在中海瀝青（營口）公司的具體應(yīng)用情況分析

趙立福 王漢斌

摘 要：蒸汽的使用量是評價一個煉化企業(yè)節(jié)能降耗重要指標之一，油品儲罐采用常規(guī)的加熱盤管為油品加熱和維溫，是煉化企業(yè)比較通行的一個做法;其所耗用的蒸汽量占整個企業(yè)耗氣量的比重也較大。從節(jié)能降耗的角度，通過對油品加熱盤管所實施的改造，分析其溫度及散熱情況，對加熱器的位置結(jié)構(gòu)進行分析，根據(jù)改造后加熱盤管所顯現(xiàn)出的明顯優(yōu)勢，得出儲罐溫升速度得到顯著提高并且蒸汽用量得到節(jié)省，最終減少儲罐加熱運行成本， 一方面達到節(jié)能目的，同時又使加熱器盤管中的水擊現(xiàn)象大大減少。

關(guān)鍵詞：加熱盤管;能耗;溫升速度;結(jié)構(gòu)形式

引言：我們處在一個工業(yè)水平快速發(fā)展的時代，人們對石油的需求呈現(xiàn)逐年遞增之勢，石油已成為大眾日常生活不可或缺的東西;石油的輸運構(gòu)成了石油產(chǎn)業(yè)中的一個非常重要的環(huán)節(jié);本文主要針對石油儲運中如何降低能源消耗，以及采用新型加熱盤管所帶來的益處所在。以期對石油儲運環(huán)節(jié)達到節(jié)能降耗，降本增效所帶來的現(xiàn)實意義。

1加熱裝置類型

原油粘度較高， 低溫狀況下無法通過管道輸送和脫除其中所攜帶的水份， 只有將原油罐中的原油加熱到一定溫度，方能達到上述目的; 而油罐的加熱方式直接影響原油溫度能否盡快達到加工要求，其中的水分能否及時脫出;以及所持用的諸如：蒸汽等加熱介質(zhì)的消耗情況，因而對于所選用的加熱盤管的形式與加熱效果尤為關(guān)鍵。

根據(jù)結(jié)構(gòu)型式， 油罐加熱裝置可分為直接加熱式和間接加熱式。直接加熱式（圖一）是將加熱爐與油罐整體布置， 結(jié)構(gòu)緊湊， 利用燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣流過油罐中的煙管加熱原油，該種加熱方式結(jié)構(gòu)簡單， 設(shè)備緊湊， 但安全性較差;間接加熱式是將加熱爐與油罐分離開來， 獨立布置，水、蒸汽、導(dǎo)熱油（ 價格昂貴， 應(yīng)用較少） 等介質(zhì)在鍋爐中吸熱升溫后流經(jīng)油罐中的換熱器（加熱盤管）放熱降溫， 然后流回鍋爐， 該種加熱系統(tǒng)較為復(fù)雜， 但安全性能較好。

2加熱介質(zhì)的來源

2.1蒸汽：本公司蒸汽是通過外購，自營口港碼頭公司鍋爐引出蒸汽，通過架空的蒸汽管道進入各個使用單元。管網(wǎng)蒸汽壓力一般為0.92兆帕左右，蒸汽溫度約在182攝氏度左右。

2.2低溫余熱熱水：全廠蒸汽使用放熱冷卻后的冷凝水集中在采暖水罐D(zhuǎn)-141中，通過采暖水泵P-141A/B將出口溫度76.6攝氏度的熱水輸送至常二油換熱器，減四油換熱器，減三油換熱器進行換熱后溫度高達90.5攝氏度，在通過改造管線將低溫余熱熱水送至原油罐區(qū)給儲罐升溫維溫。

3對兩種盤管進行數(shù)據(jù)分析

3.1加熱盤管結(jié)構(gòu)

3.1.1普通加熱盤管T-4101A：采用四進四出方式給原油儲罐進行加熱（圖二），原油儲罐中四組加熱盤管通過南北對稱（南北各兩組給汽回水）的方式進行固定鋪設(shè)。每組加熱盤管進入原油儲罐后平均分為三路，每路平均分為四條單管進行傳熱，四條單管均由儲罐中心高外部底（距離油罐底部500-300mm）斜式走向，每條單管長度均為13100mm，總48條單管獨立完成傳熱。

圖二

3.1.2新式立式無水擊加熱盤管T-4101B：采用二進二出方式給原油儲罐進行加熱（圖三，圖四）。加熱盤管是以左右對稱環(huán)形的方式固定在原油儲罐中（兩環(huán) 外環(huán)32組和內(nèi)環(huán)20組）。蒸汽進口中心距罐底板上表面的距離為800mm，蒸汽進入儲罐后引入立柱管，由立柱管自上到下平均分成四條加熱排管（四條加熱排管，上下兩條加熱排管采用直管傳熱，中間兩條加熱排管采用螺旋翅片傳熱）進行傳熱。凝結(jié)水出口中心距罐底板上表面的距離為200mm。

