一种冬季铁路油罐车卸油蒸汽加热讨论及热量补充装置的设计
一种适用于油船货油加热、保温的装置设计
一种适用于油船货油加热、保温的装置设计尚国飞;吴文锋;郭志鹏【摘要】针对传统的蒸汽盘管加热货油消耗大、效率低的问题,通过分析前人进行微波加热货油理论的模拟,设计了一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置,通过主控制箱体和智能芯片控制使该装置在加热货油过程中,达到货油加热温度准确、效率高、持续保温的要求.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P100-101)【关键词】微波;货油;蒸汽与微波复合加热【作者】尚国飞;吴文锋;郭志鹏【作者单位】浙江海洋大学,浙江舟山316000;浙江海洋大学,浙江舟山316000;浙江海洋大学,浙江舟山316000【正文语种】中文【中图分类】U6940 引言在油船运输货油的过程中，由于货油黏度较大、倾点较高等因素，会导致货油在运输过程中不容易卸载。
为保证货油正常卸载，保证货油的流动性[1]，需要对其进行加热。
在当今货油运输的行业中，货油的加热方式主要通过蒸汽盘管进行加热，这种加热方式存在加热时间长、加热不稳定、效率不高、易损坏等缺点，不能达到节能减排的需要。
微波进行货油加热的机理是微波对于原油属于吸收波，当微波进入到原油中时，会引起分子的极化，做无规则的高速运动，相互摩擦产生热量。
相当于货油中有一个“内热源”，通过不断消耗微波能量，达到加热货油的目的[2]。
对此本文引进了一种新的微波加热与蒸汽进行复合加热，设计出一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置。
1 加热装置的结构设计一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置主要结构如图1所示，主要结构包括加热油箱主体1、微波加热装置4、主控制电路系统16。
加热油箱主体1上设有油箱2，油箱的顶部一角处设有油泵7，油箱的一端侧面设有主控制箱6，油箱的另一个侧面设有蒸汽循环管3，蒸汽循环管之间设有微波加热装置4，蒸汽循环管的一端设有循环气泵5，蒸汽循环管的另一端与循环气泵5相连，循环气泵的一个侧面设有散热蒸汽接入端口15。
一种油罐恒温装置的制作方法
一种油罐恒温装置的制作方法本实用新型涉及一种恒温装置，具体地涉及一种通过蒸汽尾气加热的油罐恒温装置。
1、背景技术：植物油是我们每日生活的必需品，植物油的品质受很多因素的影响，因此良好的储藏对植物油来说是非常重要的。
植物油易受光线、空气及温度的影响被氧化，从而发生酸败，使植物油的营养价值降低，感官性状恶化。
同时，酸败的过程会产生对人体有害的过敏氧化物、自由基等成本，可导致人体组织器官的衰老、诱发肿瘤及心血管多种疾病。
油罐恒温系统，由于要保证油脂需要随时使用，所以，这些油脂需要随时保持温度。
而且植物油如果温度偏高，将影响产品的保存期，导致产品裂化，得率降低。
2、技术实现要素：本实用新型的目的是：提供一种可以解决以上所述问题的油罐恒温装置，通过蒸汽尾气加热，废物利用，节能环保。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：一种油罐恒温装置，包括自来水管道、蒸汽尾气管道、油罐组、温水罐以及温控仪，所述自来水管道与温水罐相连，所述蒸汽尾气管道与温水罐相连，所述温水罐内设置有喷射器，所述油罐组包括上油罐组和下油罐组，所述上油罐组由多个并列的上油罐组成，所述下油罐组由与上油罐一一对应的下油罐组成，所述上油罐和下油罐之间设置有抽水泵，所述抽水泵通过管道与温水罐相连。
作为优选，所述上油罐和下油罐的底部均设置有盘管，所述盘管与管道相连。
作为优选，所述温控仪分别与温水罐和蒸汽尾气管道相连。
作为优选，所述油罐组和温水罐均和控制室相连。
