第六章 油品的加热与保温

第四章油品的加热与保温

【课时安排】

【教学目标】

【教学内容】

【教学重点】

【教学难点】

【教学过程】

第一节油品的加热目的和方法

国内原油凝点普遍较高，粘度大，常温下流动性差，因此炼油厂原油储运系统必须进行加热和保温工作。同时炼油厂的重质石油产品和装置中间产品，如燃料油、重柴油、农用柴油、润滑油、催化原料、减压侧线油等也都需要加热、保温，以利于油品的储运系统高效安全运行。

一、油品加热的目的

①油品加热降低粘度，加快石油装卸作业，缩短油品的装卸时间，提高油罐车周转效率。

②降低输油管道的流动摩擦阻力，节省机泵输出功率，提高输油泵效率，改善机泵运行条件。

③加热使原油净化处理工艺效率提高。在炼油厂中原油脱盐、脱水工艺常需要添加高效破乳剂和在高压电场下操作。而原油的加热温度也是处理系统的关键参数。

④储油罐的加热保温有利于油品质量的保持和输转工作。

⑤加热有利于油品调合工艺，尤其是使用添加剂时更为明显。炼油厂各种牌号润滑油主要通过调合工艺生产。

二、油品加热方法

目前油品加热常用载热工质，如水蒸气、热水、热油、热风、热载体及电热丝等。各种传热工质都有各自的优缺点。选择加热设备方案时要作细致分析比较。国内炼油厂油品加热以水蒸气为主要热源。它具有焓值高、生产方便、管道输送、加热效率高等优点，生产中安全可靠，应用很普遍。热水也可以用来加热油品，只是它的热焓值较低加热效果差，常用于住宅取暖或废热回收方面。

①水蒸气加热油品分直接加热和间接加热两种。前者加热速度快，但油中含水增大，间接如热是炼油厂普遍采用的方法。图6—1为某油罐区内油罐，输

油管加热与保温工艺流程。主蒸汽一方面供油罐加热，另一方面通过阀组供伴热管线维持管网畅通。

②热油喷洒加热技术，是油品直接加热形式，它由储油罐、油泵、加热器组成。省去了中间热载体，同时储油罐内也省去了加热器。冷油经泵输入加热炉，热油在储油罐内喷洒与冷油混合，一个储油罐油品通过热油循环逐渐提高油的温度，这种油罐加热方式免除了水蒸气盘管在罐内损坏带来隐患。国内几个原油库，输油首站曾使用这套工艺流程。取得一定效果。该流程不足之处是需要配置加热炉和循环泵，也给管理上增大工作量。

③热媒加热油品是采用某种热媒介质作传热工质，在专用热媒炉内加热到一定温度进入换热器与冷油换热，使油温上升。

热媒是化学性质稳定的液体，不易冻结，高温时蒸气压较低，不结焦，腐蚀性小，粘温特性理想。国内外管道加热系统中推广使用取得良好效果。

④油品的电加热采用电能对油品加热通常有3种形式：

a. 电阻式加热器；

b. 电感应式加热；

c. 红外线加热。

电加热代表一种发展趋势，它具有操作简便、热效率高、容易控制等优点，目前用于小容器和油罐车。制约油品电加热方法推广的主要因素是安全防火和电力供应间题。

蒸汽盘管加热器的综合热效率很低，约为15％以下，可从燃料热值经过锅炉热转换、辅助机械能耗、水处理耗能及蒸汽管道热损等4项折算。我国有效热能仅只15％。加上系统运行、维修管理工作有一定难度，也促使油品电加热技术的发展。

国内已试验成功300m“拱顶原油罐电加热技术，图6—4为油罐电加热棒系统安装图。罐内安装 3 根电加热棒和测温点，它们都设置在最低液面之下，防止加热棒在气体空间暴露。电控制箱可设罐区外，通过电缆实现远距离自动控制。

φ无缝钢管，端头封死，棒内采用国内最新MI 电加热棒。棒壳是mm

5

108⨯

电缆作发热元件，发热部位深入油品之中，有足够散热面积，原油可以加热到65℃，每根加热棒功率8kw 。罐体上预装短节，罐底设支架，实现加热器水平装配联接。

据资料介绍电加热投资费用只有蒸汽盘管投资费用的1/3，年管理费用可节省一半。对独立性油库来说，用电加热取代锅炉、水蒸气系统，既节省了能源消耗，又净化了油库环境卫生，也有利于消防工作。

由此可见，油品电加热技术能促使储运工艺向高新方向发展。为实现计算机网络自动化管理打下物质基础。

第二节 炼油厂储运过程中的油品温度

炼油厂运销系统储油罐外壁装有保温层，内部安有加热器盘管，以防原油、重质成品油冻结。向外发油时提前加热到输油温度以保泵的吸入和管道散热。期间油品温度变化过程是自然冷却、保温储存、加热升温等过程。

对于无保温层油罐自然冷却过程如图6—6所示，油温从1y t 降至凝点2t ，罐内开始凝结油放出结晶潜热。罐内保持结晶温度，当罐内油完全凝后油温开始继续下降，接近大气温度j t 。

对炼油厂有保温层储油罐油温变化如图6—7所示，从装置输来油（温度1y t ）进罐，在罐内逐渐降到2y t ，即储油温度。AB 曲线表示冷却过程，BC 线段表示保温过程，CD 线段代表油罐加热过程，油温从2y t 上升到yz t 。油品加热终了温度yz t 是根据加热作业目的来确定。如果加热是为了输转油品则yz t 可取高于凝点5—10℃。国内含蜡原油常取50~60℃，重柴油30~40℃, 对燃料油、渣油及润滑油等加热温度参考表6—1、表6—2和表6—3。

油品加热工艺计算

油品加热过程的定量计算主要问题是分析油品冷却规律，掌握油罐保温、加热升温时加热器尺寸计算方法。

油罐油品冷却规律： 设油罐内油品温度从1

y t 冷却到

2

y t ，周围大气温度j t

，散出热量导致油温下

降，热平衡方程

Gcdt dQ -= （1）

G ——油罐里油品质量，kg ；c ——油品比热熔，()C kg J

⋅

在τd 时间内向大气散热量dQ ，于是

()τd t t KF dQ j y -= （2）

由于式（1）和（2）相等，移项积分