油罐維溫加熱節電措施*

馬桂新，劉風闖，王俊生

（中國石油大連潤滑油廠，遼寧大連116032）

油罐維溫加熱節電措施*

馬桂新，劉風闖，王俊生

（中國石油大連潤滑油廠，遼寧大連116032）

計算了油罐實行維溫加熱能夠節約的電量，為實施這項措施提供了理論依據。措施實施2年來，達到了預期的效果，2008、2009年總耗電量比2007年下降了約1/3，生產用電單耗降低了約0.6 kWh/t，證明這項措施切實可行有效。

維溫加熱；沿程摩阻；局部摩阻；性能曲線

調合裝置是將1種或多種潤滑油基礎油作為組分油，在調合罐進行混合、加熱，至工藝規定的溫度范圍后，按順序加入各種添加劑，進行調合，以制得各種成品潤滑油。成品潤滑油經管道系統泵送火車出廠或付包裝裝置灌裝。調合罐均為地上立式金屬油罐，罐內安裝分段管式加熱器，采用大連石化三催化裝置免費提供的余熱進行熱水循環加熱。每年調合成品油7萬t左右，出廠基礎油和成品油16萬t左右。2007年以前每年耗電量45萬kWh左右，于是在2008年針對實際情況，制定了利用三催化裝置余熱對油罐進行維溫加熱的節電措施。

以往關于油品加熱的規定是：調合時將罐內油品溫度升至工藝規定的溫度范圍，調合后關閉加熱，自然降溫；若在防凍凝期，加熱管內熱水微量循環，保證油品不凍凝就可以了。這樣，基礎油向調合罐移動過程中及成品油在出庫過程中，溫度就會較低，粘度就會較大。泵運轉的耗電量就會很大。這里以7508 CF-4 15/40用11號泵裝車為例，分別計算油品溫度為40℃和10℃時泵的耗電量。油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質列于表1。

表1 油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質Table 1 Properties of oil CF-4 15/40 at40℃and10℃

1 繪制輸送40℃和10℃油品時泵的性能曲線

11號泵為電動離心泵，其型號為ZA80—2315D。1臺離心泵，當工作轉數為一定值時，其揚程H、效率η與泵流量Q之間有一定的對應關系，這種表示H—Q、η—Q的關系的曲線稱為性能曲線。11號泵的性能曲線見圖1，由泵制造廠提供，是輸送常溫清水時的性能曲線。

圖1 11號泵系統的裝置特性圖Fig.1 Characteristic of No.11 pumpsystem

一般來說，一臺離心泵在轉數不變的情況下用來輸送運動粘度大于20 mm2/s的液體時，泵的揚程、流量都要減小，泵的效率將降低，曲線都要下降，需進行性能曲線換算。

本文用美國水力協會的換算方法，從圖1 H—Q、η—Q性能曲線中查出其最高效率點的各參數ηmax=62%，Hopt=74 m，Qopt=0.025 m3/s，并在Q=（0.6～ 1.2）Qopt的范圍內取0.6Qopt、0.8Qopt、1.0Qopt、1.2Qopt四點，并查出各點對應的H和η值。根據Hopt、Qopt值及40℃和10℃油品的運動粘度值（從《泵和壓縮機》圖1-57上查出換算系數KQ、KH、Kη值。用Q=KQ·Q，Hν=KH·H，η=Kη·η三式進行計算，分別得輸送40℃和10℃油品時4個對應點的參數。將這些參數值標繪到圖1上，并用光滑曲線連接，便得到泵輸送40℃和10℃油品時的性能曲線Hν1—Qν1，Hν2—Qν2，ην1—Qν1，ην2—Qν2。

2 繪制管路特性曲線

管路特性是指管徑、管長、管閥件節流一定的某管路，輸送性質一定的某種油品時，管道壓降h隨流量Q變化的關系，這種表示h—Q的關系的曲線稱為管路特性曲線。同一管道，當所輸油品粘度不同或管道閥件節流程度不同，管路特性曲線的陡度就不同。粘度愈大、節流愈多，管道特性曲線愈陡。管道壓降h主要由3部分組成：油品沿管路的摩阻損失（沿程摩阻hr）；油品通過管件、閥件和設備（彎頭、三通、閘閥、單向閥等）的摩阻損失（局部摩阻hj）和油品從起點輸送到終端所克服的位差（高差ΔZ）。

11號泵出入口管線均為d=0.100 m的無縫鋼管，全長L=230 m，包括25個90。雙縫焊接彎頭、10個三通、10個閘閥、一個單向閥、一次泵入口，全程高差ΔZ為10 m。

