油罐盤管式蒸汽加熱器改革與創(chuàng)新

油品儲運過程中，對油罐內(nèi)的油品加溫，基本上采用罐內(nèi)安裝集束管式或盤管式加熱器等傳統(tǒng)方式，使罐內(nèi)油品通過與熱媒體(一般以飽和蒸汽為熱媒體)的交換，實現(xiàn)對油品的升溫，降低粘度，改善其流動性，以便于泵的輸送。這種傳統(tǒng)方式在某種程度上存在加溫周期長，熱能利用率低的弊端，大量蒸汽做了無用功，蒸汽耗量大。在我國能源短缺，國家大力倡導(dǎo)創(chuàng)建節(jié)約型社會的背景下，如何通過改革工藝、節(jié)能降耗、挖潛增效就成為各個企業(yè)所面臨的重要課題。

1、蒸汽利用率低:在實際生產(chǎn)過程中，當(dāng)只需使用少量油品時，也要對整個罐內(nèi)的油品全部進行加熱，整體升溫，使大量的蒸汽做了無用功。

2、熱量利用率低:加熱器冷凝水出口溫度過高，常伴隨大量蒸汽排出，排出口溫度≥100℃，浪費了大量的熱力資源。

3、油品溫度難以控制:傳統(tǒng)加熱器對油品的加熱是一種靜置式的自然對流換熱，其放熱系數(shù)極低。帖近加熱器的油品溫度較高，遠(yuǎn)離加熱器的油品溫度較低。

4、換熱效率低:對于粘度較高的油品，在換熱面長時間高溫滯留，極易產(chǎn)生分解物，結(jié)聚于換熱管表面，致使換熱管表面的油品溫度過高，容易結(jié)焦，嚴(yán)重影響和阻礙熱量的傳導(dǎo)和布散。

5、生產(chǎn)效率低:由于不能按生產(chǎn)需要的油品定量加溫，只能對整罐油品進行整體加溫，熱量耗散面積大，油品加熱升溫緩慢，加溫時間長，而且油品整體升溫分布不均衡。特別是在冬季生產(chǎn)中，由于受環(huán)境溫度的影響，加熱時間會更長。

6、影響油品質(zhì)量:油品在長時間、多次反復(fù)的加熱過程中產(chǎn)生大量細(xì)小的分解物，溶于油品中，對油品質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，增加了后期處理的成本。

針對上述問題，本著提高生產(chǎn)效率，節(jié)能降耗的指導(dǎo)思想，于2007年2月成立了"油罐局部快速加熱，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能降耗"攻關(guān)小組?！旧綎|普利龍壓力容器有限公司】和【中國石化潤滑油濟南分公司】合作，采用渦流熱膜換熱器技術(shù)(國家專利產(chǎn)品，專利號:02268208.2)，成功設(shè)計研發(fā)出了一款《新型油罐局部快速加熱器》，在實際運用中取得了良好效果，節(jié)能明顯，有效解決了加熱過程中能耗過大的弊端，生產(chǎn)效率明顯提升，生產(chǎn)運行費用大大降低。獨特的換熱元件及先進的內(nèi)部工藝流程結(jié)構(gòu)，使加熱器實現(xiàn)了熱效率高、耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢等功能靠、節(jié)能效果突出、安裝維修方便、可實現(xiàn)自動化恒溫控制的特點，極大地提高了換熱器整體性能，并且不會因為加熱器的安裝而影響罐體的使用安全。有效解決了各類油罐加熱過程中能耗過大的弊端，生產(chǎn)效率明顯提升，運行費用大大降低，獲得行業(yè)專業(yè)人士的高度認(rèn)可，并在行業(yè)中得以推廣和應(yīng)用。

新型油罐局部快速加熱器換熱原理

原理:是將"渦流熱膜換熱器"，沿儲罐徑向伸入于油罐底部，熱媒介質(zhì)(蒸汽或高溫水)走管程，油品從殼程內(nèi)的管間流動，殼體吸油口直接通向罐內(nèi)介質(zhì)。蒸汽經(jīng)過溫控閥進入換熱器的管程，通過渦流熱膜管與管壁外部的油品充分換熱以后，冷凝水自換熱器出口排出。換熱器采用高效的渦流熱膜管做為換熱元件，保證油品在管間的合理流動。

其強化傳熱機理是:流體在內(nèi)外表面流動時，產(chǎn)生了震蕩和沖刷作用，流動的方向不斷改變，使緊貼管壁表面的流體導(dǎo)熱層變薄以至破壞，金屬表面熱量傳遞加快，流體內(nèi)微觀渦流加強，使流體內(nèi)部熱擴散強化。同時，由于流體的震蕩、流動和沖刷作用，不會使緊貼管壁表面的流體產(chǎn)生局部過熱。使油品既得到適當(dāng)、充分的加熱，又無結(jié)焦、分解的可能。

【新型油罐局部快速加熱器】與普通盤管式或列管式加熱器比較，在外觀結(jié)構(gòu)尺寸相同條件下，換熱面積是普通列管式換熱器的1.5倍，熱效率是普通管式換熱器的2-3倍。

