Биогазовая станция на ферме и система дегазации полигона отходов собирают газ с метаном и по трубам ведут его к газопоршневой установке. Газ выходит из метантенка или тела полигона тёплым, около +30…+40 °C, и насыщенным водяным паром. В холодной трубе он остывает, пар конденсируется, и зимой этот конденсат замерзает в низких местах, в конденсатосборниках и арматуре — подача газа падает, установка останавливается. Разберём, где появляется лёд, какую температуру держать на трубе, почему здесь годится только взрывозащищённый кабель, сколько ватт нужно и как управлять обогревом.
Коротко
- Конденсат выпадет всё равно: точка росы насыщенного газа при +35 °C — те же +35 °C. Обогрев не предотвращает конденсацию, а не даёт конденсату замёрзнуть — он должен стекать в конденсатосборники.
- Основа — уклон и конденсатосборники в низших точках. Кабелем греют наружные участки труб, конденсатосборники, сливы, арматуру и приборы. Держат +5…+10 °C на стенке.
- Зоны у газового оборудования обычно взрывоопасные: в них — только кабель и комплектующие с сертификатом взрывозащиты. У нас это серия ProTrace HTS (класс T3) с фторопластовой оболочкой, стойкой к кислому конденсату.
- Труба ПНД Ø 110 мм под 50 мм утеплителя при −25 °C — около 23 Вт/м: одна нитка 30HTS2-CT.
- Только по проекту специализированной организации: классификация зон, оборудование, регулятор вне зоны.
Откуда лёд в газопроводе
- Газ насыщен паром. Остывая в трубе, он отдаёт воду: конденсат стекает по стенкам и собирается в нижней части трубы.
- Провисы и обратные уклоны. Там, где вода не может стечь, она стоит и замерзает, а ледяная пробка сужает или перекрывает сечение.
- Конденсатосборники и сливы. В них постоянно стоит вода — на морозе это первое место, которое замерзает, и газопровод вместе с ним.
- Арматура и приборы. Задвижки, расходомеры, датчики и пробоотборные линии — металл и тонкие трубки остывают быстрее основной трубы.
Поэтому главные средства от льда — проектные: трубы газосбора прокладывают с уклоном к конденсатосборникам, по возможности в грунте ниже промерзания, а газ перед установкой осушают. Кабель нужен там, где труба выходит на воздух, и на всём, где стоит вода.
Что греть и до какой температуры
- Наружные участки газопровода — над землёй, на эстакадах, на выходе из грунта и вводе в здание.
- Конденсатосборники — корпус и сливной кран или гидрозатвор, витки кабеля плотнее.
- Арматура и приборы — задвижки, расходомеры, импульсные и пробоотборные трубки.
На стенке держат +5…+10 °C: этого достаточно, чтобы конденсат оставался жидким и стекал. Греть газ сильнее незачем — конденсата от этого меньше не станет, а газопоршневой установке нужен как раз охлаждённый и осушенный газ.
Взрывоопасная зона и выбор кабеля
Биогаз и свалочный газ наполовину и больше состоят из метана, в них есть сероводород. Зоны вокруг газового оборудования, конденсатосборников и соединений проект обычно относит к взрывоопасным. Там допускается только оборудование в сертифицированном взрывозащищённом исполнении — кабель, коробки, вводы и концевые заделки, — а проект делает специализированная организация.
| Кабель | Мощность при +10 °C | Что важно | Цена |
|---|---|---|---|
| 15HTS2-CT | 15 Вт/м | Тонкие трубы, импульсные линии, приборы | 117,00 BYN за м |
| 30HTS2-CT | 30 Вт/м | Газопроводы Ø 50–110 мм под утеплителем; под заказ | 117,00 BYN за м |
| 60HTS2-CT | 60 Вт/м | Крупные трубы, тонкий утеплитель, конденсатосборники | 117,00 BYN за м |
- Взрывозащита. У кабелей серии HTS есть сертификат взрывозащиты, температурный класс T3. Класс выбирают по самому опасному газу проекта; для метана и сероводорода T3 подходит.
- Химия. Конденсат биогаза кислый. Фторопластовая изоляция и оболочка HTS стойки к нему; обычный кабель с полиолефиновой оболочкой здесь не применяют.
- Комплектующие. Соединительные коробки, вводы и концевые заделки во взрывоопасной зоне — тоже во взрывозащищённом исполнении. Их подбираем по запросу под проект.
Подробнее о взрывоопасных зонах и температурных классах — в статье об электрообогреве битумопроводов, мазутопроводов и топливных линий.