作为优选，所述油罐组设置有多个，所述油罐组通过管道并联设置，所述管道一端与温水罐相连，另一端与控制室相连。
本实用新型的有益效果为：这种油罐恒温装置通过车间的蒸汽尾气加热温水罐，然后温水系统循环通过盘管在每个油罐之间进行并列循环，使得储油罐内的油液温度能够始终达到恒温的效果；蒸汽尾气的再利用，可以降低能源损耗，减少浪费；而且该装置安全可靠，使用成本低且效果良好。
附图说明图1为本实用新型一种油罐恒温装置的结构示意图；图2为本实用新型盘管的结构示意图。
一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置[实用新型专利]
![一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e8a94f25da38376bae1faeb6.png)
专利名称：一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置
专利类型：实用新型专利
发明人：郭志鹏,吴文锋,卢金树,尚国飞,童可明,许博位
申请号：CN201720577401.2
申请日：20171108
公开号：CN206782017U
公开日：
20171222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置，包括加热油箱主体、微波加热装置、主控制电路系统，在加热油箱主体上设有油箱、正气循环管、微波加热装置、循环气泵、主控制箱、油泵、谐振腔、阳极、阳极腔、阴极腔、扇形铜质圆筒阳极、微波输出端口、散热环、散热蒸汽接入端口，在加热油箱主体的内部设有主控制电路系统，在油船运输中，由于货油具有粘度高、倾点高等特点，为保证原油的顺利卸载，将货油从油箱中运输出去的过程中，通过微波与蒸汽对货油进行加热以降低其粘度，进而提高货油的流动性，方便其运输和驳运。
申请人：浙江海洋大学
地址：316022 浙江省舟山市定海区临城街道海大南路1号
国籍：CN
代理机构：上海精晟知识产权代理有限公司
代理人：冯子玲
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一种过热蒸汽加热导热油的装置的制作方法
一种过热蒸汽加热导热油的装置的制作方法过热蒸汽加热导热油的装置是一种利用蒸汽对导热油进行加热的装置，主要用于工业生产中的热油加热过程。
以下是一种制作过热蒸汽加热导热油装置的方法：1.设计装置的结构和尺寸首先，需要根据使用要求和工艺参数，设计装置的结构和尺寸。
装置主要由进汽口、出汽口、进油口、出油口、水位指示器、温度传感器等组成，其中进汽口和出汽口与蒸汽供应系统相连，进油口和出油口与导热油回路相连。
2.制作装置的主体结构使用合适的材料，如碳钢或不锈钢，制作出装置的主体结构。
可以选择焊接或铆接的方式进行组装。
确保装置的结构紧固牢固，并且能够承受高温和高压条件。
3.安装和调试进汽口和出汽口将进汽口和出汽口焊接或螺纹连接到装置的主体结构上。
确保连接的紧密度和密封性。
在出汽口处安装压力表和安全阀，以监控和控制蒸汽的压力。
4.安装和调试进油口和出油口将进油口和出油口焊接或螺纹连接到导热油回路管道上。
确保连接的紧密度和密封性。
在出油口处安装温度传感器，以监控和控制导热油的温度。
5.安装水位指示器和液位控制装置在装置的主体结构上适当位置处，安装水位指示器和液位控制装置。
水位指示器可以用于检测装置内部的水位情况，液位控制装置可以用于控制进汽口供应蒸汽的水位。
6.进行系统调试和试运行完成装置的组装后，进行系统调试和试运行。
检查各接口处的紧密度和密封性，检查水位指示器和液位控制装置的正常工作。
逐步增加蒸汽供应的压力和导热油的流量，观察和记录装置的工作情况。
7.完成安装和使用文档根据装置的实际情况，完成安装和使用文档。
包括装置的结构图、接口尺寸、工艺参数、操作方法、维护保养等内容。
确保操作人员能够正确、安全地使用装置。
