油罐盤管式蒸汽加熱器改革與創(chuàng)新標(biāo)題

?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(duì)整罐油品的整體加溫。在生產(chǎn)過(guò)程中即使只需出少量的油品，也要對(duì)整個(gè)罐內(nèi)油品進(jìn)行加溫，既浪費(fèi)了大量蒸汽，加溫時(shí)間又長(zhǎng)，同時(shí)反復(fù)對(duì)罐內(nèi)油品加溫，對(duì)油品質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生影響。安裝【新型油罐局部快速加熱器】后，實(shí)現(xiàn)了在生產(chǎn)過(guò)程中，只對(duì)所需的油品進(jìn)行快速、局部加溫及自動(dòng)控制溫度。項(xiàng)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。

油品儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，對(duì)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(guò)與熱媒體(一般以飽和蒸汽為熱媒體)的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)油品的升溫，降低粘度，改善其流動(dòng)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(zhǎng)，熱能利用率低的弊端，大量蒸汽做了無(wú)用功，蒸汽耗量大。在我國(guó)能源短缺，國(guó)家大力倡導(dǎo)創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的背景下，如何通過(guò)改革工藝、節(jié)能降耗、挖潛增效就成為各個(gè)企業(yè)所面臨的重要課題。

1、蒸汽利用率低:在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)只需使用少量油品時(shí)，也要對(duì)整個(gè)罐內(nèi)的油品全部進(jìn)行加熱，整體升溫，使大量的蒸汽做了無(wú)用功。

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

3、油品溫度難以控制:傳統(tǒng)加熱器對(duì)油品的加熱是一種靜置式的自然對(duì)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(duì)于粘度較高的油品，在換熱面長(zhǎng)時(shí)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(guò)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(duì)整罐油品進(jìn)行整體加溫，熱量耗散面積大，油品加熱升溫緩慢，加溫時(shí)間長(zhǎng)，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(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。

6、影響油品質(zhì)量:油品在長(zhǎng)時(shí)間、多次反復(fù)的加熱過(guò)程中產(chǎn)生大量細(xì)小的分解物，溶于油品中，對(duì)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(duì)上述問(wèn)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(guó)石化潤(rùn)滑油濟(jì)南分公司】合作，采用渦流熱膜換熱器技術(shù)(國(guó)家專利產(chǎn)品，專利號(hào):02268208.2)，成功設(shè)計(jì)研發(fā)出了一款《新型油罐局部快速加熱器》，在實(shí)際運(yùn)用中取得了良好效果，節(jié)能明顯，有效解決了加熱過(guò)程中能耗過(guò)大的弊端，生產(chǎn)效率明顯提升，生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用大大降低。獨(dú)特的換熱元件及先進(jìn)的內(nèi)部工藝流程結(jié)構(gòu)，使加熱器實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化恒溫控制的特點(diǎn)，極大地提高了換熱器整體性能，并且不會(huì)因?yàn)榧訜崞鞯陌惭b而影響罐體的使用安全。有效解決了各類油罐加熱過(guò)程中能耗過(guò)大的弊端，生產(chǎn)效率明顯提升，運(yùn)行費(fèi)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(chǔ)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(dòng)，殼體吸油口直接通向罐內(nèi)介質(zhì)。蒸汽經(jīng)過(guò)溫控閥進(jìn)入換熱器的管程，通過(guò)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(dòng)。

其強(qiáng)化傳熱機(jī)理是:流體在內(nèi)外表面流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生了震蕩和沖刷作用，流動(dòng)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(qiáng)，使流體內(nèi)部熱擴(kuò)散強(qiáng)化。同時(shí)，由于流體的震蕩、流動(dòng)和沖刷作用，不會(huì)使緊貼管壁表面的流體產(chǎn)生局部過(guò)熱。使油品既得到適當(dāng)、充分的加熱，又無(wú)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(dòng)控制閥，通過(guò)安裝在輸油管線出口的感溫探頭對(duì)油品出口溫度進(jìn)行檢測(cè)，溫度控制儀表根據(jù)檢測(cè)的油品溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，自動(dòng)控制蒸汽進(jìn)量，從而確保輸出油品溫度的恒定，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制。另外，為確保對(duì)油罐底部油品的抽取。經(jīng)對(duì)殼體吸油口的特別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(jì)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(diǎn)，會(huì)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(yùn)行效率方面優(yōu)勢(shì)更加明顯突出。具體運(yùn)用上可根據(jù)油品的凝點(diǎn)，只用相對(duì)較低的溫度保證整罐油品不凝固即可，需抽油時(shí)采用局部加熱的方法，可在較短時(shí)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(shì)不言而喻，在實(shí)際運(yùn)用中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也充分論證了上述優(yōu)勢(shì)。因此油罐快速加熱器在實(shí)踐應(yīng)用上簡(jiǎn)單易行，安全方便。無(wú)論是對(duì)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(diǎn)，保證油品不凝固即可。需要抽油時(shí)啟動(dòng)底部油罐快速加熱器，即可在較短時(shí)間內(nèi)快速升溫抽取油品。

中國(guó)石化潤(rùn)滑油濟(jì)南分公司數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

1:經(jīng)濟(jì)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(shì)和特點(diǎn):

(1)加溫速度快。原需一、二天的升溫操作過(guò)程在數(shù)小時(shí)內(nèi)即可完成，極大提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)用時(shí)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(duì)油品定量加熱，需要多少加熱多少，大大縮短抽油等待時(shí)間。

(5)傳熱效率及使用安全性大大提升。油品不會(huì)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(yùn)行穩(wěn)定、高效:由于采用獨(dú)特生產(chǎn)工藝，先進(jìn)科學(xué)布管方式，使換熱器體積大大縮小，對(duì)罐體運(yùn)行安全沒(méi)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(guò)程中的安全性。

2:鞏固與提高:在一些項(xiàng)目中，僅對(duì)油品加熱終端溫度進(jìn)行了簡(jiǎn)單的閉環(huán)自動(dòng)控制。如果儲(chǔ)罐數(shù)量較多時(shí)，還可在自動(dòng)控制上進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油品溫度、油罐液位、抽油量、機(jī)泵的開停等諸多操作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)DCS系統(tǒng)控制。該種運(yùn)行方式對(duì)于罐體數(shù)量多的群罐控制具有更好的經(jīng)濟(jì)及現(xiàn)實(shí)意義。

通過(guò)以上分析、論述及在生產(chǎn)中的實(shí)際運(yùn)用，新型油罐局部快速加熱器在節(jié)能降耗方面切實(shí)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(shí)耗能的弊端，已經(jīng)在中國(guó)石化長(zhǎng)城潤(rùn)滑油分公司下屬的幾個(gè)北方分公司(如:北京分公司、燕山分公司、天津儲(chǔ)運(yùn)分公司、濟(jì)南分公司)得以推廣使用，并取得了顯著效果和一致好評(píng)。