3.6.油罐的加热和保温解析
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六节 油罐和槽车的加热保温计算
一、油罐加热器的计算 （一）油罐管式加热器的结构 1、按布置形式分 （ 1 ）局部加热器：布置在油罐内收发油管附近，适用于 粘度小、不会冷却至凝点的油品， 一次发油量不多。 （2）全面加热器：均匀布置在罐内距罐底不高的整个 水平位置上， 适用于短时间要发大量 油品的工况。
2、蛇管式加热器 由一根很长的管子弯曲而成，用15 ~ 50mm 的无缝钢管 焊接而成，中间有少量法兰，用导向卡箍将蛇管安装在 金属支架上。蛇管有一定的坡度。蛇管在罐内均匀分布， 可提高油品加热效果。需要较高的蒸汽压力。 适用条件：经常、长时间连续加热，油品质量对含水 要求严格的油罐。 3、局部加热器 （ 1 ）竖井式 （2）换热器式 （3）箱式加热器
2、按结构分 （ 1 ）分段式加热器 由15 ~ 50mm 直径的无缝钢管焊接而成，便于 安装、拆卸。每一段由2 ~ 4根平行管与两根汇管 连接，横向汇管长度小于500mm ，每组有独立的 蒸汽进口和冷凝水出口。罐外有总蒸汽管和冷凝 水管。 加热管有一定的坡度，便于排除冷凝水。 适用条件：易泄漏，对于含水要求不严格，需 经常调节加热面积的油罐。
如：润滑油 管式加热器的试压： 1）先水试压 2）再蒸汽试压
二、管式全面加热器的加热面积计算 油罐管式全面加热器的加热面积F（m 2）按下式计算： q F t t K0 ( 1 2 t y ) 2 q－单位时间内加热油品所需的总热量，W； K 0－热源通过加热器对油品的总传热系数，W / m 2 ℃； t1－热源进入加热器时的温度，℃； t 2－热源在加热器出口处的温度，℃； t y－罐内油品在加热过程中的平均温度，℃。
n d i 1 1 1 1 ln 1d1 i 1 2i d i 2 d n 1
1－蒸汽向加热器内壁的内部放热系数，W / m 2 ℃；
d i－管子的内外径及计入水垢和油污等在管内外壁 的沉积物后各层直径，m。
i－水垢、管子、油品沉积物导热系数，W / m ℃；
D－加热器管子的外径，m；
t yz t j t ys t j
2
2
则
ty
t yz t ys 2
（2）当
则
t yz t ys ty t j t yz t j ln t ys t j
t ys－油品加热起始温度，℃； t yz－油品加热终了温度，℃； t j－油罐周围介质温度，℃。
3、蒸汽经加热器至油品总传热系数K 0 2i K 0D（t q t y ) 1d1 (t q tb1 ) (tbi tb (i 1) ) d i 1 ln di 2d n （ 1 tb ( i 1) t y ) K0 D 1
15 15℃油品密度， y－
t－油品的定性温度，℃。 d—定性尺寸
参数选取： 参数选取： 参数选取： 定性温度：油品平均温度和加热器外壁温度算术 定性温度：油品平均温度和加热器外壁温度算 术 定性温度：油品平均温 度和加热器外壁温度算 术 定性温度：强制对流换热，取流体温度 平均值。管外温度先假设，然后核算 平均值。管外温度先假设，然后核算 平均值。管外温度先假 设，然后核算 自然对流换热，取流体和换热壁面温度的平均值 是否正确。 是否正确。 是否正确。 定性尺寸：管线内部放 热取内径，外部放热取 外径。 定性尺寸：管线内部放 热取内径，外部放热取 外径。 定性尺寸：管线内部放热取内径，外部放热取外径。 4 、单位时间内加热油品 需要的总热量 4 、单位时间内加热油品 需要的总热量 4、单位时间内加热油品需要的总热量 1 1 q （ Q1 Q Q2)) q q3 1 q （ Q 2 3 q （Q1 1 Q2 ) q3 q 所需要的总热量， W ； q－单位时间内加热油品 －单位时间内加热油品所需要的总热量， W ； q－单位时间内加热油品所需要的总热量，W； Q ，J； Q 1－用于油品升温的热量 1－用于油品升温的热量，J； Q1－用于油品升温的热量，J； Q tys Q11 Gct yz ys yz Q1 Gct yz t ys