制作过热蒸汽加热导热油装置需要仔细进行设计和制作，确保装置的结构紧固、连接紧密，能够承受高温和高压条件。
在进行试运行前，要进行系统调试，确保各部件的正常工作。
完成后，还需编写安装和使用文档，以便操作人员正确、安全地使用装置。
一种冬季铁路油罐车卸油蒸汽加热讨论及热量补充装置的设计
Ｑ 油 品升温所需热量计算公式 ：
Ｑ ｌ ＝ Ｇ Ｉ Ｃ （ ｔ ２ 一 ‘ ）
式中 ：Ｇ 。 一罐 内油 品质量 ，Ｇ １ ７ 型载重 约 ６ ３吨： ｔ ｚ 一加热终 了油品温度 ，以 ５ ｏ ｏ ｃ￣ 出管体外为 限； ｔ ｔ 一加热初始油品温度，近似为现场外部环境温度一 ２ ０ ￣ Ｃ； ｃ 一原料油比热容，２ ． ０ Ｘ ｌ Ｏ ｋ ｊ ／ ｋ ｇ・℃； 由上述转化为罐车升温所需蒸汽量 ， ０ ． ５ Ｍ ｐ ａ 条件 下按照蒸汽焓
下 ：
ｎ 一【 ＋ ＋ Ｊ ／
一 ／ｔ
一
图 ｌ加热装置加热
’
式 中：Ｑ 一罐车加热所 需热 量 Ｑ 一油 品升温所需热量 Ｑ 一加热过程损失 的能量 Ｑ ｓ 一 蒸汽排 向大气所 带走 的热量 ｔ 一 加 热 所 需 的 时间 由于蒸汽排 管加 热是置 于油品 中心 由内向外加 热，所以在整个
本装置为低压罐体结构， 由罐体、蒸汽出入 口，支撑结构及加 热装置构成 。罐体竖直安装：蒸汽低进高出 ；罐 内安装支撑管，支 撑管 （ 棒 ）上套装一定数量的折流板 以减缓蒸汽流 速，延长蒸汽 加 热时间，增大热传导面 积。本 装置可 认为是一个简单的换热器。 ３ 讨 论 本装置的设计思路为 ：加热 方式采 用涡流效应 加热，在罐体外 壁缠绕线圈 ，通过 电磁控制器现场工业用交 流电整流 变成 高频高电 压 直流电，在高频高压 电流流过线 圈会产生 高速变化 的交 变磁场， 当磁场 内的磁力线通过导磁性金属材料 时会在金属管壁 内产 生无 数 的小涡流，使金属材料本身 自行高速发 热，从而达 到加热金属材料 筒内蒸汽介质，支撑管 （ 棒 ）也为金属材料 ，因此 由管外 壁和支撑 管均在磁场 作用 下发热，形成复合加热场 ，可提 高蒸汽加 热温度 。 罐体 的外形尺寸 、折流板的数量、支撑管的数量将根据现场蒸汽 需 求量 进 行 调整 。 在没有蒸汽供应 系统场地 ， 本 装置在进 口端 设置水汽 喷雾装 置， 将水喷进罐 内，通 过管体 加热将水加热为饱和蒸汽 ，同时保证产生 的蒸汽有一 定流量 ，这 该系统可成为一个小型 的蒸汽发生器 。现场 装置 的使用应符合罐车加热排 管耐压及排水要求 （ 下转 第 ２ ６ ７页 ）
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一种冬季铁路油罐车卸油蒸汽加热讨论及热量补充装置的设计
【摘要】根据热平衡关系，导出了简易的罐车油品卸车加热用蒸汽耗量的计算方法，讨论了影响加热的因素，并根据讨论计算得出的数据与经验套用的数据作了对比。
同时设计了一种涡流加热蒸汽加热装置，有效的补充现有场站蒸汽产量不足的现象。
【关键词】罐车卸油；蒸汽耗量；涡流加热
引言
目前国内许多炼油厂、储油站的原料油及成品油出入仍采用铁路罐车运输。
冬季在铁路运输原油过程中，由于运输站线大、时间长，油品进入厂区后往往凝结在一起无法自动卸下，现有场站多采用蒸汽加热方式进行油品降粘，例如渣油升温到50℃、重柴油30℃，原油20℃以上等才能保证油品以自重顺利卸出。
但随着铁路罐车升级、载重量加大，场站现有蒸汽供应设备多出现蒸汽气供应量不足，导致热量损失加大，加热时间延长，导致因卸油时间超过铁路部门要求造成罚款，每年均会给一些企业造成不小的经济损失。
本文就现有蒸汽供给进行了分析讨论，给出了一种简易计算方法，并设计了一种蒸汽加热装置，对现场蒸汽装置产量不足或部分油库缺乏相应供热装置，希望可以为一些生产企业提供帮助。
1 冬季粘油凝结原因讨论
以某一炼油厂卸油站现有条件为例，我们进行了现场温度测量和数据计算，并针对现有外部蒸汽产能进行了分析：
现场原料油为渣油，采用G17B型罐车运输。
