導熱油系統(tǒng)計算

1、2.3導熱油循環(huán)量的確定及型號選擇根據(jù)公式Q=G（ t2-ti） x ex p 式中ti導熱油入導熱油爐溫度，c；t2導熱油出導熱油爐溫度，c；C導熱油平均比熱，2.684kJ/kg C；P導熱油密度，0.85g/cm 3;導熱油循環(huán)量；G 導熱油爐的供熱量，5X106kJ/h。將以上數(shù)據(jù)代入式（1），得Q為98m 3/h ,取導熱油循環(huán)量 Q為100m 3/h。根據(jù)上述計 算，選用型號為WD320型的導熱油即滿足工藝要求。2.4導熱油爐加熱面積的確定取導熱油爐熱效率為 0.75，取導熱油爐輻射段占總有效熱量的85 %，對流段占總有效熱量的15 %。從理論上計算確定導熱油爐輻射管及對流管所需的

2、表面積是非常復雜的，在進行計算 時，采用已知的熱強度數(shù)據(jù)按下式確定所需的加熱面積：對于輻射段：Fr=Qr/籤式中Qr輻射段吸收的熱量，Qr=0.85G ；Sr 輻射管的熱強度，取94050kJ/m 2 h;Fr輻射段加熱面積，m2。將以上數(shù)據(jù)代入（2）式，得Fr為39.97m 2。對于對流段：（3）式中Qc對流段吸收的熱量，Qc=0.15G ；S c對流管的熱強度，取 41800kJ/m 2 h;Fc 對流段加熱面積，m2。將以上數(shù)據(jù)代入（3）式，得Fc為17.94m 2。即F=F r+FcF 總=卩/0.75（5）得 F 為 57.91m 2, F 總為 77.21m 2,取 F 總為 80

3、m2。2.5總循環(huán)系統(tǒng)所需導熱油量的確定各塔加熱器的容積 V1為1.023m 3，循環(huán)管道容積 V2為5m3，導熱油爐內(nèi)加熱管 V3為2m3,導熱油密度 p為0.85g/cm 3,總?cè)莘e V為8.023m 3，總量P為6.82t。導熱油加熱系統(tǒng)設計及操作時應注意的問題趙剛山甘李軍（鞍山焦化耐火材料設計研究總院，鞍山114002）目前，焦化行業(yè)中的不少裝置已逐漸采用導熱油加熱技術，如煉焦配煤的加熱脫濕、苯加氫、精酚裝置的蒸餾供熱、精蒽裝置的蒸餾供熱及保溫和脫硫裝置的熔硫釜加熱等。該技術具有操作壓力低、熱效 率高、加熱均勻穩(wěn)定、溫控范圍大、綜合效益高等優(yōu)點。但導熱油供熱與其它供熱方式相比也有許多差

4、別， 再加上導熱油的滲透性極強，使用溫度與燃點非常接近，一旦泄漏極易引起火災，甚至發(fā)生爆炸事故。為 此，國家有關部門專門頒發(fā)了有機載體加熱爐安全技術規(guī)程。通過學習該規(guī)程并結(jié)合熱油系統(tǒng)的設計 與操作經(jīng)驗，對導熱油系統(tǒng)設計與操作的一些基本知識及注意事項作了初步總結(jié)，以供同行參考。1 導熱油系統(tǒng)的組成及優(yōu)點導熱油系統(tǒng)由加熱爐、熱載體、供熱系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)所組成。同傳統(tǒng)的蒸汽供熱系統(tǒng)相比，具有以 下優(yōu)點：(1) 可在較低壓力下工作是其最大的優(yōu)點，用熱設備可獲得較高的工藝溫度。 如用導熱油時， 壓力在0.3I.OMPa,溫度為50400C，而使用蒸汽時，壓力為 4.0 MPa，溫度240260C。(2)

