油罐盤管式蒸汽加熱器改革與創新

《油罐盤管式蒸汽加熱器改革與創新》蒸汽利用率低：在實際生產過程中，當只需使用少量油品時，也要對整個罐內的油品全部進行加熱，整體升溫，使大量的蒸汽做了無用功。

標題

油罐加熱方式的工藝改革與套用

摘要：

傳統油罐加溫方式，是對整罐油品的整體加溫。在生產過程中即使只需出少量的油品，也要對整個罐內油品進行加溫，既浪費了大量蒸汽，加溫時間又長，同時反覆對罐內油品加溫，對油品質量也會產生影響。安裝【新型油罐局部快速加熱器】後，實現了在生產過程中，只對所需的油品進行快速、局部加溫及自動控制溫度。項目投產後，生產效率平均提高了20多倍，蒸汽耗量平均節約30多倍。

現狀：

油品儲運過程中，對油罐內的油品加溫，基本上採用罐內安裝集束管式或盤管式加熱器等傳統方式，使罐內油品通過與熱媒體（一般以飽和蒸汽為熱媒體）的交換，實現對油品的升溫，降低粘度，改善其流動性，以便於泵的輸送。這種傳統方式在某種程度上存在加溫周期長，熱能利用率低的弊端，大量蒸汽做了無用功，蒸汽耗量大。在我國能源短缺，國家大力倡導創建節約型社會的背景下，如何通過改革工藝、節能降耗、挖潛增效就成為各個企業所面臨的重要課題。

傳統油罐加熱器

1、蒸汽利用率低：在實際生產過程中，當只需使用少量油品時，也要對整個罐內的油品全部進行加熱，整體升溫，使大量的蒸汽做了無用功。
2、熱量利用率低：加熱器冷凝水出口溫度過高，常伴隨大量蒸汽排出，排出口溫度≥100℃，浪費了大量的熱力資源。
3、油品溫度難以控制：傳統加熱器對油品的加熱是一種靜置式的自然對流換熱，其放熱係數極低。帖近加熱器的油品溫度較高，遠離加熱器的油品溫度較低。
4、換熱效率低：對於粘度較高的油品，在換熱面長時間高溫滯留，極易產生分解物，結聚於換熱管表面，致使換熱管表面的油品溫度過高，容易結焦，嚴重影響和阻礙熱量的傳導和布散。
5、生產效率低：由於不能按生產需要的油品定量加溫，只能對整罐油品進行整體加溫，熱量耗散面積大，油品加熱升溫緩慢，加溫時間長，而且油品整體升溫分布不均衡。特別是在冬季生產中，由於受環境溫度的影響，加熱時間會更長。
6、影響油品質量：油品在長時間、多次反覆的加熱過程中產生大量細小的分解物，溶於油品中，對油品質量產生一定的影響，增加了後期處理的成本。

新型油罐加熱器

針對上述問題，本著提高生產效率，節能降耗的指導思想，於2007年2月成立了“油罐局部快速加熱，提高生產效率，節能降耗”攻關小組。【山東普利龍壓力容器有限公司】和【中國石化潤滑油濟南分公司】合作，採用渦流熱膜換熱器技術（國家專利產品，專利號:02268208.2），成功設計研發出了一款《新型油罐局部快速加熱器》，在實際運用中取得了良好效果，節能明顯，有效解決了加熱過程中能耗過大的弊端，生產效率明顯提升，生產運行費用大大降低。獨特的換熱元件及先進的內部工藝流程結構，使加熱器實現了熱效率高、耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢等功能靠、節能效果突出、安裝維修方便、可實現自動化恆溫控制的特點，極大地提高了換熱器整體性能，並且不會因為加熱器的安裝而影響罐體的使用安全。有效解決了各類油罐加熱過程中能耗過大的弊端，生產效率明顯提升，運行費用大大降低，獲得行業專業人士的高度認可，並在行業中得以推廣和套用。

