В статье приведены новейшие разработки российской группы компаний «ССТ» и ее инжинирингового подразделения «ССТэнергомонтаж». ГК «ССТ» входит в тройку мировых производителей систем электрообогрева. Располагая собственным R&D‑центром и производственным комплексом в Московской области и уникальной отраслевой экспертизой, компания реализует до 60 проектов НИОКР в год, направленных на обеспечение бесперебойной работы промышленных предприятий, повышение безопасности городского пространства и удаленных объектов. Многие решения «ССТ» не имеют мировых аналогов. Инновационный саморегулирующийся кабель НТР ARM в металлической броне, система VeLL для обогрева сверхдлинных трубопроводов, а также система предотвращения образования АСПО в нефтяных скважинах Stream Tracer™ OT рассматриваются в статье как примеры уникальных российских разработок.
Группа компаний «Специальные системы и технологии», г. Мытищи, Московская обл.
Саморегулирующийся кабель
История запуска производства полного цикла первых отечественных саморегулирующихся кабелей стала резонансной. Расширение производства получило поддержку ФРП, а авторы проекта удостоены премии имени М. О. Доливо‑Добровольского Академии электротехнических наук РФ за прорыв в российской электротехнике и сфере электрообогрева.
Но несмотря на качество, признанное на международном уровне, некоторым проектам требовался особый продукт – максимально стойкий к коррозии, химикатам, осадкам и механическим воздействиям, подходящий для применения во взрывоопасных средах. Кроме того, такой продукт был бы актуален для систем антиобледенения кровли и водостоков, где высоки риски повреждения нагревательного кабеля во время уборки снега или птицами и грызунами.
Специалисты ГК «ССТ» работали над этой задачей и первыми в России создали и запатентовали конструкцию нагревательного саморегулирующегося кабеля в металлической броне (рис. 1): IndAstro ARM для инфраструктурного обогрева и его Ex-версию НТР ARM промышленного назначения. Проект включал разработку конструкции не только самого кабеля, но и необходимых для монтажа комплектующих такого же уровня надежности.
Рис. 1. Принцип работы саморегулирующегося кабеля в броне: «умные» саморегулирующиеся кабели греют только тогда, когда это действительно необходимо, подстраивая работу системы обогрева под условия окружающей среды и снижая тем самым расходы на электроэнергию
Стальная оболочка обеспечивает непревзойденную защиту кабеля на кровле или в агрессивных средах морского климата, химических, нефтегазовых предприятий. Механическая прочность новинки ГК «ССТ» в 8 раз выше изделия без брони. Теплоотдача кабеля ARM до 25 % эффективнее по сравнению с обычной оболочкой из полимерных материалов, это означает более быстрый нагрев среды.
Нагревательный кабель НТР ARM в броне позволит удовлетворить потребности судостроительных, судоремонтных, химических предприятий, объектов топливно-энергетического, агропромышленного комплексов и железнодорожной инфраструктуры в максимально надежных, вандалоустойчивых, взрывозащищенных решениях для обеспечения безопасной и безостановочной работы оборудования.
Важно отметить, что инжиниринговая компания «ССТэнергомонтаж», входящая в ГК «ССТ», предоставляет комплексные услуги по подбору, проектированию, установке, монтажу и шефмонтажу, пусконаладочным работам систем электрообогрева на основе IndAstro ARM / НТР ARM и других нагревательных кабелей.
Инновация для транспортировки нефтепродуктов
Становление ГК «ССТ» в качестве одного из мировых лидеров в сфере промышленного электрообогрева происходило с развитием технологий для нефтегазовых предприятий и операторов проектов. Сотрудничество с ними и разработка решений для них начались в конце 1990‑х годов, а в 2008 году промышленный кластер в структуре группы компаний был вынесен в отдельное бизнес-подразделение – «ССТэнергомонтаж». За годы своего существования специалисты компании реализовали свыше 20 000 проектов для промышленности, большая часть из которых связана с решением задачи безопасной и непрерывной транспортировки углеводородов.
В 1940‑е годы задачу стабилизации условий транспортировки углеводородов на большие расстояния решали путевыми подогревателями, которые до сих пор применяются на предприятиях в ряде стран. При этом данная технология взрывоопасна, часто дает сбои, возможны риски застывания нефти или ее перегрева, а затраты на обслуживание и ремонт всегда остаются высокими. Кроме того, путевые подогреватели не обеспечивают поддержания требуемой температуры в режиме остановки прокачки продукта, тем самым увеличивая риски применения такого решения.
До недавнего времени одной из энергоэффективных альтернатив подогревателям являлись индукционно-резистивные системы. Их принцип основан на совместном действии эффекта близости и поверхностного эффекта, или так называемого скин-эффекта (к слову, «ССТэнергомонтаж» – единственный в России производитель скин-систем полного цикла). Данная технология позволяет обогревать до 60 км трубопровода (два плеча по 30 км) от одного источника питания. А что делать с более протяженными транспортными системами, особенно в условиях отсутствия инфраструктуры для питающей сети? При длине трубопровода выше 30 км стоимость скин-системы значительно возрастает. Путевой подогреватель требует организации точек подогрева каждые 60 км.
Самый длинный в мире «нагреватель» создан! Это не имеющая аналогов система VeLL (Very Long Line), предназначенная для обогрева сверхдлинных (до 150 км) нефте-, газо- и водопроводов с подачей питания из одной точки без сопроводительной сети, при этом минимальное количество точек питания обеспечивает ее эффективность во взрывоопасных зонах (рис. 2). Система может устанавливаться как на подводных трубопроводах, так и на расположенных под землей, и на открытом воздухе.
