتحقق من نقطة ضبط منظم الحرارة باستخدام مقياس حرارة ملامس، وقم بإجراء اختبار مقاومة العزل. ويجب إجراء هذه الفحوصات سنويًا وبعد أي عمل على العزل أو سطح الخزان.

هل يمكن تداخل الكابلات ذاتية التنظيم في خزان التخزين؟

من حيث المبدأ، يمكن أن تتداخل الكابلات ذاتية التنظيم دون أن تحترق لأن إنتاجها يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة. ومع ذلك، فإن التداخل يخلق منطقة ساخنة مركزة على سطح الخزان. تجنب التداخل في التصميم، وتحقق دائمًا من الحد الأدنى لدرجة حرارة تركيب الكابل عند وضعه في الطقس البارد.

يعد تتبع الحرارة لخزان تخزين النفط استثمارًا بالغ الأهمية، وليس ملحقًا. تحديد درجة حرارة المحافظة، وحساب فقدان الحرارة بأمانة في أسوأ الظروف المحيطة، واختيار تقنية الكابل التي تتوافق مع حجم الخزان وتصنيف المنطقة، والتحكم فيها باستخدام منظم الحرارة الذي يناسب المنطقة. اتبع هذه الخطوات، وسيتم تفريغ الخزان بشكل موثوق خلال فصول الشتاء التي قد تؤدي إلى إغلاقه.