新型油罐局部快速加熱器換熱原理

原理：是將“渦流熱膜換熱器”，沿儲罐徑向伸入於油罐底部，熱媒介質（蒸汽或高溫水）走管程，油品從殼程內的管間流動，殼體吸油口直接通向罐內介質。蒸汽經過溫控閥進入換熱器的管程，通過渦流熱膜管與管壁外部的油品充分換熱以後，冷凝水自換熱器出口排出。換熱器採用高效的渦流熱膜管做為換熱元件，保證油品在管間的合理流動。
其強化傳熱機理是：流體在內外表面流動時，產生了震盪和沖刷作用，流動的方向不斷改變，使緊貼管壁表面的流體導熱層變薄以至破壞，金屬表面熱量傳遞加快，流體內微觀渦流加強，使流體內部熱擴散強化。同時，由於流體的震盪、流動和沖刷作用，不會使緊貼管壁表面的流體產生局部過熱。使油品既得到適當、充分的加熱，又無結焦、分解的可能。
【新型油罐局部快速加熱器】與普通盤管式或列管式加熱器比較，在外觀結構尺寸相同條件下，換熱面積是普通列管式換熱器的1.5倍，熱效率是普通管式換熱器的2-3倍。
溫度控制是在換熱器的蒸汽入口管線上安裝蒸汽流量自動控制閥，通過安裝在輸油管線出口的感溫探頭對油品出口溫度進行檢測，溫度控制儀表根據檢測的油品溫度與設定溫度進行比較，自動控制蒸汽進量，從而確保輸出油品溫度的恆定，實現溫度自動控制。另外，為確保對油罐底部油品的抽取。經對殼體吸油口的特別結構設計，使殼體吸油口產生了一定的虹吸作用，從而保證了罐內的最大出油量。

新型油罐局部快速加熱器在寒冷地區的套用

北方地區冬季天氣寒冷，以北京、濟南為例：冬季最冷氣溫一般在-18℃左右，由於環境氣候的特點，會出現氣溫越低，油品加熱升溫越慢，能耗越高的現象。而新型油罐局部快速加熱器，在節能降耗、提高運行效率方面優勢更加明顯突出。具體運用上可根據油品的凝點，只用相對較低的溫度保證整罐油品不凝固即可，需抽油時採用局部加熱的方法，可在較短時間內使油品迅速升溫至所需要的溫度。採用這種局部加

熱工藝方法，相比傳統加熱工藝其優勢不言而喻，在實際運用中實測數據也充分論證了上述優勢。因此油罐快速加熱器在實踐套用上簡單易行，安全方便。無論是對新建罐區還是老罐區的改造都非常適合，老罐區所採用的傳統盤管式、集束管式或其他加熱方式仍可延用，但其作用發生了改變，原有加熱方式不再以

加熱升溫為主，而只需根據罐內油品的凝點，保證油品不凝固即可。需要抽油時啟動底部油罐快速加熱器，即可在較短時間內快速升溫抽取油品。

效果驗證：

中國石化潤滑油濟南分公司數據統計分析

序號	油品名稱	罐容; （m）	熱媒	倒油量; （t）	罐內; 溫度℃	出油; 溫度℃	溫升℃	新型油罐; 快速加熱器		列管式或盤管式加熱器		節汽; （t）	蒸汽用量節省率; （倍）	生產用時縮短率; （倍）
								蒸汽; 耗量（t）	生產; 時間（h）	蒸汽; 耗量（t）	生產; 時間（h）
1	150BS	500	0.8 Mpa飽和; 蒸汽	60	30	60	30	1.31	1.5	27.2	16.5	25.9	20	11

1：經濟效益分析：從上表中可以看出，在同等工況條件下，採用《新型油罐局部快速加熱器》具有如下明顯優勢和特點：
（1）加溫速度快。原需一、二天的升溫操作過程在數小時內即可完成，極大提高了生產效率，生產用時縮短20多倍。
（2）能源利用率高。冷凝水溫度降低.蒸汽的熱能得到充分利用。

（3）蒸汽耗量大幅降低，節能效果非常顯著，蒸汽耗量節約30多倍。
（4）可對油品定量加熱，需要多少加熱多少，大大縮短抽油等待時間。
（5）傳熱效率及使用安全性大大提升。油品不會出現局部高溫、炭化，結垢現象。充分保證了加熱器的傳熱效率及油品質量的安全性。

（6）使用安全可靠、運行穩定、高效：由於採用獨特生產工藝，先進科學布管方式，使換熱器體積大大縮小，對罐體運行安全沒有任何影響，而且由於採用局部加熱，大大提升了油品加熱過程中的安全性。

2：鞏固與提高：在一些項目中，僅對油品加熱終端溫度進行了簡單的閉環自動控制。如果儲罐數量較多時，還可在自動控制上進行升級，實現對油品溫度、油罐液位、抽油量、機泵的開停等諸多操作實現全自動DCS系統控制。該種運行方式對於罐體數量多的群罐控制具有更好的經濟及現實意義。

總結

通過以上分析、論述及在生產中的實際運用，新型油罐局部快速加熱器在節能降耗方面切實收到良好的效果，這種局部加熱方式非常有效地解決了整體加熱方式耗時耗能的弊端，已經在中國石化長城潤滑油分公司下屬的幾個北方分公司（如：北京分公司、燕山分公司、天津儲運分公司、濟南分公司）得以推廣使用，並取得了顯著效果和一致好評。