Сколько ватт нужно
По калькулятору сайта, чтобы держать +10 °C на стенке при −25 °C:
| Труба и утеплитель | Нужно | Кабель |
|---|---|---|
| Ø 50 мм, утеплитель 20 мм | ≈ 26 Вт/м | Одна нитка 30HTS2-CT |
| Ø 110 мм, утеплитель 30 мм | ≈ 34 Вт/м | 30HTS2-CT впритык — лучше утеплитель толще или 45HTS2-CT |
| Ø 110 мм, утеплитель 50 мм | ≈ 23 Вт/м | Одна нитка 30HTS2-CT |
| Ø 160 мм, утеплитель 30 мм | ≈ 45 Вт/м | 60HTS2-CT или две нитки 30HTS2-CT |
Пример. Наружный участок газопровода ПНД Ø 110 мм от метантенка к контейнеру установки — 25 м под утеплителем 50 мм, плюс конденсатосборник, задвижка и расходомер. С витками на арматуре — около 33 м 30HTS2-CT, примерно 1 кВт: кабель — 3 861,00 BYN. Утеплитель толще дешевле, чем лишняя нитка промышленного кабеля, поэтому начинают с него.
Монтаж и управление
- На пластиковой трубе кабель кладут по низу трубы, где течёт конденсат, по сплошному слою алюминиевого скотча и закрывают им сверху: ПНД плохо проводит тепло, и без алюминия стенка греется полосой.
- Утеплитель — негорючий или трудногорючий, с кожухом от осадков и солнца; выход кабеля из-под утеплителя — через проходное устройство STI-25-04.
- Регулятор вне взрывоопасной зоны. Обогрев включают по температуре стенки трубы. Регулятор, например ТЕРМ-2000 на несколько участков, ставят в щите вне зоны, а датчики в зоне — во взрывозащищённом исполнении или через искробезопасные цепи, как решит проект.
- Защита. Каждая линия — через автомат и устройство защитного отключения, оплётка — на защитный проводник; контроль тока покажет, что участок работает.
Частые ошибки
- Надежда, что обогрев уберёт конденсат. Вода выпадет всё равно; без уклона и конденсатосборников кабель не поможет.
- Обычный кабель во взрывоопасной зоне. Недопустимо: только сертифицированное исполнение, включая коробки и заделки.
- Холодный конденсатосборник. Труба тёплая, а сливной кран замёрз — газопровод заполняется водой.
- Кабель сверху трубы. Конденсат течёт по низу, там его и греют.
- Полиолефиновая оболочка. Кислый конденсат и сероводород её разрушают.
- Регулятор и обычные коробки на трубе в зоне. Всё, что не во взрывозащищённом исполнении, — вне зоны.
Частые вопросы
Можно ли держать трубу выше точки росы, чтобы конденсата не было вовсе? Практически нет: у насыщенного газа при +35 °C точка росы +35 °C, и держать всю трассу горячее — огромная мощность. Газ осушают на станции, а трассу греют до +5…+10 °C, чтобы конденсат не замерзал.
Какой кабель можно ставить на газопровод биогаза? Во взрывоопасной зоне — только с сертификатом взрывозащиты: у нас это серия HTS (класс T3) с фторопластовой оболочкой. Обычные SRL и SLL здесь не применяют.
Нужен ли проект? Да. Классификацию зон, выбор оборудования и схему подключения делает специализированная организация; мы подбираем кабель и комплектующие под этот проект.
Что ещё греют на биогазовой станции? Трубы и ёмкости с субстратом, линии воды и конденсата — по статьям об обогреве трубопроводов и об обогреве резервуаров и ёмкостей.
Какие документы получит организация? Счёт с НДС, договор-счёт и накладные — подробно на странице «Для юридических лиц».
Что в итоге
Во влажном биогазе конденсат выпадает в любом случае, поэтому основу защиты составляют уклон труб, конденсатосборники и осушка газа. Кабель держит наружные участки, конденсатосборники, арматуру и приборы при +5…+10 °C, чтобы вода стекала, а не замерзала. Во взрывоопасной зоне — только сертифицированная серия HTS с фторопластовой оболочкой и взрывозащищённые комплектующие, регулятор — вне зоны, всё — по проекту.
Подобрать под свою задачу
- Газопровод и конденсатосборники — 30HTS2-CT или 60HTS2-CT, импульсные линии — 15HTS2-CT; вся серия — в разделе HTS.
- Монтаж — алюминиевый скотч, проход через утеплитель — STI-25-04; взрывозащищённые коробки и заделки — по запросу.
- Управление по участкам — ТЕРМ-2000 вне взрывоопасной зоны.
- Биогазовая станция или полигон — свяжитесь с нами, подберём кабель и комплектующие под проект и подготовим счёт для организации.
