第1-6节 油品加热保温

第一章储油库第1节储油库的作用和类型第2节储油库建设设计第3节储油库工艺计算第4节储油库装卸作业第5节油品的计量第6节油品的加热第6节油品加热保温一、油品加热和保温的目的及方法二、油品加热计算三、保温计算一、油品加热和保温的目的及方法1、油品加热及保温的目的2、加热方法1、油品加热及保温的目的⑴加热：降粘满足工艺要求。:三高原油，即高粘度、高凝点和高含蜡.⑵油罐及管线保温的目的：经济目的：减小热损失，降低能耗生产目的：方便操作，减少事故发生2、加热方法1)油罐（车）加热方法2)油管线加热方法1）油罐（车）加热方法蒸汽直接加热法蒸汽间接加热法热水垫层加热法热油循环加热法电加热法蒸汽直接加热蒸汽特点是：直接通蒸汽，操作方便，热效率高，但冷凝水留存于油品中，影响油品品质。蒸汽间接加热法蒸汽特点是：蒸汽不与油品直接接触，借助加热装置加热油品，热效率偏低，常用方法。热水垫层加热法蒸汽特点是：依靠油品下面的热水垫层向油品传热，热水垫层的热量有蒸汽提供或热水置换替代。热油循环加热法换热器特点是：从储罐中抽出部分油品，加热送回储罐与冷油混合。要求：加热温度低于油品闪点15~20℃以下。U型管管壳式加热器浮头式管壳加热器2）油管线加热方法蒸汽伴随加热法（内伴随、外伴随）电加热法（直接加热、间接加热、感应加热）内伴随特点是：蒸汽管安装在油管内部，热能利用率高，加热时间短。但蒸汽管漏损不易发现和维修，且对油流的阻力大。外伴随特点是：蒸汽管与油管用保温材料包在一起，热能利用率偏低，但施工、维修方便，应用广泛。电加热法电加热法是利用电能作为热源来加热油品的一种方法。具有操作简单、环保节能等特点，近几年在国内外得到初步应用。电加热法主要有直接加热、间接加热、感应加热和红外线加热四种方法。1.直接加热法直接加热法是利用电热丝或钢管本身通电后产生的热量对油品进行加热的方法。此法比较简便，但有一定的危险性，管路应包以良好的绝缘材料，以减少电能损失和保证安全。2.间接加热法间接加热法与蒸汽伴随管加热的原理一样，是将具有良好电绝缘性能的电热导线（或电热伴随管）与所要加热的油管用热绝缘层包在一起，电热导线（或伴随管）通电后发热，将热量传给油管从而使管内油品得到加热。3.感应加热感应加热是把线圈和油管用保温材料包扎在一起，线圈通交流电后产生交变磁场，输油管在交变磁场中诱发产生感应电流而升温，使管内油品被加热。这种方法实际上是间接加热法的一种辅助产物。4.红外线加热红外线加热是利用红外线辐射器对油槽车或储油容器进行加热的方法，是一种比较理想的加热方法。红外线辐射器内有一发热源，可发出波长为0.75～1000μm〈1μm＝10-6m〉的电磁波，其辐射功率与物体的绝对温度有关。一般而言，发热源的温度愈高，辐射的红外线功率愈大，波长也愈短。红外线加热法设备简单、操作方便，依靠辐射作用可把热量几乎全部投向加热表面，减少散失于大气中的热损失，因此热效率高。二、油品加热计算1.油罐加热2.铁路油罐车的加热计算3.蒸汽管路的计算1.油罐加热⑴油罐管式加热器的种类⑵油品加热温度的确定⑴油罐加热器的种类按布置形式分

全面加热器

局部加热器按结构形式分分段式加热器蛇管式加热器注意加热器投产前需经两次试压，第一次lMPa的压力进行水压试验，第二次用蒸汽按工作压力试压。如发现泄漏等问题，就要进行补焊，然后再次进行试压。

⑵油品加热温度的确定加热起始温度tys

（即冷却过程的终了温度）加热终了温度tyz

（即冷却过程的起始温度）加热起始温度的确定假设条件在冷却过程中，油温处处均匀一致在整个冷却过程中，油品中无蜡析出在整个冷却过程中，油罐的总传热系数为常数在整个冷却过程中，油品的比热容为常数能量平衡方程油品冷却放出的热量=油罐向周围介质的散热量dQ1=-GcdtdQ2=K∑Fi(t-tj)dτ整理后积分可得：式中：

tys：油品加热起始温度，

tyz：油品加热终了温度

tj

：油罐周围介质温度

K：从油品到油罐周围介质的总传热系数∑Fi：油罐总散热面积τ：冷却时间

G：油罐内油品总质量

c：油品比热容周围介质温度地上固定顶油罐ttu：最冷月地表平均温度；tqi：最冷月油罐周围大气的平均温度；φ：油罐的高度和直径的比值地上卧罐埋地油罐tj=年最冷月土壤平均温度

