電加熱與導熱油加熱的瀝青高溫儲罐節能效果分析

摘要：無錫市市政設施建設工程有限現有2臺日工3000型瀝青砼拌和機以及大小瀝青高溫儲罐12只，這些高溫儲罐的加熱、保溫以前都是采用導熱鍋爐來實現的。在節約能源、提高效率的大背景下，選用更加經濟、環保的方式顯得尤為重要。文章介紹了無錫市市政設施建設工程有限公司選用的電加熱瀝青高溫儲罐在節能環保、降本增效方面的成效。

關鍵詞：電加熱；導熱油加熱；瀝青高溫儲罐；節約環保；降本增效 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE965 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 背景

2008年4月1日，我國開始施行了《中華人民共和國節約能源法》，其中對節約能源的解釋是指加強用能管理，采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，從能源生產到消費的各個環節，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費，有效、合理地利用能源。

2012年的6月6日，國務院下發的《“十二五”節能環保產業發展規劃》中明確指出，節能技術和裝備將是節能產業的重點領域。在節約能源、提高效率的時代大背景下，選用更加經濟、環保的能源消耗方式，提高效益就顯得尤為重要，所以本文著重介紹我公司選用的電加熱瀝青高溫儲罐，在節能環保、降本增效方面的成效。我們無錫市市政設施建設工程有限公司是無錫市專業從事道路大、中、小修的市政單位，常年負責市區主要道路的養護和維修工作。目前，公司擁有大小瀝青高溫儲罐12只，其中常年處于工作狀態的瀝青高溫儲罐3只。

作為時時刻刻要保障廣大市民順利出行的市政道路養護單位，其本身的工作性質要求我們的瀝青拌和設備全天候處于待命狀態，也就是說我們瀝青高溫儲罐內的瀝青要時刻保持在150℃的待機狀態，以往我們使用導熱油爐對瀝青高溫儲罐進行加熱和保溫，其燃油成本很高，而且導熱油管長時間與罐內瀝青直接接觸，其表面附著的瀝青因溫度較高，發生炭化、結焦的現象十分嚴重，另外，炭化、結焦的瀝青包裹在導熱油管外面，形成了厚厚的一層保溫圈。這就使得導熱油管的熱量很難散發出來，不僅造成加熱十分緩慢，而且更造成了熱效率低，熱能嚴重損失的問題。同時，因為加熱盤管的特殊構造使得人工無法清除盤管表面炭化結焦的瀝青層，這樣就造成了瀝青層越積越厚的惡性循環，使得新罐在使用幾年以后，就因其加熱的效果大大降低而不得不報廢淘汰，公司的運行成本也就增加了不少。

1.炭化結焦的瀝青層；

2.高溫導熱油；

3.導熱油管

2 新技術的引進

為了徹底解決這個問題，2012年，作為節能設備與新技術運用的試點，我們采購了一套直立圓筒結構的電加熱瀝青儲罐，從實際使用的情況看，該套電加熱瀝青儲罐，在節約能源、降本增效方面是很值得推薦的。

2.1 電加熱瀝青高溫儲罐的結構

該電加熱瀝青儲罐采用直立圓筒結構，下部安裝電加熱管，上部安裝攪拌器，中間還有一道中間隔板。

2.2 降低瀝青在存儲過程的熱能損失

該電加熱瀝青高溫儲罐以降低瀝青在存儲過程的熱能損失，盡最大限度節約能源，提高瀝青儲罐的熱效率為第一目標。在設計上重點突出了以下五個方面：（1）瀝青儲罐的筒體外圍均設計有保溫材料覆裹，以防止熱量散失；（2）在罐體下部設置有可調控溫度的專用電加熱器，可均勻加熱瀝青；（3）在罐體中間位置設置隔板，以加快融化凝固在底部的瀝青；（4）頂部設立的攪拌裝置，能夠更好的保證上下部瀝青溫度一致，避免上部溫度過熱或者底部加熱管壁炭化結焦現象的發生；（5）直立圓筒形罐體在減少了占地面積的同時，也提高熱能利用率。

2.3 在節約能源方面

電加熱與導熱油加熱相比具有明顯的優勢，以我公司兩只分別使用電加熱與導熱油加熱的瀝青高溫儲罐作對比。

2.4 電加熱瀝青儲罐的原理

下面簡單介紹該電加熱瀝青儲罐的原理以及如何安全有效地對電加熱系統進行控制。

2.4.1 電加熱裝置的結構和原理。我們先來看看它的電加熱器的構造，如圖3：

該結構避免了罐內瀝青與發熱管的直接接觸，最大限度地降低了加熱管損壞和瀝青變質、炭化、結焦情況的發生，而且抽拉式的結構，更加方便以后的維護與更換。電加熱系統進行控制方式和原理如下：

