Как подобрать ТЭН 1Ex для дизтоплива: параметры, цена и срок

Дизтопливо на улице зимой греют до +40…+80 °C, чтобы снизить вязкость и убрать парафин, из-за которого встаёт насос. Пары ДТ горючи, поэтому клеммная коробка нагревателя должна быть во взрывозащищённом исполнении (например, 1Ex d IIB T4 Gb) по ТР ТС 012/2011, а не в обычном пластиковом кожухе. Цена в калькуляторе не считается: изготавливаем по вашему чертежу и ТЗ, срок 7–14 рабочих дней.

До какой температуры нужно греть дизтопливо

Ориентир +40…+80 °C: этого достаточно, чтобы снизить вязкость ДТ зимой и вернуть насосу возможность прокачивать топливо без завоздушивания. Конкретная цифра зависит от марки топлива и температуры, при которой встаёт насос на вашей установке: летнее ДТ прокачивается уже от +10…+15 °C, зимнее и арктическое требуют больше запаса. Греть выше +80 °C незачем: риск закоксовывания на поверхности ТЭНа растёт быстрее, чем падает вязкость.

Почему обычный ТЭН здесь не ставят

Пары дизтоплива в смеси с воздухом в замкнутом объёме резервуара образуют взрывоопасную концентрацию, поэтому оборудование в этой зоне, включая клеммную коробку нагревателя, должно соответствовать требованиям ТР ТС 012/2011 (техрегламент Таможенного союза по взрывозащищённому оборудованию). У обычного ТЭНа клеммная коробка герметична от воды, но не рассчитана держать взрывную волну внутри себя, если искра на контакте всё же проскочит. У исполнения 1Ex коробка толстостенная, взрывонепроницаемая, с кабельным вводом на прижимной гайке: искра внутри неё гасится, наружу не выходит.

Для примера часто встречается маркировка 1Ex d IIB T4 Gb: «1» степень взрывозащиты, «Ex» знак взрывозащиты, «d» вид защиты (взрывонепроницаемая оболочка), «IIB» подгруппа взрывоопасной смеси по газам, «T4» температурный класс (максимум 135 °C на поверхности), «Gb» уровень защиты оборудования. Это справочный пример формата, а не то, что мы гарантируем без проекта: конкретную маркировку, группу газа и температурный класс для дизтоплива определяет проектная документация заказчика (обычно T3 или T4), а мы изготавливаем нагревательный элемент и клеммную коробку под согласованное с вами ТЗ.

Как считать мощность: пример расчёта

Берём резервуар на 3000 л дизтоплива на улице. Зимой топливо остывает до −15 °C, прокачка встаёт. Нужно поднять температуру до +60 °C за 5 часов до начала работы насоса.

Разница температур: ΔT = 60 − (−15) = 75 °C.

Грубая оценка мощности по формуле для нагрева жидкости объёмом V (в литрах) на ΔT градусов за время t (в часах):

P = 0,00116 × V × ΔT / t

Формула выведена для воды, поэтому первый шаг даёт мощность «как если бы это была вода»: 0,00116 × 3000 × 75 / 5 = 52,2 кВт. У дизтоплива теплоёмкость примерно вдвое ниже водяной, а плотность около 0,85 кг/л против 1 кг/л у воды, поэтому греть сам объём жидкости нужно примерно в 1,7 раза меньше энергии: около 31 кВт. Резервуар стоит на улице, и в мороз теплопотери через стенки и крышку часто больше, чем энергия на нагрев самой жидкости, поэтому для наружной установки к расчётной цифре добавляют запас. Итоговая мощность для этого бака выходит в районе 40–47 кВт, и её распределяют на несколько трубчатых элементов, а не на один нагреватель: иначе локальная плотность мощности на поверхности будет слишком высокой.

Таблица подбора: типичный симптом и что менять

Какой материал оболочки выбрать

Для чистого товарного дизтоплива без воды и без агрессивных присадок обычно достаточно углеродистой оболочки: сталь 10, она же стандартный вариант для масел и сухих сред. Если топливо периодически обводняется (конденсат в баке, зимнее хранение с перепадом температур) или клиент прямо просит повышенную коррозионную стойкость, ставим нержавеющую оболочку AISI 321 (08Х18Н10Т): она у нас идёт по умолчанию, когда нужна стойкая нержавейка. Титан и 316L для дизтоплива не нужны, это исполнение для сильно агрессивной химии, а не для нефтепродуктов.

Что влияет на цену и срок изготовления

Готового калькулятора для взрывозащищённого исполнения нет: слишком много переменных сходятся в одной конструкции: мощность и число элементов, длина активной зоны, диаметр и материал оболочки, тип клеммной коробки и её сертификация под конкретную зону, способ монтажа (фланец, штуцер, погружной без фланца), наличие датчика температуры и реле сухого хода. Поэтому цена и срок называются после того, как мы увидим чертёж или фото резервуара и техзадание на взрывозащиту, не раньше.

Срок изготовления по нашим стандартным условиям 7–14 рабочих дней, минимальная партия 1 штука, отгрузка СДЭК или ПЭК по России и в Казахстан. Более длинный элемент или нестандартный фланец обычно не увеличивают срок за пределы этого диапазона, но требуют более точного чертежа на входе: присылайте его сразу, а не «примерные размеры на словах».

Что прислать нам для расчёта

• Объём и геометрия резервуара: диаметр, высота или длина, толщина стенки в месте монтажа
• Способ монтажа: фланец (какой диаметр и посадочные отверстия), штуцер, погружной без фланца
• Минимальная температура эксплуатации зимой в вашем регионе
• Целевая температура нагрева ДТ (обычно в диапазоне +40…+80 °C)
• Время, за которое нужно прогреть объём до целевой температуры
• Напряжение питания (220 или 380 В) и максимально допустимая мощность по вашей электрике
• Требования к маркировке взрывозащиты по проекту (зона, группа газа, температурный класс), если проект уже есть
• Нужен ли встроенный датчик температуры или реле сухого хода

Если проекта на взрывозащиту ещё нет, скажите прямо, обсудим маркировку на этапе согласования, а не после изготовления. Похожая логика подбора действует и для других взрывоопасных сред: см. ТЭН 1Ex для битума и взрывозащиту ТЭН для нефтегаза. Общие сроки изготовления взрывозащищённых ТЭН разобраны отдельно: сроки изготовления взрывозащищённого ТЭНа.

Частые вопросы

Автор: Руслан Садыкбаев, производство ТЭН с 2017 года