Рис. 2. Система VeLL на трубопроводе
Систему VeLL можно назвать лучшим техническим решением для обогрева магистральных трубопроводов в силу следующих причин:
решение запатентовано и пройден полный цикл R&D: на базе ГК «ССТ» организовано собственное производство ключевых компонентов VeLL в кратчайшие сроки;
- проведены полномасштабные испытания: технология апробирована международными EPC-контракторами;
- система соответствует мировым стандартам, в том числе в области взрывозащиты;
- уникальная конструкция позволяет сократить сроки сдачи проекта. Монтаж системы осуществляется без сварочных работ, протяжка кабеля – автоматически;
- технология обеспечивает поддержание стабильной температуры по всей длине без экстремальных перегревов;
- подача питания из одной точки для обогрева 150 км трубопровода существенно сокращает издержки: на 25 % ниже CAPEX и OPEX по сравнению со скин-системой;
- применение VeLL экологически безопасно, особенно в сравнении с путевыми подогревателями.
Энергоэффективный обогрев скважин
В «ССТэнергомонтаж» также разработаны уникальные технологии по борьбе с асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО), которые являются наиболее частой причиной ремонтов скважин. Образование АСПО на стенках насосно-компрессорных труб (НКТ) приводит к снижению объемов добычи нефти из-за вынужденного простоя, ухудшению условий работы дорогостоящего глубинно-насосного оборудования. В результате происходит ухудшение экономических показателей работы скважины. В отдельных случаях финансовые потери от АСПО могут составлять до 10 млн руб. в год на одну скважину.
В начале 2000‑х годов наряду с традиционными методами борьбы с образованием отложений – прогревом скважин паром, механической очисткой скребками и химическими методами – на российских месторождениях началось применение систем кабельного обогрева. Основа таких решений – кабели постоянной мощности (резистивные) с несколькими тепловыделяющими жилами. Применение резистивных кабелей дает постоянный уровень нагрева флюида по глубине с переизбытком в нижней части лифта НКТ и зачастую с нехваткой мощности в верхней части лифта. Компенсация высоких тепловых потерь в верхней части скважины требует выбора кабеля с высокой удельной мощностью, что приводит к избыточному потреблению электроэнергии и перегреву флюида.
В связи с этим специалисты компании «ССТэнергомонтаж» сосредоточились на решении задачи поддержания температуры флюида выше температуры парафинизации при минимизации энергопотребления. Итогом работы стала линейка решений Stream Tracer™ для борьбы с осложнениями в нефтяных скважинах на основе нагревателей переменной мощности.
Новейшая разработка «ССТ» в данном направлении – система затрубного обогрева Stream Tracer™ OT с инновационным трехфазным нагревателем. Наличие протяженных зон с разной мощностью обеспечивает необходимое неравномерное распределение тепловыделения по длине нагревателя в колонне НКТ. Система обеспечивает поддержание температуры флюида в заданном оптимальном диапазоне с учетом тепловых условий грунта и конструкции скважины без перегрева жидкости и перерасхода электроэнергии.
Рис. 3. Система обогрева скважин Stream Tracer™ OT
Нагреватель устанавливается вдоль насосно-компрессорной трубы с помощью мобильного комплекса. Внешняя бронированная оболочка защищает нагреватель от механических повреждений при выполнении спуско-подъемных работ и во время эксплуатации скважины.
Использование нагревателя Stream Tracer™ обеспечивает снижение энергопотребления системы обогрева скважины по сравнению с установками прогрева скважин, использующими резистивные нагревательные кабели, на величину до 50 %.
Рис. 4. Энергоэффективность использования системы Stream Tracer™ OT по сравнению с резистивным кабелем
Комплексный подход
Линейка продукции включает столько наименований, что даже простое перечисление вряд ли возможно в рамках одной статьи. Но их можно объединить в следующие укрупненные группы продукции:
- в первую очередь это, конечно, системы кабельного электрообогрева трубопроводов, резервуаров и технологического оборудования (в том числе для использования во взрывоопасных зонах);
- индукционно-резистивные системы обогрева длинных трубопроводов (скин-системы);
- системы обогрева сверхдлинных трубопроводов VeLL;
- системы электрообогрева скважин (Stream Tracer™);
- автоматизированные системы управления электрообогревом1;
- взрывозащищенное оборудование2;
- системы антиобледенения кровель и открытых площадок;
- электрощитовое оборудование;
- промышленные электронагреватели.
Сегодня группа компаний «ССТ», в которую входит «ССТэнергомонтаж», по опросам крупнейших аналитических агентств, ежегодно входит в тройку ведущих мировых производителей систем кабельного обогрева, ее продукция соответствует самым строгим требованиям отечественных и международных стандартов. Предприятие включено Минпромторгом РФ в общероссийский перечень предприятий и организаций, оказывающих существенное влияние на отрасли промышленности и торговли.
_____________________________
1 О первой российской многоуровненой системе ConTrace мы писали ранее в статье «Специализированная система управления промышленным электрообогревом ConTrace» (журнал «ИСУП». 2018. № 6).
2 Подробнее о решениях ГК «ССТ» для взрывоопасных зон см. в статье «Взрывозащищенная продукция компании „ССТэнергомонтаж“» (журнал «ИСУП». 2020. № 6).
Опубликовано_в журнале ИСУП № 6(102)_2022
Е. О. Дегтярева, директор по спецпроектам,
Е. А. Жукова, руководитель группы внешних коммуникаций,
«ССТэнергомонтаж» (входит в Группу компаний «Специальные системы и технологии»),
г. Мытищи, Московская обл.,
тел.: +7 495 627‑7255,
e‑mail: info@sst-em.ru
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
