摘要:介紹了導(dǎo)熱油的(de)性能,分析了(le)導熱油的工作原理和導熱(rè)油加熱係統的設計要點,結合(hé)導(dǎo)熱油係統在醚化裝置(zhì)中的應用,著重闡述了大(dà)型導熱油(yóu)爐模塊化(撬塊)的優(yōu)點,提出模塊化(huà)將成為發展的一種趨勢。
1、導熱(rè)油性能優點
導熱(rè)油供熱與傳統的蒸汽供熱比較,具有以下優點:
(1)溫度高,壓力低。采用導熱油供熱,工作溫度50~400℃,壓力約為0.3~1.0Mpa;而采(cǎi)用蒸汽供熱(rè),工作溫度為240~260℃,壓力約為4.0Mpa。由於導熱油工作溫度較高(gāo),可節省大量的換熱麵積(jī),降低(dī)投資成本。
(2)係統熱效率高。導熱油係統的熱效率(lǜ)一般在80%左(zuǒ)右,若采用餘熱回收係統,係統熱效(xiào)率可達90%以上(shàng)。
(3)溫度穩定(dìng)且易於控製。由於導熱油比熱、粘度較大,受熱後溫度波動小,在對於溫度穩定(dìng)性要求較高的行業中具有明顯的優勢。
(4)成本經濟。導熱油(yóu)供熱與蒸汽供熱相比,導熱油(yóu)不腐蝕設(shè)備鋼材,無需配置化學處理裝置,節省了相應的成本。與蒸(zhēng)汽(qì)鍋爐(lú)相比,對水資源需求度不高,避免了地(dì)域使(shǐ)用限製(zhì)。
(5)比熱大,流速高。導熱油比熱約為(wéi)水的一半,但導熱油(yóu)流(liú)速(sù)一半可取2~4m/s,遠(yuǎn)大於水的流(liú)速,可減小爐管管徑。
(6)安、全可靠。由於導熱(rè)油供熱工作壓力低,大大降低了運行過程中導熱油跑、4、滴、漏等風險(xiǎn)。
2、導熱油工作原理
燃料經燃燒器(qì)在導熱油爐輻射室(shì)中燃燒,產生的火焰和高溫煙氣,以輻射傳熱和對流(liú)熱的方式與爐管內的導(dǎo)熱油進行換熱,導熱油經熱油泵實現強製循環,高溫導熱油作為換熱介質(zhì)通過熱油管線輸送到用熱(rè)設備換(huàn)熱,換(huàn)熱後(hòu)的低溫導熱油再次流經油爐即熱,從而實現導熱油爐加熱係統的供熱。
3、導熱油(yóu)係統的設(shè)計
(1)導熱油爐。相對於其他設備來說,導熱油爐(lú)是導熱油係統中核(hé)心(xīn)設備,其投(tóu)資較大,設計時應從苛刻的工況(kuàng)考慮,謹(jǐn)慎選擇爐管、燃燒器等重要設備。小型導熱油爐爐管常用盤管,其優點是流速合理、管內壓降小、能(néng)完全排空、無局(jú)部過熱。但對於大型導熱油(yóu)爐,盤管運輸不方便,一般采用立式爐管。爐管內部導熱油流過傳熱麵的(de)速度必須相對(duì)較快,以充分擴展紊流,從而節約能源,提高導熱油爐的熱(rè)效(xiào)率
(2)膨脹槽。膨脹槽又稱高位槽,主要作用有:導熱油加熱後體積發生膨脹(zhàng),膨脹(zhàng)後(hòu)多出的油可儲存在膨脹槽內(nèi);新導熱油裝(zhuāng)入係統(tǒng)中,升溫過程(chéng)中起脫水排氣作用;同時,可以使得導(dǎo)熱油(yóu)係統中的壓力保持(chí)穩定(dìng);停電時,其內部的冷油用以置換加熱爐內的熱油。膨脹槽中的導熱油溫度一般(bān)不應超過70℃,因而無需進行外保溫。
設計膨脹槽的體積時,先要計算熱油係統中導熱油在正常工作溫度下(xià),因受熱膨脹而增加的體積,再乘以修正係數即(jí)為膨脹槽的體(tǐ)積,此係數一般(bān)取1.3。熱油膨脹後體積V為:
V=V0[1+β(t出-t進)]
式中v——工作條件下的導熱油膨(péng)脹體積,m3
v0——管道及設備(bèi)所容納的導熱油(yóu)量,m3
β——工作條(tiáo)件下的導(dǎo)熱油膨脹係數,℃-1
t進(jìn)——開車前的導熱油溫度(dù),℃
t出——工作條(tiáo)件下的額導熱油溫度,℃