外部蒸汽供给的热量主要消耗在三个部分：一部分供给原油，另一部分散失到空气中。
油品得到的热量消耗在三个方面，一部分通过罐车加热排管供给油品升温，热量设为Q1，另一部分是蒸汽经出口排向大气所含热量Q2，最后一部分是维持油温，补充向外界散失的热量Q3。
根据以上讨论可分析热平衡过程，可以得出下列单位时间内的热平衡方程：
式中：Q—罐车加热所需热量
Q1—油品升温所需热量
Q2—加热过程损失的能量
Q3—蒸汽排向大气所带走的热量
t—加热所需的时间
由于蒸汽排管加热是置于油品中心由内向外加热，所以在整个加热过程中，特别是在较长的加热初始阶段，油品通过油罐车罐壁向外散失的热量很少，同时由于常压渣油所含石蜡等成分较少，我们计算中忽略不计，为简化计算起见，本设计忽略这部分热量损失计算时我们综合考虑将此部分损失和蒸汽出口损失合并考虑；因此上式可简化为：
Q1油品升温所需热量计算公式：
式中：G1—罐内油品质量，G17B型载重约63吨；
t2—加热终了油品温度，以50℃排出管体外为限；
t1—加热初始油品温度，近似为现场外部环境温度-20℃；
C—原料油比热容，2.0×103kj/kg·℃；
由上述转化为罐车升温所需蒸汽量，0.5Mpa条件下按照蒸汽焓值计算有：
其中：蒸汽入口温度为0.5Mpa压力下饱和蒸汽150℃；为150℃水蒸气焓值；为100℃饱和水蒸气焓值。
Q2蒸气排向大气损失的热量：
由上式可知，Q2与气分的质量及焓值有关，由饱和蒸汽及水焓值比例折算，因此在后面的热量计算中增加10%富裕量，作为补偿替代Q3。
因此有：
经计算分析和一般管道流量进行比对，确定影响蒸汽加热速率的主要因素主要与蒸汽量有关，蒸汽是否过热对于热量的影响很小。
针对厂区现有条件，卸油工位处于蒸汽供应最末端，温度仅为120℃以下，气源不足，且温度下降较大。
我们提出的解决方案主要以现有蒸汽罐车加热系统的改造升级。
2 辅助蒸汽过热装置的设计
解决现场问题的基本思路就是保证蒸汽供应，单独为卸油供热。
同时，由于现有厂区供汽条件无法大面积进行设备改造，我们对此采用在设备上加装部分装置，给蒸汽加热提温，使蒸汽饱和乃至稍微过热，提升蒸汽温度60℃左右达到0.5Mpa饱和温度180℃左右，使蒸汽携带的热量增大，已达到清洁快速升温的效果。
其结构图如下：
1.罐体
2.折流板
3.蒸汽进口
4.蒸汽出口
5.线圈层
6.支撑管
图1 加热装置加热
本装置为低压罐体结构，由罐体、蒸汽出入口，支撑结构及加热装置构成。
罐体竖直安装；蒸汽低进高出；罐内安装支撑管，支撑管（棒）上套装一定数量的折流板以减缓蒸汽流速，延长蒸汽加热时间，增大热传导面积。
本装置可认为是一个简单的换热器。
3 讨论
本装置的设计思路为：加热方式采用涡流效应加热，在罐体外壁缠绕线圈，通过电磁控制器现场工业用交流电整流变成高频高电压直流电，在高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属管壁内产生无数的小涡流，使金属材料本身自行高速发热，从而达到加热金属材料筒内蒸汽介质，支撑管（棒）也为金属材料，因此由管外壁和支撑管均在磁场作用下发热，形成复合加热场，可提高蒸汽加热温度。
罐体的外形尺寸、折流板的数量、支撑管的数量将根据现场蒸汽需求量进行调整。
在没有蒸汽供应系统场地，本装置在进口端设置水汽喷雾装置，将水喷进罐内，通过管体加热将水加热为饱和蒸汽，同时保证产生的蒸汽有一定流量，这该系统可成为一个小型的蒸汽发生器。
现场装置的使用应符合罐车加热排管耐压及排水要求。
4 结论
（1）罐车冬季卸油影响蒸汽加热速率的主要因素主要与蒸汽量有关；
（2）本文中设计的加热装置简单实用，可根据不同场合进行改装。
参考文献：
[1]吴所焕，王汉平，马二龙.关于原油罐车卸车加热蒸汽耗量计算方法的探讨.内蒙古石油化工.
[2]张福君，张明宝.蒸汽过热器设计改进措施和制造要求.锅炉制造，2006（1）.
[3]王松汉.石油化工设计手册.化学工业出版社.2002（1）.。