瀝青儲罐的溫度控制通過管式加熱器上的自動開關來實現。溫度控制由瀝青排出口附近的K型熱電偶的測量值，與控制盤內的溫度計（TCI）的設定值自行比較后自動控制。溫度計的動作范圍為設定值±0.45℃，假如事先將溫度設置為150℃，若瀝青溫度低于149.55℃以下時，加熱器自動打開加熱；若瀝青溫度高于150.45℃時，加熱器自動關閉，停止加熱，如此自動反復調溫。

2.4.2 安全與穩定性。就瀝青儲罐的安全裝置而言，為防止燒損管式加熱器，在管式加熱器的表面及內部分別設置有熱電偶，并與各個溫度計相連接。在溫度計上，加熱器的表面溫度（TC2）設置為250℃，防止過度燃燒溫度（TC3）設置為390℃左右。TC2也可以根據設定的溫度進行調節，TC3如果超出設定溫度，警報會自動響起，并且管式加熱器的所有電源將自動全部切斷。

3 使用效果的分析

我公司自安裝電加熱瀝青高溫儲罐以來，已經連續使用了半年左右，其較之傳統的導熱油加熱的瀝青高溫儲罐的節約環保的優勢越來越明顯。

其優點主要表現在以下五個方面：

3.1 節約了能源，減少了二氧化碳的排放

導熱油加熱的瀝青儲罐必須與導熱油爐相匹配，其配套的附屬管道也是熱能損失的主要方面。電加熱瀝青儲罐獨特的設計和構造以及精確的控制系統，避免了傳統瀝青高溫儲罐的缺陷，降低了熱能損耗，提高了能源的利用效率，節約了能源。而選用更加清潔環保的電能作為加熱的能源，在減少了燃油爐灶使用的同時，也減少了二氧化碳的排放。

3.2 降低了企業的運行成本，增加了企業的經濟效益

相對于價格持續走高的燃油，電能在經濟性方面的優勢無疑是無可比擬的。由表1我們可以看出電加熱瀝青罐與導熱油加熱的瀝青罐相比較，每年節省的加熱和保溫費用還是相當可觀的。對于企業而言，降低運行成本，追求經濟效益的最大化是必然的選擇。

3.3 方便了高溫儲罐的維修與保養

傳統的導熱油加熱管一般都采用多層式盤罐結構，導熱油在管內往復循環以達到加熱保溫的作用。這樣的結構使得管外壁長期與瀝青接觸，在高溫環境下就產生了如圖1所示的碳化、結焦現象。因為其特殊的結構，無法對加熱盤管的外壁進行清除，更換加熱盤管的費用也要達到新罐價格的60%，所以多數公司選擇直接更換。這不僅是對資源的浪費，更是增加了企業的運行成本。電加熱瀝青罐解決了以上諸多的問題。

如圖3所示：（1）加熱室的平底結構方便清潔與保養；（2）抽拉式的發熱管安裝方式方便以后的檢修與更換；（3）發熱管與受熱瀝青沒有直接接觸，避免了瀝青碳化與結焦現象的發生。

3.4 提高了設備使用過程中的穩定性與安全性

傳統導熱油加熱的高溫儲罐受管壁瀝青結焦和碳化的影響，其加熱保溫的穩定性得不到有效的保證。而電加熱瀝青高溫儲罐因為其精確到0.01℃的溫度控制系統，保證了加熱溫度的穩定性，再者可靠的溫控和報警系統也確保了儲罐在使用過程中的安全性能。

3.5 減少了傳統臥式罐體占用的場地

傳統臥式罐體結構占地面積較大，而直立式的罐體減少了50%的占地面積，對于目前寸土寸金的土地市場來說，企業能節約出這樣一塊土地，無疑是千金難買的。

4 結語

在節能減排的時代大背景下，在各級政府的大力支持和幫助下，企業應該要以實際行動積極響應黨中央、國務院的號召，全面貫徹科學發展觀，進一步把環保優先、節能減排工作落到實際工作中去，加快建設資源節約型和環境友好型社會的步伐，本著對社會、對環境高度負責的態度，將節能減排貫穿于生產的各個環節中去，積極選用更加環保節能的新技術、新產品，替代傳統的老久技術與設備。雖然，短期的投入要相對高一點，但是，長期來看這樣的投入將會換來更加豐厚的回報，企業也必將獲得更加可觀的經濟效益。我們公司的決策層也正是基于這樣考慮，新安裝了這臺電加熱瀝青罐，從使用的效果來看還是相當不錯，值得推廣和應用的。

參考文獻

[1] 中華人民共和國節約能源法[S].2008.

[2] “十二五”節能環保產業發展規劃[S].2012.

[3] 上海工程機械有限公司.電加熱瀝青罐使用說明書（中文）[S].2012.

作者簡介：倪偉（1979-），男，江蘇無錫人，無錫市市政設施建設工程有限公司工程師，研究方向：機械設計制造及其自動化。

（責任編輯：黃銀芳）