工业导热油系统设计及其在印染厂的应用分析

工业导热油系统设计及其在印染厂的应用分析摘要:介绍了导热油供热系统的主要设计原理及其特点,分析了供热系统工艺流程和重点注意事项,通过介绍导热油供热系统在某印染厂的实际应用,提出了工程设计应注意的问题,可供为同行业设计导热油系统提供参考。

关键词:导热油系统设计供热

导热油加热炉是一种直流式特种锅炉,亦称有机热载体炉,俗称热油炉,是一种环保型节能装置。它主要通过燃油方式提供热量,以导热油为载热体,以闭路循环的方式连续供热。由于利用导热油加热与利用蒸汽加热相比较具有热效率高、传递热量均匀、控制温度准确、操作压力低及加热快速等特点,因此被广泛应用于石油、化工、医药、轻纺、机械、建材等行业。

1 系统设计原理及特点

图1是珠海某印染厂的导热油加热系统,该系统即为典型的导热油加热系统,由导热油加热炉、循环油泵、齿轮油泵、储油灌、膨胀罐(箱)、缓冲罐、油气分离器等组成。

管道运行前,导热油通过齿轮油泵将导热油送入导热油管道系统。运行时,开启循环油泵,导热油经过导热油炉加热,加热后的导热油去往用换热设备,用换热设备得到热量,导热油降温后通过回油管进入

油气分离器,经油气分离器后,导热油回油至循环油泵,如此循环达到正常供热。若遇特殊情况,如导热油压力过高时,可通过导热油炉出口处安全阀泻压。

正常运行的循环管路流向是导热油经循环油泵至导热油炉,导热油加热后送往用热设备,经用热设备后,导热油经回油管至油气分离器,经油气分离后至循环油泵。其它设备、管道均为辅助系统。油气分离器分离的气,通过膨胀管进入缓冲罐,经缓冲罐后排入膨胀罐,膨胀罐的气体排至大气。冷油管的作用是,遇特殊情况时,如停电时,导热油通过冷油管排至储油罐。

2 工程应用

珠海某印染厂为满足生产要求,将其导热油供热系统进行了改造,其系统构成主要包括2台燃生物质有机热载体炉,型号为YLW-10500 T,供热量Q为10500 kW,供油压力P为0.8 MPa,供油温度t为320 ℃,介质循环流量为600 m3/h,热效率为79 %。同时配备了2台循环油泵,流量Q为300 m3/h,扬程H为70 m。因考虑到节能环保,另配备了2台余热锅炉,用于吸收利用有机热载体炉的尾部烟气热量,余热锅炉的流量D为2.5 t/h,设计P为0.8 Mpa,设计温度t为175 ℃,给水温度为20 ℃,余热烟气温度为360 ℃,余热烟气量:28000 Nm3/h。图2即为该项目有机热载体炉的安装及其附近管道图。

3 注意事项

有机热载体炉的工作压力应根据有机热载体炉及用热设备的系统总体阻力确定,且不低于循环油泵的扬程。

膨胀罐的调节容积不低于有机热载体体积容积的1.3倍。有机热载体体积膨胀量可根据液相炉和管网系统中有机热载体上升至工作温度的膨胀体积确定。膨胀器上应装有溢流管,溢流管应接到储存罐上。溢流管的直径与膨胀管直径一样,且溢流管上不准安装阀门。膨胀器一般不得安装在有机热载体炉的正上方,以防因膨胀而喷出的有机热载体引起火灾。膨胀器的底部与有机热载体炉顶部的垂直距离应不小于1.5 m。封闭式的膨胀器上应装压力表和安全泄放装置。泄放物应通过泄放管导入储存罐。

锅炉管网系统与膨胀器连接的膨胀管应符合下列要求。

(1)膨胀管需要转弯时,其弯曲角度不宜小于120°。

(2)膨胀管上不得安装阀门,且不得有缩颈部分。

膨胀器和膨胀管不得采取保温措施,膨胀器内的有机热载体的温度不应超过70℃。

储油罐的容积应不小于有机热载体炉中有机热载体总量的 1.2倍。储油罐应装有液位计及放空管,放空管应接至安全地点。储存罐应装一只液面计,储存罐上部应装有排气管,排气管应接到安全地点,

其直径应比膨胀管大一档次。

液相炉宜采用盘管式结构。为防止液相炉中热载体过热与积碳,辐射受热面炉管内热载体流速应不低于2.0 m/s,对流受热面炉管内热载体的流速应不低于1.5 m/s。

有机热载体炉的设计计算压力为有机热载体炉工作压力加0.3 MPa,且不低于0.6 MPa。

有机热载体炉的热载体进出口管道上均应安装截止阀,当泵与锅炉之间距离不超过5 m时,在锅炉进口处可不装截止阀。阀门连接处应选用不泄漏型的密封材料,不准采用石棉制品。

有机热载体炉及管网最高处应有必要数量的排气阀,以便有机热载体炉在运行中定期排放形成的气体产物。排气阀应符合下列要求。

(1)排气阀的开关位置应便于操作。

(2)排气阀的排气管应与固定容器相连,液相炉的排气管可直接与大气相通。固定容器、排气管口与明火热源的距离应不小于5 m。

单机运行的气相炉,每台炉一般应安装两台供给泵,一台为工作泵,一台为备用泵。对于冷凝液可以自动回流的气相炉,可不装供给泵。液相炉的循环系统至少安装两台电动循环泵,一台为工作泵,一台为备用泵。循环泵的流量与扬程的选取应保证有机热载体在有机热载体炉中必要的流速。

停电频繁的地区,锅炉房内应有备用电源或采取其他措施,以保证泵的正常运转。

在循环泵的入口处应装过滤器,且应定期清理过滤器。

4 结论

本文介绍了导热油的运用领域、导热油运行原理、注意事项,可以为有关设计提供参考依据。

参考文献

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[2] 有机热载体炉安全技术监察规程.

[3] 有机热载体炉安全技术规程.

[4] 动力管道设计手册.

[5] DLT5204-2005,火力发电厂油气管道设计规程[S].