1.21 1 1.163 （3400 100v) l
3
1 1值在3500 ~ 11600W / m ℃范围内，数值大， 可忽略。 1d
2
d i 1 1 （2）考虑到d与d n 1差别不大，忽略 ln 的影响 di i 1 2i K0 1 1 R
n
2
R－附加热阻，考虑水垢、油污对传热的影响，m 2 ℃ / W， R的数值可查表。
Q2－融化凝固油品所需要的总热量，J； N Q2 G 100 q3－加热过程中单位时间内向周围介质散失的热量，W； q3 Fi K (t y t j ) N－凝结的石蜡在油品中的含量；
1、t1、t 2的确定 （ 1 ）当冷凝水在加热器不过冷，t1 t 2 q F K 0 (t1 t y )
（2）当冷凝水温度低于饱和温度 q F K 0 (t1 t y )
为过冷系数，可根据表4 - 5选取。
由于饱和水热焓低，冷却放出热量显著减少，一般 不考虑冷凝水过冷问题。
2、油品平均温度t y （ 1 ）当 t yz t j t ys t j
（3） 2的计算 按无限空间自然对流计算
2
Gr
y
d gtd 3
(Gr Pr) n
2
cp ， Pr
、n－系数，取决于Gr、Pr的大小，可查表。 y－油品导热系数
117.5 y 15 （1 0.00054t )
y
c 2.018 0.00322 （t 100）
2－从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，W / m 2 ℃。
（ 1 ）1的计算 由于蒸汽运动速度快，粘度小，流动处于紊流状态， 按紊流强制对流的放热公式计算：
1d Nu 0.0266 RFra Baidu bibliotek 0.806 Pr 是蒸汽导热系数，可查表。
如果有相变，可按下表计算
1
3
温度取进出口平均温度，若冷凝水不过冷，t1 t 2，
一、油罐加热器的计算 （一）油罐管式加热器的结构 1、按布置形式分 （ 1 ）局部加热器：布置在油罐内收发油管附近，适用于 粘度小、不会冷却至凝点的油品， 一次发油量不多。 （2）全面加热器：均匀布置在罐内距罐底不高的整个 水平位置上， 适用于短时间要发大量 油品的工况。
2、蛇管式加热器 由一根很长的管子弯曲而成，用15 ~ 50mm 的无缝钢管 焊接而成，中间有少量法兰，用导向卡箍将蛇管安装在 金属支架上。蛇管有一定的坡度。蛇管在罐内均匀分布， 可提高油品加热效果。需要较高的蒸汽压力。 适用条件：经常、长时间连续加热，油品质量对含水 要求严格的油罐。 3、局部加热器 （ 1 ）竖井式 （2）换热器式 （3）箱式加热器
2、按结构分 （ 1 ）分段式加热器 由15 ~ 50mm 直径的无缝钢管焊接而成，便于 安装、拆卸。每一段由2 ~ 4根平行管与两根汇管 连接，横向汇管长度小于500mm ，每组有独立的 蒸汽进口和冷凝水出口。罐外有总蒸汽管和冷凝 水管。 加热管有一定的坡度，便于排除冷凝水。 适用条件：易泄漏，对于含水要求不严格，需 经常调节加热面积的油罐。
如：润滑油 管式加热器的试压： 1）先水试压 2）再蒸汽试压
二、管式全面加热器的加热面积计算 油罐管式全面加热器的加热面积F（m 2）按下式计算： q F t t K0 ( 1 2 t y ) 2 q－单位时间内加热油品所需的总热量，W； K 0－热源通过加热器对油品的总传热系数，W / m 2 ℃； t1－热源进入加热器时的温度，℃； t 2－热源在加热器出口处的温度，℃； t y－罐内油品在加热过程中的平均温度，℃。
n d i 1 1 1 1 ln 1d1 i 1 2i d i 2 d n 1
1－蒸汽向加热器内壁的内部放热系数，W / m 2 ℃；
d i－管子的内外径及计入水垢和油污等在管内外壁 的沉积物后各层直径，m。