5、熱效率高。一般有機熱載體的熱效率為 70%80%最高的可達90%而蒸汽鍋爐的效率只有30% 40%.(3) 油溫穩(wěn)定?？梢垣@得理想的工藝溫度，而且溫差變化極小，對提高產(chǎn)品質(zhì)量起很大作用。(4) 熱載體加熱爐與蒸汽鍋爐相比較，節(jié)省了水處理設備、 人員及藥品等費用， 并節(jié)約了大量鍋爐 用軟水，減少了蒸汽冷凝水的排放量，尤其在缺水地區(qū)顯得更為突出。(5) 安全可靠。由于有機熱載體加熱系統(tǒng)的工作壓力低，可減少跑冒滴漏現(xiàn)象。2 熱載體的選擇熱載體加熱爐同一般加熱爐不同， 介質(zhì)在爐內(nèi)連續(xù)不斷地循環(huán)加熱。 長時間加熱后， 熱載體有可能 聚合、結(jié)焦和變質(zhì)， 故在選擇熱載體時應注意以下幾點： 1) 傳熱性能好；

6、 2) 穩(wěn)定性好，使用壽命長； 3) 凝 固點低，毒性小，腐蝕性小； 4) 初餾點和閃點較高，安全性好； 5) 價格適宜，貨源可靠。導熱油可分為礦物油與合成油兩大類。 礦物油是以石油餾分為原料加工制成， 主要是烷烴， 分子通式GH2n+2。礦物油的特點是原料來源豐富，價格便宜，一般50008000元/t，相對密度較小，在常溫下不易氧化，無需氮封，使用溫度低，一般不能超過310C，國內(nèi)的生產(chǎn)該類導熱油的廠家較多。合成油是以化工或石油化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)有機合成制得。其特點是熱穩(wěn)定性好，使用溫度范圍寬，上限可達360C，但價格昂貴，一般在1.5 3.0萬元/1之間。但國內(nèi)生產(chǎn)的合成油質(zhì)量未完全過關。

7、兩種油的比較，合成油具有熱穩(wěn)定性好，使用溫度高，可以再生并重復使用等優(yōu)點，但缺點是毒性稍大一些，價格貴，而且目前主要靠進口。但對使用溫度超過300C的熱載體加熱裝置，建議采用合成油。目前國內(nèi)廣泛采用的合成油是Mahlerm S或T66。3 導熱油加熱爐的設計導熱油加熱爐是熱油系統(tǒng)的關鍵設備。對導熱油爐的主要要求是爐內(nèi)油溫穩(wěn)定，無局部過熱現(xiàn)象。熱油爐爐管主要有盤管式和鍋殼式兩種型式，一般選用盤管式，其優(yōu)點是流速合理、無死角、無局部過熱。根據(jù)有機熱載體爐安全技術監(jiān)察規(guī)程及有關條款說明，對熱油爐設計應注意以下幾個問題： 爐子設計壓力的選取。工作壓力0. 3MPa,且不低于0. 59MPa ;(2)

8、爐管內(nèi)導熱油流速1.5m/s，以防止導熱油在爐管內(nèi)局部過熱、結(jié)焦和變質(zhì)；(3) 有機熱載體爐的受壓元件等不得采用鑄鐵或有色金屬制造；(4) 爐子應有下列控制裝置： 根據(jù)有機熱載體爐岀口溫度和蒸發(fā)量變化而自動調(diào)節(jié)燃燒器負荷的裝置； 熱功率2. 8MW的必須有點火程序控制裝置； 爐膛息火保護裝置。(5) 爐子應設下列聯(lián)鎖裝置： 液位下降到低于極限位置的聯(lián)鎖； 有機熱載體爐岀口溫度超過允許值的控制； 有機熱載體爐岀口壓力超過允許值的控制； 循環(huán)泵停止運行的聯(lián)鎖。(6) 為提高加熱爐的熱效率，爐子上部可設空氣預熱器或采用特種爐形式加熱，使加熱爐的熱效率達90%以上。4 熱油系統(tǒng)的配置對熱油系統(tǒng)的配置應

