HLLUGB-80/drylllj 導熱油爐流量計 渦街流量計

技術參數：

流量范圍：

注：表中（300）—（1000）口徑為插入式。

電加熱導熱油系統設計與分析：

導熱油系統是化工工藝裝置中的公用物料發生系統, 通過熱傳導液為化工工藝生產過程傳遞熱量, 與化工工藝主流程配套。其高效、運行穩定可靠等特點使得在多行業中都有廣泛的應用。但時, 導熱油系統設計和技術資料, 廠家一般會嚴格保密, 很難搜索到相關的信息。希望通過本文的分析和研究能讓設計人員和工作人員對該系統有一個系統的認識, 以及為設計和技術人員深入研究, 提供一些資料和依據。

1 導熱油系統

導熱油系統是先將導熱油存儲在儲油罐中, 然后用循環泵將導熱油送至電加熱器 (或者熱油爐) 中加熱至所需溫度后, 將其供給各用熱設備, 然后經油氣分離器, 排除導熱油中的氣體和雜質后, *后再返回電加熱器中加熱, 循環利用下去。其主要的設備有儲油罐、循環泵、電加熱器 (熱油爐) 、熱用戶、油氣分離器、膨脹槽等設備, 其主要工藝流程見圖1所示。

系統運行依次為注油、升溫脫水和正常操作三個階段

注油階段:開車前, 將導熱油通過注油泵及循環泵注入電加熱器、熱用戶、不銹鋼粉末管過濾器、油氣分離器、膨脹槽、連接管道等整個系統, 直至導熱油液位達到高度 (液位在膨脹槽的1/3~1/4處) 為止。

升溫脫水階段:根據導熱油生產廠提供的熱傳導液升溫、脫水操作要求進行。在此階段, 導熱油經膨脹槽, 在循環泵、電加熱器、熱用戶、油氣分離器、膨脹槽、循環泵間不斷循環。逸出的水汽和低分子物則通過膨脹槽上部的放空管排出系統。為了降低系統壓力降, 導熱油不流經不銹鋼粉末管過濾器。

正常操作階段:導熱油在循環泵、電加熱器、熱用戶、不銹鋼粉末管過濾器、油氣分離器、循環泵間循環, 將電加熱器之熱量輸送給熱用戶, 此階段導熱油不經過膨脹槽。

2 主要設備設計

2.1 電加熱器 (熱油爐)

電加熱器是整個導熱油系統的核心設備。導熱油在電加熱器內以設計規定的流速流動, 電加熱管產生的熱能通過管壁傳給導熱油 (圖1) 。導熱油載體和電加熱管本身其設計不允許超溫運行, 否則將造成事故。導熱油操作溫度一般要求比它*高允許使用溫度低10~20℃左右。同時還必須保證電加熱器內的導熱油流速不低于設計規定的*低流速。如流速過低, 將使電加熱器內流體的流動狀態由湍流變為層流, 雖然導熱油平均溫度并沒有超過其*高使用溫度, 但是在緊貼電加熱管外壁面高溫區域中, 可能已經發生了局部超溫、分解、變質、結焦等現象。

圖1 電加熱導熱油工藝流程圖

2.2 膨脹糟

膨脹槽的作用是在系統加熱過程中, 導熱油由于溫升產生的膨脹量, 導熱油在膨脹槽內膨脹、緩沖并儲存, 使系統的壓力維持特定值。槽的容積應大于膨脹后的導熱油儲存量的1.3倍, *小容量不能小于文獻中推薦的容積。其標高須高出所有用熱設備, 包括導熱油輸送管道之*高點1.5 m以上[2]。為降低膨脹槽的安裝高度, 可使膨脹槽內呈微正壓。同時膨脹槽的標高位置, 必須使循環泵吸入口有相當的液柱壓力, 確保循環泵不發生氣蝕現象, 保持正常運行。

2.3 儲油罐

儲油罐應盡可能安裝在系統中*低位置, 以便在發生事故時, 迅速接受系統中的導熱油。其容積應不小于系統工作溫度下整個導熱油系統, 包括設備和管道中導熱油總體積的1.2倍[3]。

儲油罐上有N2管、注油泵來的導熱油進料管、膨脹槽溢流來的導熱油進料管及電加熱器底部來的導熱油排放管。這些管均插入液面以下。插入管管口距罐底距離約20~30 mm。罐上還設有液位、壓力和分析儀表接口。導熱油出口和排凈口設在罐底部。在突然停電時, 膨脹槽內的低溫導熱油將電加熱器內的高溫導熱油置換至儲油罐內。

2.4 油氣分離器

導熱油入口設在氣液分離器中間, 在分離器頂部設氣體出口, 分離器底部設導熱油出口。油氣分離器通常采用立式容器, 分離器直徑為入口管徑的兩倍, 分離器的直筒體高度為分離器直徑的兩倍。

2.5 不銹鋼粉末管過濾器

不銹鋼粉末管過濾器過濾導熱油在系統運行過程中因氧化、過熱等而形成的焦粒、細小固體、膠質物等不溶物。在過濾器進液管上設置孔板流量計, 導熱油流量計前后設有切斷閥, 導熱油流量計旁并聯一帶閥門的管道, 在過濾器的出液管上設置切斷閥。為了觀察過濾器的壓力降, 在進、出液管間設置一組帶有旁路和前后均有切斷閥的手動遙控閥。使用過濾器時, 手動遙控閥有一適當的開啟度, 開啟度大小據流量計所示的流量來確定。確定流量依據為:在不使過濾器壓力降超過允許值 (0.25 MPa) 的前提下, 使整個系統內的熱傳導液能在12~24 h內過濾一次。