（1）沿程摩阻hr的計算，可按達西公式計算

g—重力加速度，m/s2；

λ—水力摩阻系數，其隨流體的流態而不同（為雷諾數Re和相對粗糙度ε的函數）。

將有關數據代入上述公式，經計算得相應流量下的hr值，見表2。

（2）局部摩阻hj的計算

表2 輸40℃和10℃油品時的沿程摩阻Table 2 Frictionindexes whentransporting 40℃and10℃oil

式中：ξ0—紊流狀態下的局部阻力系數，由《油庫設計與管理》表3-6查得；

φ—與雷諾數有關的修正系數，根據Re值由《油庫設計與管理》表3-7查得。

將有關數據代入上述公式，得相應流量下的hj值，見表3。

表3 輸40℃和10℃油品時的局部摩阻及管道壓降Table 3 Partial resistance andpipe pressure dropwhentransporting 40℃and10℃oil

（3）繪制管路特性曲線

將表3的Q、h數據標繪在圖1上并用光滑曲線連接，得輸送40℃和10℃時油品時的管路特性曲線hν1—Qν1，hν2—Qν2。

3 確定輸送40℃和10℃油品的工作點

由泵和水力學可知，離心泵性能曲線上的每一點，表示在相應流量下泵所給出的壓頭（能量）；而管路特性曲線上的每一點，表示在相應流量下為克服管路摩阻和管路終點與起點高差所需的壓頭。這兩條曲線的交點便是泵與管路系統處于平衡狀態的工作點，其對應下的流量、揚程、效率便是泵的工作流量、工作揚程、工作效率。

將hν1—Qν1，hν2—Qν2分別與Hν1—Qν1，Hν2—Qν2相迭合，兩曲線交點A1、A2即為輸送40℃和10℃油品時的工作點，即裝置特性，從圖上可查出工作流量Qν、工作揚程Hν、工作效率ην，列于表4。

表4 輸送40℃和10℃油品時的工作點的數值Table 4 Value of operating points whentransporting 40℃and 10℃oil

4 計算裝1車Q=60 m3的40℃和10℃油品的耗電量

根據下列公式計算軸功率Nν，耗電量Wν。下兩式中字母為斜體

將有關數據代入上述公式，計算結果列于表5。

表5 裝一車60 m3的40℃和10℃油品時的耗電量Table 5 Electricity consumptions forfilling a60 m3tanker with 40℃and10℃oil

5 結論

由表5可見，溫度較高（40℃）時，裝一車60 m3的油品要比溫度低（10℃）時少耗電19.346 kWh。裝置2007年調合7.2萬t、出廠16.2萬t油品，如果在平均溫度40℃情況下移動，比在平均溫度10℃的情況下，預計每年可節約用電9萬kWh。

如果潤滑油長期儲存在50℃以上，容易氧化變質，故在2008年采取的節電措施是：通過調節油罐加熱管進出口閥門開度，使罐內油品溫度保持在40～50℃之間，即維溫加熱。

經過2年的運行，2008、2009年總耗電量比2007年耗電量下降約1/3，生產用電單耗降低約0.6 kWh/t。充分證明了這項措施切實、可行、有效。

[1]郭光臣，董文蘭，張志廉.油庫設計與管理[M].北京：石油大學出版社，2005.

[2]錢錫俊，陳弘.泵和壓縮機[M]北京：石油大學出版社，2004.

[3]郭光臣.煉油廠油品儲運[M].北京：中國石化出版社，1999.

[4]袁恩熙.工程流體力學[M].北京：石油工業出版社，2003.

[5]楊筱蘅，張國忠.輸油管道設計與管理[M].北京：石油大學出版社，2004.

Discussion on Electricity Saving Measure of Oil Tank With Temperature-keeping Process by Heating

MA Gui-xin，LIU Feng-chuang，WANGJun-sheng
（PetroChinaDalianBlending Plant，Liaoning Dalian116032，China）

Afterimplementing temperature-keeping measure by heating foroil tank，electricity saving quantity was calculated，whichprovidedatheory basis forimplementationof the measure.After2 years of implementation，the measure reduced total consumption by 1/3 in 2008 and 2009 than in 2007.Per-unit electricity consumption of production reducedby 0.6 kWh/t.Itwas provedby factthatthe measure is practical，feasible andeffective.

Temperature-keeping by heating；Frictionindex；Partial resistance；Performance curve

TQ083+.4

A

1671-0460（2010）04-0403-03

2010-06-18

馬桂新（1968-），女，遼寧康平人，工程師，1991年畢業于撫順石油學院石油儲運專業，一直從事潤滑油調合工作。E-mail：maguixinshiyou@163.com。