9、滿足并注意以下幾點：(1) 熱油原料槽應盡可能地放在加熱系統(tǒng)的最低處，以便放凈導熱油爐中的導熱油。熱油爐與熱油槽之間應用隔墻隔開，且熱油槽的容積應不小于總熱油量的1.2倍。(2) 膨脹槽(或稱膨脹器)一般不得安裝在熱油爐的正上方，以防止因膨脹而噴出的導熱油引起火災，膨脹槽底部與熱油爐頂部垂直距離應不小于1.5m。膨脹槽周圍不宜有其它易燃的危險設備。(3) 熱油爐必須布置緊湊，一般布置在裝置一側(cè)；如裝置區(qū)域很大，可考慮布置在中間。5 膨脹槽作用及注意事項膨脹槽在熱油系統(tǒng)中的作用主要有以下三點：一是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中因?qū)嵊团蛎浂鸬捏w積變化；二是保證熱油循環(huán)泵入口的一定壓力，使之不汽化；三是為系統(tǒng)添加

10、熱油。熱油膨脹槽及其附屬系統(tǒng)設計應注意以下幾個問題:(1) 熱油膨脹槽的容積應不小于熱油爐和管網(wǎng)系統(tǒng)中熱油在工作溫度下因受膨脹而增加容積的1.3 倍；(2) 封閉式膨脹槽應有壓力表和安全泄壓裝置；(3) 膨脹槽上部應有至熱油槽的溢流管，溢流管直徑與膨脹管直徑一樣，且溢流管上應無閥門；(4) 脹管要轉(zhuǎn)彎時，彎角不宜小于120 ;(5) 膨脹管不得保溫，以保證膨脹槽溫度w 70C;(6) 膨脹槽上應有現(xiàn)場液位計及液位報警裝置，而且液位計應是板式不是玻璃式液位計。6 熱油系統(tǒng)工藝管線設計及其它(1) 在熱油系統(tǒng)的工藝管線中，最高處應設有排氣閥，最低處應設有排污閥。(2) 對較長的熱油系統(tǒng)管線，應考慮

11、熱補償設計。為防止熱油泄漏，應選用自然補償形式。(3) 熱油系統(tǒng)的管線除設備接口、 儀表接口和閥門等處必須采用法蘭連接外，其它接口均采用焊接連接。在采用法蘭連接處，法蘭面應是集槽面，且公稱壓力不低于1.6MPa,對于溫度高于300C的導熱油，則法蘭公稱壓力應不低于 2. 5 MPa。法蘭宜選用對焊型式，而不要用平焊型式的法蘭。(4) 熱油系統(tǒng)的法蘭墊片不允許使用石棉橡膠板，應選用金屬纏繞墊或膨脹石墨復合墊。(5) 熱油系統(tǒng)的閥門應選用不泄漏的波紋管密封閥門。(6) 熱油系統(tǒng)中，凡同熱油相接觸的管材，均不得選用鑄鐵或有色金屬材料。(7) 熱油系統(tǒng)應設有安全閥，安全閥宜選用不泄漏的波紋管密封安全閥。(8) 應選專用熱油循環(huán)泵，而不能用一般熱油泵代替。(9) 熱油系統(tǒng)應設有火災報警裝置。7 熱油系統(tǒng)操作時應注意的問題熱油系統(tǒng)能否安全運行，除設計上應注意上述問題外，在操作上還應注意以下幾點：(1) 首次開車或加入新的導熱油后必須進行脫水和脫輕組分。當系統(tǒng)升溫至100C時，應放慢升溫速度，使水及輕組分充分氣化，并經(jīng)多次排空，待導熱油的溫度與壓力曲線符合其對應關系后，方能進入正常狀態(tài)。(2) 不同類型