ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме: «Разработка, изготовление и испытания опытной индукционной нагревательной системы для трубопроводов» (договор № 4369ГС1/70432 от 30.11.2021) (заключительный)

Заключительный отчет содержит основного текста 54 стр., иллюстраций 63, таблиц 9, приложение 58 стр., количество использованных источников 13. Ключевые слова: индуктор, источник вторичного электропитания, электротермический нагрев, термозависимая жидкость, вязкость, вихревые токи, высокочастотное магнитное поле, резонанс, автоматизированная система управления. Цель работы: Разработать, изготовить и провести испытания опытной индукционной нагревательной системы для трубопроводов. Данной разработкой решается проблема застывания термозависимой жидкости в пространстве протяженного объекта трубопровода, снижается нагрузка на электропривод насоса. Разработанная индукционная нагревательная система состоит из двух основных элементов: индуктора сложной геометрии и источника вторичного электропитания. Источник вторичного электропитания собран в едином герметичном металлическом корпусе и включает в себя следующие элементы: вводной автоматический выключатель фаза-ноль; устройство контроля расхода и качества электроэнергии Eastron SDM220-Pulse; трансформатор питания системы управления 220/18В; блок выпрямителей, состоящий из двух силовых диодных мостов KBPC3510 и размещенных на отдельном радиаторе охлаждения; системы управления, размещенной в отдельном алюминиевом корпусе для защиты от помех; силовой части инвертора; батареи конденсаторов, состоящей из двух соединенных параллельно конденсаторов общей емкостью 1 мкФ и напряжением 3000 В, рассчитанных на ток 140 А; согласующего трансформатора намотанного литцендратным проводом на ферритовом сердечнике, состоящим из 22 витков первичной и 8 витков вторичной обмотки. Разработанная система индукционного нагрева установлена на технологическом трубопроводе УНПП «СОЛУНИ». Для внедрения на более крупных объектах рекомендуется единичную мощность системы увеличить, с созданием линейки мощностей 10 кВт, 25 кВт, 50 кВт. Система индукционного нагрева может применяться на объектах нефтегазового сектора, а также объектах жильщно-коммунального хозяйства, в особенности объектов в сложных климатических условиях Арктики и Арктического шельфа. Проведена оценка экономической эффективности, которая показала окупаемость внедрения системы на данном трубопроводе 4,3 года и меньшую стоимость, в сравнении с системой резистивного кабеля на 20%. Дальнейшее развитие исследование предполагает создание технологической цепочки производства индукционной нагревательной системы, расширение номенклатуры мощностей, выход на рынок и продажи в формате В2В и В2С. В результате выполнения работе получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023615776 от 17.03.2023 года «Регулирование мощности индукционной нагревательной системы посредством широтно-импульсной модуляции в зависимости от температуры нагреваемого объекта». В процессе выполнения первого и второго этапов были выполнены все запланированные мероприятия и достигнуты требуемые технические параметры. На данный момент все работы завершены в полном объеме.