i－水垢、管子、油品沉积物导热系数，W / m ℃；
D－加热器管子的外径，m；
t yz t j t ys t j
2
2
则
ty
t yz t ys 2
（2）当
则
t yz t ys ty t j t yz t j ln t ys t j
t ys－油品加热起始温度，℃； t yz－油品加热终了温度，℃； t j－油罐周围介质温度，℃。
3、蒸汽经加热器至油品总传热系数K 0 2i K 0D（t q t y ) 1d1 (t q tb1 ) (tbi tb (i 1) ) d i 1 ln di 2d n （ 1 tb ( i 1) t y ) K0 D 1
15 15℃油品密度， y－
t－油品的定性温度，℃。 d—定性尺寸
参数选取： 参数选取： 参数选取： 定性温度：油品平均温度和加热器外壁温度算术 定性温度：油品平均温度和加热器外壁温度算 术 定性温度：油品平均温 度和加热器外壁温度算 术 定性温度：强制对流换热，取流体温度 平均值。管外温度先假设，然后核算 平均值。管外温度先假设，然后核算 平均值。管外温度先假 设，然后核算 自然对流换热，取流体和换热壁面温度的平均值 是否正确。 是否正确。 是否正确。 定性尺寸：管线内部放 热取内径，外部放热取 外径。 定性尺寸：管线内部放 热取内径，外部放热取 外径。 定性尺寸：管线内部放热取内径，外部放热取外径。 4 、单位时间内加热油品 需要的总热量 4 、单位时间内加热油品 需要的总热量 4、单位时间内加热油品需要的总热量 1 1 q （ Q1 Q Q2)) q q3 1 q （ Q 2 3 q （Q1 1 Q2 ) q3 q 所需要的总热量， W ； q－单位时间内加热油品 －单位时间内加热油品所需要的总热量， W ； q－单位时间内加热油品所需要的总热量，W； Q ，J； Q 1－用于油品升温的热量 1－用于油品升温的热量，J； Q1－用于油品升温的热量，J； Q tys Q11 Gct yz ys yz Q1 Gct yz t ys
1.21 1 1.163 （3400 100v) l
3
1 1值在3500 ~ 11600W / m ℃范围内，数值大， 可忽略。 1d
2
d i 1 1 （2）考虑到d与d n 1差别不大，忽略 ln 的影响 di i 1 2i K0 1 1 R
n
2
R－附加热阻，考虑水垢、油污对传热的影响，m 2 ℃ / W， R的数值可查表。
Q2－融化凝固油品所需要的总热量，J； N Q2 G 100 q3－加热过程中单位时间内向周围介质散失的热量，W； q3 Fi K (t y t j ) N－凝结的石蜡在油品中的含量；
1、t1、t 2的确定 （ 1 ）当冷凝水在加热器不过冷，t1 t 2 q F K 0 (t1 t y )
（2）当冷凝水温度低于饱和温度 q F K 0 (t1 t y )
为过冷系数，可根据表4 - 5选取。
由于饱和水热焓低，冷却放出热量显著减少，一般 不考虑冷凝水过冷问题。
2、油品平均温度t y （ 1 ）当 t yz t j t ys t j
（3） 2的计算 按无限空间自然对流计算
2
Gr
y
d gtd 3
(Gr Pr) n
2
cp ， Pr
、n－系数，取决于Gr、Pr的大小，可查表。 y－油品导热系数
117.5 y 15 （1 0.00054t )
y
c 2.018 0.00322 （t 100）
2－从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，W / m 2 ℃。
（ 1 ）1的计算 由于蒸汽运动速度快，粘度小，流动处于紊流状态， 按紊流强制对流的放热公式计算：
1d Nu 0.0266 RFra Baidu bibliotek 0.806 Pr 是蒸汽导热系数，可查表。
如果有相变，可按下表计算
1
3
温度取进出口平均温度，若冷凝水不过冷，t1 t 2，