热泵站设计的几个问题课件

（参阅教材第七章相关内容）一、输油站工艺流程输油站的工艺流程是指油品在站内的流动过程，是由站内管道、管件、阀门所组成的、并与其它输油设备（包括泵机组、加热炉和油罐）相连的输油管道系统。该系统决定了油品在站内可能流动的方向、输油站的性质和所承担的任务。

1、工艺流程设计原则热泵站设计的几个问题

(1)工艺流程要满足各输油生产环节的需要。输油管建成后，存在三个生产环节：试运投产、正常输油和停输再启动。(2)中间输油泵站的工艺流程要和采用的输送方式(开式、闭式)相适应；(4)经济、节约；(5)采用先进工艺技术及设备，提高输油技术水平。2、输油站主要流程及其应用范围(3)便于事故处理和检修；(1)来油与计量来油→流量计→阀组→罐该流程仅存在于首、末站，用于与外系统的油品交接计量。(2)站内循环或倒罐罐→泵→炉→阀组→罐应用范围：管道投产时作站内联合试运；输油干管发生故障或检修，防止站内系统的管道或设备凝油；下站罐位超高或发生冒罐事故，本站罐位超低或发生抽空现象；本站出站压力紧急超压；作为流程切换时的过渡流程。采用密闭输油流程时，该流程仅存在于首、末站。应用范围：投产前管子预热因各种原因使停输时间过长，需反输活动管线。管道输量太低，必须正反输交替运行。清管器在进站管段受阻需进行反冲。先泵后炉流程：下站来油→阀组→泵→炉→阀组→上站先炉后泵流程：下站来油→阀组→炉→泵→阀组→上站(4)反输上站来油→阀组→炉→阀组→下站应用范围：输量较小；输油机组发生故障不能加压；供电系统发生故障或计划检修；站内低压系统的管道或设备检修；冷却水系统中断，使输油泵机组润滑得不到保证；作为流程切换时的过渡流程。(5)压力越站上站来油→阀组→泵→阀组→下站应用范围：地温高，输量大，热损失小，可不加热；停炉检修；加热炉系统发生故障，但可以断油源。(6)热力越站上站来油→阀组→下站应用范围：加热炉管破裂着火，无法切断油源;加热炉看火间着火，无法进入处理;非全越站不能进行站内管道、设备施工检修或事故处理。(7)全越站流程以上几个工艺流程并非每一个生产过程都使用，也不是每个站都具备，要根据各条管线及输油站的具体情况选择。首站工艺流程来油与计量、站内循环或倒罐、正输、反输、发清管器二、热泵站上先泵后炉流程的缺点热泵站上，根据输油主泵与加热炉的相对位置，站内流程可以是“先泵后炉”也可以是“先炉后泵”流程。我国70年代建设的管道大多采用先泵后炉流程。“先泵后炉”流程存在以下缺点：1、进泵油温低，泵效低进泵油温即为上站来油的进站油温，是站间最低温度。由于原油粘度高，使泵效下降。如任丘原油60℃时粘度为34mm2/s，40℃时为80mm2/s，泵效下降0.8％，大庆原油，油温从60℃降到30℃，泵效降低1.8％。站内管线常年在低温下运行，又无法在站内清管，结蜡层较后，流通面积减小，使站内阻力增加，造成电能的极大浪费。如一条年输量2000万吨的管线，若一个站的站内损失增加10m油柱，则一个站全年多耗电约80万度（约40万元）。2、站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大3、加热炉承受高压，投资大，危险性大加热炉内压力为泵的出口压力，高达6.0MPa，炉管及附件都处于高压下工作，钢材耗量大，投资增加，加热炉在高压下工作，易出事故，且难以处理，严重时可能引起加热炉爆炸。我国过去建设的管道采用先泵后炉的流程，是与旁接罐流程分不开的。在旁接罐流程下，若采用先炉后泵，则进站压力较低，加热炉受上一站的控制。目前我国有些管线已经将先泵后炉的流程改为先炉后泵流程。新设计的管线，不论是采用“泵到泵”输送还是采用“旁接罐”输送，都应设计为先炉后泵流程，但进站压力一定要满足加热炉工作压力的需要。三、直接加热和间接加热加热输送是目前输送含蜡多、粘度大、凝点高的原油的普遍方法。对原油的加热主要有两种方式：直接加热和间接加热。1、直接加热即原油直接在管式加热炉内加热，炉膛四周并列排有炉管，原油从管内流过，被火焰和烟气直接加热。加热炉直接加热油品，设备简单，投资省，占地少，但不安全。加热炉炉膛温度高达700-800℃以上，若管内原油流速过低或偏流，在某个部位就可能发生过热、结焦，从而使局部过热更严重，容易引起烧穿炉管事故，运行时要求炉内保持一定的流速，但流速大又会使炉内的压降增大，一般炉内压降都在0.1MPa左右。我国过去所建管线使用的加热炉多为方箱式加热炉，炉膛大、热惯性大，升温降温都需要较长的时间，一般在正式投入运行前要先用木材等烘炉5天左右。若管线突然停输，由于炉内温度很高，炉管内的存油会汽化，使炉管内压力过高，或结焦穿孔，易发生事故。间接加热的优点：①运行安全可靠一方面热媒蒸汽压低，加热炉可在低压下运行(运行压力约为0.5MPa)；另一方面，由于被加热炉直接加热的是热媒而不是原油，热媒最高使用温度在316℃以上，热媒进炉温度为121℃，即热媒的进出炉温差可达195℃，加热炉直接加热热媒，一般没有结焦问题，所以避免了在加热炉管内的结焦问题。②原油在热媒原油换热器中走壳程，原油压力损失不超过0.05MPa

，与直接加热相比，压力损失可减少1/2以上。③热效率高且效率基本上不随热负荷变化，因而对输量和热负荷的适应性强。加热炉的效率可达92%以上，考虑到热媒系统设备的动力消耗和热媒罐、加热管线及热媒原油换热器的热损失又增加了能源损失，所以整个间接加热系统的综合热效率要比热媒加热炉低5%左右，可达87%。④体积小,重量轻,便于实现加热炉系统的轻型化和预制化。间接加热的缺点：①设备多，占地面积大，投资大；②要求的自控水平和操作水平高；③热媒为一种低毒有机化合物，当热媒温度高于60℃时，热媒与大气接触发生氧化，所以必须用氮气密封。1、热力条件最差（即KLR最大）的站间的允许最小输量即为全线的允许最小输量。5个站间的KL