趙立福 王漢斌

摘 要：蒸汽的使用量是評(píng)價(jià)一個(gè)煉化企業(yè)節(jié)能降耗重要指標(biāo)之一，油品儲(chǔ)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(gè)做法;其所耗用的蒸汽量占整個(gè)企業(yè)耗氣量的比重也較大。從節(jié)能降耗的角度，通過對(duì)油品加熱盤管所實(shí)施的改造，分析其溫度及散熱情況，對(duì)加熱器的位置結(jié)構(gòu)進(jìn)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(chǔ)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(chǔ)罐加熱運(yùn)行成本， 一方面達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)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(gè)工業(yè)水平快速發(fā)展的時(shí)代，人們對(duì)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(yùn)構(gòu)成了石油產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié);本文主要針對(duì)石油儲(chǔ)運(yùn)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(duì)石油儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)達(dá)到節(jié)能降耗，降本增效所帶來的現(xiàn)實(shí)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(dá)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(dá)到加工要求，其中的水分能否及時(shí)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(duì)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(dú)立布置，水、蒸汽、導(dǎo)熱油（ 價(jià)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(jìn)入各個(gè)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(jìn)行換熱后溫度高達(dá)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(chǔ)罐升溫維溫。

3對(duì)兩種盤管進(jìn)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(jìn)四出方式給原油儲(chǔ)罐進(jìn)行加熱（圖二），原油儲(chǔ)罐中四組加熱盤管通過南北對(duì)稱（南北各兩組給汽回水）的方式進(jìn)行固定鋪設(shè)。每組加熱盤管進(jìn)入原油儲(chǔ)罐后平均分為三路，每路平均分為四條單管進(jìn)行傳熱，四條單管均由儲(chǔ)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(dú)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(jìn)二出方式給原油儲(chǔ)罐進(jìn)行加熱（圖三，圖四）。加熱盤管是以左右對(duì)稱環(huán)形的方式固定在原油儲(chǔ)罐中（兩環(huán) 外環(huán)32組和內(nèi)環(huán)20組）。蒸汽進(jìn)口中心距罐底板上表面的距離為800mm，蒸汽進(jìn)入儲(chǔ)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(jìn)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(duì)比分析

新式加熱盤管優(yōu)點(diǎn)，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(shí)，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(jìn)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(jìn)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(duì)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(xiàng)為對(duì)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(duì)新老加熱盤管的傳熱面積對(duì)比可以明顯看出新式加熱盤管（傳熱面積）高達(dá)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(chǔ)罐溫升比較

對(duì)（新老盤管）現(xiàn)場低液位儲(chǔ)罐利用低溫余熱熱水進(jìn)行加熱升溫比較：

3.3.2高液位儲(chǔ)罐溫升比較

對(duì)（新老盤管）現(xiàn)場高液位儲(chǔ)罐利用蒸汽進(jìn)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(shí)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(jià)格310元/噸來計(jì)算，每年按照36船原油，每船原油卸油過程按照24小時(shí)，卸油后的加溫時(shí)間按照24小時(shí)來計(jì)算。合計(jì)節(jié)約的蒸汽費(fèi)用為：

0.3*310*36*24*24=192.84萬元

4總結(jié)

石油儲(chǔ)運(yùn)過程是石油產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)非常重要的鏈條，它連接著整個(gè)石油產(chǎn)業(yè)的每一個(gè)工作環(huán)節(jié)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷調(diào)整、轉(zhuǎn)型與發(fā)展，石油儲(chǔ)運(yùn)的重要性也愈發(fā)顯現(xiàn);為了強(qiáng)化節(jié)能減排，低碳生活，降本增效的意識(shí)，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(xì)的對(duì)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(zhǔn)備在認(rèn)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(chǔ)罐以及需要加熱的其它油品儲(chǔ)罐逐步推進(jìn)和改造替換，為公司的節(jié)能增效再創(chuàng)佳績。

參考文獻(xiàn)：

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