2.6 注油泵與循環泵

注油泵一般為齒輪泵, 一臺, 不設備用泵。泵出口壓力大于膨脹槽*高液位至循環泵進料液總管之垂直距離的液柱高度所產生的壓力與膨脹槽內壓力之和。循環泵為屏蔽泵, 一般為兩臺, 期中一臺備用。其輸送能力應按導熱油電加熱器額定流量的1.1倍選取。對設有膨脹槽的熱傳導液加熱系統, 循環泵出口一般不設置止回閥。

3 管道系統設計

管道設計應是完整的, 應在對其熱膨脹量進行計算的基礎上, 確定管道的固定點、非固定點及膨脹伸縮接頭, 在轉向處不應存在淤液死角。管道應有合理坡度, 在*低處應裝設排泄閥門, *高處應設排氣閥。

膨脹槽的安全膨脹管、放空管及儲油罐的放空管公稱直徑需與加熱爐的供熱量相適應。其公稱直徑選取參考國家標準GB/T17410-2008有機熱載體爐[4]。膨脹槽底部的進槽管管徑與循環泵出口管徑相同, 出槽管管徑較進槽管管徑大上等。應根據工程設計中系統的管道壓力降計算結果, 調整上述由經驗值流速確定的管道直徑。

電加熱器導熱油進口管*低點至儲油罐的回液管上, 在靠近加熱爐處應設置雙閥。熱傳導液加熱爐處液管上的安全閥排放管應接至儲油罐進液管的垂直管段上, 在安全閥前后設切斷閥, 以便檢修或更換安全閥, 切斷閥設鉛封開。

4 儀表控制設計

(1) 電加熱器:一般對*高使用溫度的控制是在電加熱器的高溫導熱油輸出管上安裝測溫元件, 并有超溫報警的電控線路, 這樣對溫度實行監控。 導熱油在電加熱器內的流速, 一般用電加熱器上導熱油的進、出管口裝測壓元件測量壓力來予以監測, 并且有電傳訊號到電控柜, 在電加熱器供熱系統調試的時候, 就將確保安全運行的壓力值在儀表上調整確定, 在運行中, 一旦導熱油出電加熱器壓力值高于調定值, 就由警報系統發出“壓力報警”表示系統故障, 流速降低于安全運行必須值, 必須由操作工馬上排除故障, 否則就要停爐、降溫, 使供熱系統停止運行。

(2) 儲油罐:設置壓力指示, 液位指示。

(3) 膨脹槽:設置壓力指示及壓力自動調節, 即由膨脹槽氣相壓力來開啟和調節惰性氣體進氣管的控制閥。 液相設置溫度指示。設置液位指示和低液位報警。通常膨脹槽液位在其1/4~3/4之間, 當液位高于*低液位20~50 mm報警。在膨脹槽底部的進液管或出液管與加熱爐出液管的連通管上設置全開、全關氣動閥。

(4) 不銹鋼粉末管過濾器:在過濾器的熱傳導液進、出口管之間設置差壓指示, 通常*大壓差為0.25 MPa;導熱油進口管上設流量指示, 采用孔板流量計;在導熱油進、出口連通管上設置手動控制閥, 閥的開啟大小應不使過濾器的壓力降超過允許值, 整個系統內的導熱油能在12~24 h內過濾一次。

(5) 導熱油管道系統:熱用戶分散在兩個或兩個車間以上時, 需在各車間的導熱油進液總管上設置流量計, 通常采用孔板流量計;導熱油電加熱器出口總管及進口總管間, 并聯與熱用戶末端設置自動控制閥, 用以流量調節。

(6) 在熱用戶設備上設置測溫點, 用于測量熱用戶的工作溫度。有恒定溫度要求的熱用戶, 在用戶熱傳導介質的進料管上, 設置依據用戶所需的恒定溫度值來自動調節導熱油流量的控制閥。

5 系統布置

總圖布置上, 導熱油系統應盡量靠近熱用戶, 縮短導熱油輸送管道之長度和降低操作費用。在布置上建議如下:

(1) 膨脹槽支座底面必須高出所有用熱設備, 包括熱傳導液輸送管道*高點1.5 m以上。

(2) 儲油罐應盡量放在系統的*低處, 以便能夠放凈系統中所有導熱油。

(3) 熱傳導液加熱爐循環泵注油泵等均應布置在底層。

(4) 循環泵宜靠近熱用戶加熱爐布置, 膨脹槽盡量設置在循環泵上方, 也可設在用戶上方。

(5) 油氣分離器可與膨脹槽設在同一平面, 靠近膨脹槽布置。

6 結論

導熱油加熱系統目前在許多行業都有廣泛的應用, 但國內在導熱油加熱系統設計和應用方面還存在一些問題, 同時這方面系統的設計技術資料, 一般很難搜索到相關信息。通過提供典型的電加熱導熱油系統工藝流程圖。并介紹了系統中的主要設備、管道、儀表控制和系統布置的設計要點。希望通過以上的分析和研究能讓設計人員和工作人員對該系統有一個系統的認識, 以及為設計和技術人員深入研究, 提供一些資料和依據。