強化設(shè)備保溫 降低熱量損耗

1、強化設(shè)備保溫 降低熱量損耗    關(guān)鍵詞:保溫 節(jié)能 我公司工藝管道及設(shè)備的保溫基本上采用保溫層加保護(hù)層的保溫方式,保溫層采用硅酸鹽板、硅酸鹽塊、巖棉板等材料,保護(hù)層采用鍍鋅鐵皮。閥門保溫采用硅酸鹽板加鐵皮保護(hù)罩,或者采用稀土抹面工藝進(jìn)行保溫防護(hù)。從保溫效果來看,大部分設(shè)備及工藝管道保溫效果良好,表面溫度在30-60,但個別高溫部位,不便施工的部位,保溫銜接部位,其保溫表面溫度較高。 一常壓裝置初餾塔、常壓塔、轉(zhuǎn)油線、熱聯(lián)合管線、換熱器管箱及浮頭法蘭保溫連接處、稀土抹面閥門、加熱爐對流段墻體(襯里)、空氣預(yù)熱器外表面(襯里)等部位都不同程度的存在保溫過熱

2、現(xiàn)象,個別點可以達(dá)到120-180。上述情況的存在,是裝置能量損失的一部分,如果把上述保溫過熱點消滅掉,對于裝置能耗的降低將具有重大貢獻(xiàn)。 1 保溫效果對能耗的影響 1.1 一般情況下設(shè)備及工藝管線保溫絕熱層表面溫度按下式計算: 當(dāng)100當(dāng)200當(dāng)250當(dāng)350式中:tf-流體溫度;ts-保溫絕熱層表面溫度;t-保溫絕熱層環(huán)境溫度; 1.2 保溫表面溫度降低對裝置能耗的影響: 以換熱器為例: E1021/1:初底油/常渣換熱器; 型號為:BES1200-4.0-375-6/25-6; 換熱器外表面積由下式計算: S=DL 2R1L1 R12 2R2L2 R22 式中:D=1.2 換熱器筒體直徑

3、;L=6 換熱器筒體長度;R1=0.6 換熱器管箱直管段直徑;L1=0.377 換熱器管箱總高;R2=0.65 換熱器封頭直管段直徑;L2=0.4 換熱器封頭總高度。 以上公式是將換熱器整體作為一個圓柱體進(jìn)行計算的。 初底油/常渣換熱器 E1021/1換熱器外表面積:S=3.14×1.2 ×6 2×3.14×0.6×0.377 3.14×0.62 2×3.14×0.65×0.4 3.14×0.652=28.12M2 核算的基本條件:原油加工量:300萬噸/年,其中俄油50萬噸/年;年運行時間:3

4、65天;生產(chǎn)方案:-35#/0#柴油生產(chǎn)方案;初底油收率:92%;初底油流量:W1=300×104×0.92/365=7562T/d;常底油收率:70%;常底油流量:W2=7562×0.7=5293T/d;初底油入口溫度:255;初底油出口溫度:275;常底油入口溫度:315;常底油出口溫度:280。 由上述數(shù)據(jù)可以計算出 初底油定性溫度:tm1=0.4th1 0.6tc1=0.4*275 0.6*255=263 常底油定性溫度:tm2=0.4th2 0.6tc2=0.4*315 0.6*280=294 定性溫度下流體物理常數(shù) 常底油熱負(fù)荷: Q2=W2×

5、;cp2×(T21-T22) =5293/2*103/24/3600*2.5*103*(315-280) =2.68*106W 初底油吸收的有效熱負(fù)荷: Q1=W1×cp1×(T12-T11) =7562/2*103/24/3600*2.3*103*(275-255) =2.013*106W 換熱器的熱損失為:Qf=Q2-Q1=(2.68-2.013)*106=0.667*106 W E1021/1的換熱效率為:=Q1/Q2=2.013/2.68=0.75 經(jīng)實測換熱器保溫平均表面溫度為: 筒體62;管箱34;封頭60;法蘭連接處90 取換熱器保溫表面平均溫度為:

6、60。 若使換熱器保溫表面平均溫度下降10, 則換熱器的熱損失減少通過下式計算: 換熱器外表面積S=28.12m2 空氣的導(dǎo)熱系數(shù)=15w/m2 換熱器表面溫度差t=10 換熱器的熱損失減少:Q0=St=15*28.12*10=0.0042*106w 換熱器保溫外表面溫度降低10時, 其換熱效率為:1=(0.0042 2.013)/2.68=0.7527 換熱效率提高了2=0.7527-0.75=0.0027=0.27% 換熱器保溫外表面溫度降低10時,初底油換熱溫度通過下式計算:Q1 Q0=W1*cp1*(T12-T11) 2.013*106 0.0042*106=7562/2*1000/2

7、4/3600*2.3*1000*(T12- 255) 2.0172*106 =100651.62T12-25666163.19 T12=275.041 既換熱器保溫表面溫度降低10,初底油換熱后溫度提高為: 275.041-275=0.041 在實際運行中E1021/1、2與E1022/1、2為常底油與初底油兩路并聯(lián)換熱器,初底油總量為7524T/d, 若:E1021/1、2與E1022/1、2保溫外表面同時降低10 則:初底油換熱溫度提高T=0.041*2=0.082 加熱爐原入口溫度T1=306 , 熱焓H1=186kcal/ ; 提高后的加熱爐入口溫度T1=306.082 , 熱焓H1=