圖 ? 三

圖 ? 四

3.1.3加熱盤管結(jié)構(gòu)對比分析

新式加熱盤管優(yōu)點，在每組的環(huán)路布置中形成一定的坡度，便于冷凝水的回流。加熱蒸汽通過加熱時，形成汽液兩相，上部走蒸汽下部走冷凝水。

3.2換熱面積分析

3.2.1老式加熱盤管傳熱面積

加熱盤管總長度X加熱盤管管徑周長=加熱盤管與油傳熱的接觸面積

此表格中的數(shù)據(jù)是一組加熱盤管的管線總長度，而老式加熱盤管是四進四出。應(yīng)乘以四再乘以管徑周長：

DN50管線總長度 ? （12*11000+3*12000+ 4*1100）*4=689.6m

DN50管徑周長 ?πD=3.14*50=0.157m

DN80管線總長度6*810*4=19.44m

DN80管徑周長 ?πD=3.14*80=0.2512m

兩組不同管徑的傳熱面積相加：108.27+4.88= 113.15平方米

3.2.2立式加熱盤管

加熱盤管總長度X加熱盤管管徑周長+螺旋翅片面積=加熱盤管與油傳熱的接觸面積。

此表格中的數(shù)據(jù)是一組加熱盤管的管線總長度，而老式加熱盤管是二進二出。應(yīng)乘以二再乘以管徑周長

DN50 ? 管線總長度 ? （64*5000+40*4000+82*2000）*2=1288m

DN50 ? 管徑周長 ?πD=3.14*50=0.157m

DN100 ?管線總長度52*1000*2=104m

DN100 ?管徑周長 ?πD=3.14*100=0.314m

螺旋翅片面積=（螺旋翅片面積外圓-螺旋翅片面積內(nèi)圓）*2（面）*2（組）*1768（片）

螺旋翅片面積=（π68*68/4-π50*50/4）*2*2*1768=11.793平方米

兩組不同管徑的傳熱面積相加：202.216+ 32.656=234.872平方米

新式加熱盤管的面積總和為246.665平方米

3.2.3加熱盤管傳熱外表面積對比分析

公式為Q=K*F*A*ΔT，其中Q為換熱量，K為總的傳熱系數(shù)（與換熱介質(zhì)相關(guān)，還與加熱盤管的材質(zhì)有關(guān)），F(xiàn)為溫差校正系數(shù)，A為傳熱面積，最后一項為對數(shù)平均溫差。本段假設(shè)其他數(shù)據(jù)相同情況下，通過對新老加熱盤管的傳熱面積對比可以明顯看出新式加熱盤管（傳熱面積）高達普通加熱器的2倍以上，所以其整體換熱量也應(yīng)該高于普通傳熱量2倍以上。

3.3加熱速度與蒸汽能耗分析

3.3.1低液位儲罐溫升比較

對（新老盤管）現(xiàn)場低液位儲罐利用低溫余熱熱水進行加熱升溫比較：

3.3.2高液位儲罐溫升比較

對（新老盤管）現(xiàn)場高液位儲罐利用蒸汽進行加熱升溫比較：

3.3.3能耗分析分析

3.3.3能耗分析分析

按照常規(guī)蒸汽閥門開度75%來核算，單純從節(jié)約蒸汽的角度來核算;每小時節(jié)約蒸汽量約在0.3噸，按照現(xiàn)有公司所使用蒸汽的結(jié)算價格310元/噸來計算，每年按照36船原油，每船原油卸油過程按照24小時，卸油后的加溫時間按照24小時來計算。合計節(jié)約的蒸汽費用為：

0.3*310*36*24*24=192.84萬元

4總結(jié)

石油儲運過程是石油產(chǎn)業(yè)中的一個非常重要的鏈條，它連接著整個石油產(chǎn)業(yè)的每一個工作環(huán)節(jié)，隨著我國經(jīng)濟的不斷調(diào)整、轉(zhuǎn)型與發(fā)展，石油儲運的重要性也愈發(fā)顯現(xiàn);為了強化節(jié)能減排，低碳生活，降本增效的意識，公司在原油B罐D(zhuǎn)罐更新了立式無水擊加熱盤管，通過結(jié)構(gòu)，換熱面積，升溫速度以及蒸汽的能耗做出了詳細的對比，讓我們知道節(jié)能就是通過不斷的更新，優(yōu)化而產(chǎn)生的，

下一步我們準備在認真總結(jié)原油B罐加熱盤管成功改造的基礎(chǔ)上，向其他的原油儲罐以及需要加熱的其它油品儲罐逐步推進和改造替換，為公司的節(jié)能增效再創(chuàng)佳績。

參考文獻：

[1] 郭公喜， 孫兆福， 孫祥光. 單井原油貯罐加熱裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[ J]. 石油機械， 2001， 29

[2] ?CAD圖紙T-4101B罐新增30000立加熱器圖紙 ?遼陽石化.

[3] ?CAD圖紙T-4101A加熱器 中國石油集團工程設(shè)計有限責任公司撫順分公司.