溫度控制是在換熱器的蒸汽入口管線上安裝蒸汽流量自動控制閥，通過安裝在輸油管線出口的感溫探頭對油品出口溫度進行檢測，溫度控制儀表根據(jù)檢測的油品溫度與設(shè)定溫度進行比較，自動控制蒸汽進量，從而確保輸出油品溫度的恒定，實現(xiàn)溫度自動控制。另外，為確保對油罐底部油品的抽取。經(jīng)對殼體吸油口的特別結(jié)構(gòu)設(shè)計，使殼體吸油口產(chǎn)生了一定的虹吸作用，從而保證了罐內(nèi)的最大出油量。

新型油罐局部快速加熱器在寒冷地區(qū)的應(yīng)用

北方地區(qū)冬季天氣寒冷，以北京、濟南為例:冬季最冷氣溫一般在-18℃左右，由于環(huán)境氣候的特點，會出現(xiàn)氣溫越低，油品加熱升溫越慢，能耗越高的現(xiàn)象。而新型油罐局部快速加熱器，在節(jié)能降耗、提高運行效率方面優(yōu)勢更加明顯突出。具體運用上可根據(jù)油品的凝點，只用相對較低的溫度保證整罐油品不凝固即可，需抽油時采用局部加熱的方法，可在較短時間內(nèi)使油品迅速升溫至所需要的溫度。采用這種局部加

熱工藝方法，相比傳統(tǒng)加熱工藝其優(yōu)勢不言而喻，在實際運用中實測數(shù)據(jù)也充分論證了上述優(yōu)勢。因此油罐快速加熱器在實踐應(yīng)用上簡單易行，安全方便。無論是對新建罐區(qū)還是老罐區(qū)的改造都非常適合，老罐區(qū)所采用的傳統(tǒng)盤管式、集束管式或其他加熱方式仍可延用，但其作用發(fā)生了改變，原有加熱方式不再以

加熱升溫為主，而只需根據(jù)罐內(nèi)油品的凝點，保證油品不凝固即可。需要抽油時啟動底部油罐快速加熱器，即可在較短時間內(nèi)快速升溫抽取油品。

中國石化潤滑油濟南分公司數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

1:經(jīng)濟效益分析:從上表中可以看出，在同等工況條件下，采用《新型油罐局部快速加熱器》具有如下明顯優(yōu)勢和特點:

(1)加溫速度快。原需一、二天的升溫操作過程在數(shù)小時內(nèi)即可完成，極大提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)用時縮短20多倍。

(2)能源利用率高。冷凝水溫度降低.蒸汽的熱能得到充分利用。

(3)蒸汽耗量大幅降低，節(jié)能效果非常顯著，蒸汽耗量節(jié)約30多倍。

(4)可對油品定量加熱，需要多少加熱多少，大大縮短抽油等待時間。

(5)傳熱效率及使用安全性大大提升。油品不會出現(xiàn)局部高溫、炭化，結(jié)垢現(xiàn)象。充分保證了加熱器的傳熱效率及油品質(zhì)量的安全性。

(6)使用安全可靠、運行穩(wěn)定、高效:由于采用獨特生產(chǎn)工藝，先進科學(xué)布管方式，使換熱器體積大大縮小，對罐體運行安全沒有任何影響，而且由于采用局部加熱，大大提升了油品加熱過程中的安全性。

2:鞏固與提高:在一些項目中，僅對油品加熱終端溫度進行了簡單的閉環(huán)自動控制。如果儲罐數(shù)量較多時，還可在自動控制上進行升級，實現(xiàn)對油品溫度、油罐液位、抽油量、機泵的開停等諸多操作實現(xiàn)全自動DCS系統(tǒng)控制。該種運行方式對于罐體數(shù)量多的群罐控制具有更好的經(jīng)濟及現(xiàn)實意義。

?油罐加熱方式的工藝改革與應(yīng)用

傳統(tǒng)油罐加溫方式，是對整罐油品的整體加溫。在生產(chǎn)過程中即使只需出少量的油品，也要對整個罐內(nèi)油品進行加溫，既浪費了大量蒸汽，加溫時間又長，同時反復(fù)對罐內(nèi)油品加溫，對油品質(zhì)量也會產(chǎn)生影響。安裝【新型油罐局部快速加熱器】后，實現(xiàn)了在生產(chǎn)過程中，只對所需的油品進行快速、局部加溫及自動控制溫度。項目投產(chǎn)后，生產(chǎn)效率平均提高了20多倍，蒸汽耗量平均節(jié)約30多倍。

通過以上分析、論述及在生產(chǎn)中的實際運用，新型油罐局部快速加熱器在節(jié)能降耗方面切實收到良好的效果，這種局部加熱方式非常有效地解決了整體加熱方式耗時耗能的弊端，已經(jīng)在中國石化長城潤滑油分公司下屬的幾個北方分公司(如:北京分公司、燕山分公司、天津儲運分公司、濟南分公司)得以推廣使用，并取得了顯著效果和一致好評。