8、186.06kcal/ ; 焓值升高 H=H1-H1 =186.06-186=0.06kcal/ 初底油增加的熱量為Q: Q =W1×H=7562×103÷24×0.06 =1.89×104 kcal/h 節(jié)約燃料放出的熱量為Q燃: Q燃=Q有/ 式中:Q有=Q=1.89×104kcal/h =90%(加熱爐熱效率)        Q燃=Q有/=1.89×104/0.9=2.1×104kcal/h; 標(biāo)準(zhǔn)燃料用量為B標(biāo): 按照標(biāo)準(zhǔn)燃料的

9、熱值H標(biāo)=10000Kcal/Kg, B標(biāo)= Q燃/H標(biāo)=2.1×104/104=2.1kg/h 每日節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)燃料:B標(biāo)日=B標(biāo)×24=2.1×24=50.4kg; 可以降低能耗:H0=B標(biāo)日/W日=50.4/8219=0.0061kg標(biāo)油/T原油; 即每一臺換熱器保溫外表面溫度降低10,能耗可下降H1= H0/4=0.0061/4=0.0015kg標(biāo)油/T; 一常壓裝置有熱油換熱器60臺,如果保溫外表面溫度均降低10,同時由于換熱器介質(zhì)溫位不同,換熱器規(guī)格不同,所以下列計算取熱容量的70%: 每日加工原油8219噸,可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)燃料為W3: W3=8219*H2=

10、8219*0.063=0.51T標(biāo)油/日 燃料氣的系數(shù)為0.86,折合燃料氣量為W4: W4=W3/0.86=0.51/0.86=0.59T/日 每年可節(jié)約燃料氣量為W5:W5=W4*365=0.59*365=215T/年 燃料氣單價為1400元,年節(jié)約燃料費為F: F=W5*1400=215*1400=30.1萬元 通過上述數(shù)據(jù)可以說明,保溫效果的好壞,對裝置能耗有較大影響。 將投入和收益對比,可以得出如下結(jié)論:提高保溫效果,有效節(jié)約能源,可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。 2 關(guān)于日常維修中的保溫維護(hù) 2.1 在日常維修中,由于設(shè)備及工藝管線的局部維修、改造會造成保溫缺失和損壞,在這種情況下要及時進(jìn)

11、行維修和修補,避免由于保溫的缺失,而造成能量的不必要浪費。 2.2 在保溫的維修和修補過程中,要保證施工質(zhì)量。對于使用硅酸鹽板、巖棉保溫材料的部位要包裹嚴(yán)密,壓縫施工,捆扎牢固,必要時掛鐵網(wǎng),對于使用硅酸鹽瓦塊保溫材料的部位,要對接嚴(yán)密,砌筑牢固,縫隙要用保溫稀料溝縫,保證保溫質(zhì)量。保護(hù)層要美觀、耐用、雨水不能滲入保溫層,真正起到保護(hù)層的作用。 3 關(guān)于裝置保溫的幾點看法 3.1 工藝管線和設(shè)備保溫質(zhì)量,是設(shè)備能夠良好運行的重要技術(shù)指標(biāo),他涉及到設(shè)備的設(shè)計、施工、維護(hù)、維修等不同階段。在各個不同的階段中,都要尊重科學(xué)、嚴(yán)細(xì)認(rèn)真、不折不扣的做好每一項工作,才能在不同階段保證你所作的工作是符合規(guī)范

12、要求。 3.2 在裝置長期運行的情況下,往往一次較大的投入,可以使裝置運行取得中長期的宏觀效益。我們要開闊視野,要接受新事物,使用新技術(shù)、新材料,在此過程中,選擇保溫性能較好的保溫材料,使用較先進(jìn)的施工方法可以收到事半功倍的效果。 3.3 2005年一常壓換熱流程優(yōu)化工藝改造過程中,將換熱器管箱保溫更換為整體保溫,目前其表面溫度僅為30-40,保溫效果良好,但是換熱器筒體保溫、大浮頭保溫、筒體與管箱、筒體與大浮頭的連接法蘭保溫仍采用硅酸鹽板上鐵皮的方式,其表面溫度為40-60,其連接部位溫度可達(dá)到120-180,損失較大。我們能否考慮投入一部分資金,選擇溫位較高的換熱器,制作整體保溫的嘗試,整

13、體保溫應(yīng)該是能夠分體拆卸的,連接部位密封要嚴(yán)密,其表面溫度應(yīng)不大于30,這樣作對于今后的設(shè)備檢維修、壓力容器檢測、設(shè)備試壓,都會帶來較大方便;同時又能夠最大限度的降低熱損失,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 3.4 對于設(shè)備及工藝管線表面溫度較高,但目前不具備維修條件的,要積極準(zhǔn)備,制定維修方案,利用檢維修的機會進(jìn)行處理,力求取得較好效果。例如加熱爐對流段墻體、空氣預(yù)熱器外表面等部位,都應(yīng)是我們重點考慮的對象。 3.5 對于閥門保溫,目前采用的稀土抹面工藝,存在很多缺點;首先,保溫效果不好,高溫閥門保溫后的表面溫度均在60以上,第二,閥門螺栓在稀土抹面長期保溫的情況下,腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重,當(dāng)法蘭出現(xiàn)泄漏時,緊固處理將很困難。因此選擇一