加热终了温度的确定油品性质作业性质地区及气温节约能源安全因素2.铁路油罐车的加热计算蒸汽加热套设计计算内容确定加热时间确定蒸汽耗量Q1为油品升温及溶解蜡结晶所需要的热量,J；

Q3为单位时间内蒸汽通过加热套传递给油品的热量，W;

q1为通过油罐车上表面散失于周围大气中的热量，J；

q2为通过加热套散失于周围大气中的热量，J；

加热罐车中的油品所需的热量Ql:式中：Ql—加热罐车中油品所需的热量，J；G—罐车内油品质量，kg；c—油品的质量比热，J／kg·℃；tyS—油品加热起始温度，℃；tyz—油品加热终了温度，℃；N—凝固石蜡在油品中的含量，％；—石蜡的融解潜热，J／kg。q1为通过油罐车上表面散失于周围大气中的热量，q1=K1F1（ty-tj）τq2为通过加热套散失于周围大气中的热量q2=K2F2（tbi-tj）τ罐车加热所需的总热量Q=

Q1＋q1+q2油罐车加热时间:Q3—单位时间内蒸汽经罐车加热套传给油品的热量，W；Q3—单位时间内蒸汽经罐车加热套传给油品的热量，W；tZ—蒸汽温度；tN—冷凝水温度；Ψ—冷凝水过冷系数。加热一辆油罐车所需要的蒸汽流量iZ—蒸汽的焓；iN—冷凝水的焓。蛇管式全面加热器全面加热器均匀布置在罐内距罐低不高的整个水平面上。此法一般用于罐作业量较大的场合。竖井式局部加热器仅布置在罐内的收发油管附近。用于加热粘度不高，或一次发油量不多的情况。箱形分段式局部加热器1-活动顶盖2-遮板；3、4-带有保险活门的收发油短管；5、7-支架；6-分段加热器；8-总管；9-冷凝水管；10-箱的侧壁蛇管加热器注意它是用一根长管弯成的蛇形盘管，在盘管内通蒸汽或热水对油品加热。这种加热器的加热效果较好，但安装和维修不够方便，需要的蒸汽或热水压力较高。分段式加热器分段式加热器由若干个分段组成，每一段分由2～4根平行管与两根汇管连接而成，几个分段构件以并联或串联的形式联成一组，对称布置在收发油管的两侧，每组设有独立的蒸汽进口和冷凝水出口。

3.蒸汽管路的计算⑴蒸汽管路的水力计算⑵蒸汽管路的热力计算⑴蒸汽管路的水力计算①管径的确定②管路压降计算①管径的确定d：蒸汽管内径，m；GZ：蒸汽的质量流量，kg/s；VZ：蒸汽的流速，m/s，ρZ：蒸汽的平均密度，kg/m3；P60表1-17ρZ1：蒸汽管起点处蒸汽的密度，kg/m3；ρZ2：蒸汽管终点处蒸汽的密度，kg/m3；②管路压降计算(mmH2O)(Pa)λ：水力摩阻系数（阻力平方区）蒸汽管：e=0.2mm；冷凝水管：e=0.5mm

L计：蒸汽管路计算长度，m；

GZ：蒸汽的质量流量其中：由于蒸汽的密度ρz在管路沿线随压力而变化，因此要采用试算法计算压降。已知ρZ1(或ρZ2)假设ρZ2(或ρZ1)计算计算d计算ΔP

，求出P2查表计算出ρZ2(或ρZ1)

结束假设与计算结果不符饱和蒸汽的热力特性表压力/105Pa比体积/(m3kg-1)6.00.31567.00.27278.00.24039.00.214810.00.194311.00.177412.00.163213.00.1511⑵蒸汽管路的热力计算蒸汽管路的热损失

Q=1.25qLq—单位管长上的热损失，tZ—蒸汽的平均温度，tj—蒸汽管路周围介质温度，对于地上管路，tj=最冷月大气平均温度对于埋地管路及管沟敷设的管路，tj=最冷月土壤平均温度∑R—蒸汽到管路周围介质的总热阻L—蒸汽管路总长1.25—考虑了支架、法兰、阀门等处的附加热损失。其中：∑R—

蒸汽到管路周围介质的总热阻A.管沟敷设管路B.无管沟的地下蒸汽管路C.地面敷设的蒸汽管路∑R——A.管沟敷设管路其热阻总和为式中Rb－蒸汽管保温层的热阻；R1—蒸汽管保温层外表面向管沟内空气放热的热阻R2—管沟内空气向管沟内表面放热的热阻；Rg—管沟壁的热阻，Rtu—土壤的热阻。B.无管沟的地下蒸汽管路总热阻为

C.地面敷设的蒸汽管路总热阻为三、油罐及管路保温计算1、根据最优经济条件确