(3)儲油槽。儲油槽又稱(chēng)低位缸,在熱油係統停車、開車時,臨時儲存導熱油係統正常(cháng)運行(háng)所需的導熱油,其體積一般為係統運行所(suǒ)需導熱油體積(jī)的1.2倍。在較寒冷地區儲油(yóu)槽內應安裝電加熱器(qì),確保環境溫度過低時,儲油槽內導熱油的粘度可以達到注油泵的允許值。
(4)熱油循環泵。熱油循環泵用來提供導熱油在熱油爐循環係統中的動力以及係統熱負荷所需的流量。循環泵選取時(shí)應根據導熱油的粘(zhān)度、流速、路(lù)經等,計算(suàn)熱油爐的係統阻力,合理選擇泵的揚程。
(5)油氣分離器。油氣分離器是分離出導熱(rè)油中含有的空氣和水蒸汽,使得熱油係統熱油(yóu)係統形成一個單相流動,這對熱油係統運行的穩定性很重要(yào),在兩相或多相流動的情況下,熱油管路中的阻力會相差較大,極易形成(chéng)偏流(liú)而引起結焦。
(6)主油泵。隨著熱油係統的運行,導熱油由於(yú)蒸發等原因逐漸(jiàn)減(jiǎn)少,主油泵是用來補充係統中所需的(de)導熱(rè)油。
(7)濾油器。濾油(yóu)器主要用來過濾並清(qīng)除導熱油中(zhōng)的雜質,確保導熱油(yóu)的清(qīng)潔度,延長熱油泵和(hé)熱油爐爐管的使用壽命。過濾器宜設二組,一開一備。
導熱油爐在醚化生產中的應用
新疆400kt/a輕汽油醚化裝置導熱油係統,該係統正常(cháng)工況熱負荷為(wéi)38.7MW,大工況熱負荷(hé)為46.44MW,截止目前,是國內(nèi)單台加(jiā)熱爐設備熱負荷z大。導熱油爐配(pèi)備一套餘熱回收係統(tǒng)及導熱(rè)油(yóu)係統所(suǒ)要求的附(fù)屬設備和附件,導熱油(yóu)的總體效率為92%,燃料為燃料氣。導熱油選用THERMINOL55,導熱油供油溫度為250℃,供油壓力為0.57MPa。
導熱(rè)油爐采用立式園(yuán)筒爐,導熱油介(jiè)質通過聯箱分6管(guǎn)程從導熱(rè)油爐上部進入(rù)對流室,經內(nèi)部轉油線(xiàn)進入(rù)輻射室加熱後,從輻射室上部聯箱流出導熱油爐。
導熱油爐(lú)是一個大型非標(biāo)設備,如果在施工現(xiàn)場進行製造,由於缺(quē)少有效的大型機(jī)具,缺少精密的(de)測量儀器,缺少(shǎo)適宜的工作場地,再加上天氣因素和一些突發狀況,施工進度受到很大程度的製約,模塊化(huà)的出現很好地解決了這個難題(tí)。
導熱油爐設計時應按模塊(kuài)化的思(sī)路考(kǎo)慮,從加熱爐整體角度出(chū)發(fā),增加爐體的分段設計,在結構增加強度連(lián)接節點、連(lián)接麵,並充分考(kǎo)慮連接麵的密封問(wèn)題。同時,還要考慮模塊在運輸、吊裝過程中(zhōng)的附加載荷。
(1)整體模塊化。導熱油爐本體及主要附件均(jun1)在工廠(chǎng)製造(zào)、組裝,爐管等設備在工廠已經探傷並做壓力(lì)試驗,所有電工、儀表燈等均(jun1)在工廠安裝、校(xiào)驗、調試。運到現場後僅需對爐子進行固定(dìng)、配(pèi)管即可(kě)準備開工事宜。本項目熱油爐,如果單從工廠製造的角度考慮,是(shì)可以實現的,但輻射段外形尺寸直徑已達9m,無法進行運輸。
(2)分段模塊化。根據我國現有的運(yùn)輸、等吊裝能(néng)力以及施工進度(dù)要求,可以將熱油爐輻射室、對流(liú)室(shì)和煙囪分模塊在工廠(chǎng)製造(zào),運到現場後進行積木式組裝。加熱爐具體分塊的影響因素很多,因而分段模式需要在技(jì)術協議中詳細說明。




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