Терморадиационный (инфракрасный) подогрев

Самым совершенным способом подогрева нефтепродуктов в вагонах-цистернах, других емкостях и трубопроводах, по сравнению со всеми известными, является подогрев посредством инфракрасных излучателей. Способ подогрева состоит в том, что поток инфракрасных лучей от излучателей направляется на поверхность вагона-цистерны (трубопровода, емкости). Инфракрасные лучи нагревают металлическую поверхность, которая передает тепло прилегающему к ней пограничному слою нефтепродукта, вызывая при сливе скольжение нефтепродукта по горячей поверхности. По характеру процесса разогрева этот метод не отличается от способов подогрева нефтепродуктов в вагонах-цистернах с паровой «рубашкой» и индукционного нагрева. Здесь также не требуется для слива разогреть весь объем нефтепродукта. В отличие от них в способе разогрева инфракрасными лучами почти нет потерь тепла в окружающую среду, так как наружная сторона подогревателей не является теплопередающей.

Рис. 42 Ламповый нагреватель инфракрасного излучения криволинейной формы:

1 – излучатели светло-красного накала; 2 – излучатели темно-красного накала.

Излучатели с внешней стороны имеют тепловую изоляцию, и весь поток тепловой энергии доходит до нагреваемой поверхности почти без рассеивания. Тепло, сообщаемое емкости, используется с высоким К.П.Д., что сокращает мощность установки до приемлемых для практики величин.

Излучатели выпускаются промышленностью серийно трех основных типов: ламповые, трубчатые и газовые. Первые два – электрические. Подогреватели навешиваются или накладываются на котел цистерны. После подачи вагонов-цистерн под слив подогреватели опускаются на вагоны-цистерны.

Система слива с подогревом при помощи инфракрасных излучателей имеет эксплуатационные расходы в 2,28 раза меньше по сравнению с вагонами-цистернами с паровой «рубашкой» и в 5,93 раза меньше по сравнению с обычными цистернами.

Определение потребного количества тепла для подогрева нефтепродуктов

Потребное количество тепла для подогрева нефтепродуктов от начальной температуры t_н до температуры подогрева t_п складывается:

1) из количества тепла, расходуемого на подогрев собственно нефтепродукта от начальной температуры t_н до температуры подогрева t_п;

2) количества тепла, расходуемого на расплавление застывшего нефтепродукта;

3) количества тепла, теряемого при подогреве в окружающую среду.

Количество тепла, расходуемого на подогрев всей массы нефтепродукта определяется по формуле:

С – теплоемкость нефтепродукта, ккал/кг

Количество тепла, расходуемого на плавление застывшего парафина, находящегося в нефтепродукте, равно:

æ,

где - количество парафина в нефтепродукте, %

æ – скрытая теплота плавления парафина, ккал/кг

Для вязких незастывающих нефтепродуктов (не содержащих парафина) Q₂=0.

Количество тепла, теряемого в окружающую среду, определяется по формуле:

,

где F – поверхность охлаждения, м²

К – коэффициент теплопередачи от подогреваемого нефтепродукта в окружающую среду, ккал/м² · ч · ^оС:

Часовой расход тепла, затрачиваемого на подогрев нефтепродукта, равен: