3.6.油罐的加热和保温概论
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)。
j
3、蒸汽经加热器至油品总传热系数K0
K0D（tq
ty)
1d1(tq
tb1)
2 i
ln di1
(tbi
tb(i1) )
di
2dn（1 tb(i1) t y )
K0D
1
n
1 1 ln di1
1
1d1 i1 2i di 2dn1
1－蒸汽向加热器内壁的内部放热系数，W / m2 ℃；
2、油品平均温度t y
（1）当 tyz t j 2 则 t ys t j
ty
t yz
t ys 2
（2）当 tyz t j 2 则 t ys t j
ty
tj
t yz t ys ln tyz t j
t ys t j
t
－油品加热起始温度，℃；
ys
t
－油品加热终了温度，℃；
yz
t
－油罐周围介质温度，℃。
1
i 1
1
2i
ln
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
di1的影响 di
K0
1 1 R
2
R－附加热阻，考虑水垢、油污对传热的影响，m2 ℃/W，
R的数值可查表。
（3）
的计算
2
按无限空间自然对流计算
2
y
d
(Gr Pr)n
Gr gtd 3 ，Pr cp
2
、n－系数，取决于Gr、Pr的大小，可查表。
－油品导热系数
y
y 1171y5.5（1 0.00054t)
q
1
Gc
t yz
t ys
N
100
G
Fi K (t y t j )
（1）若油品未冷却到凝固点，Q2 0，则
q
1
Gc
t yz
t ys
Fi K (t y t j )
（2）若油品加热只为保温，则
q Fi K (ty t j )
三、油罐总传热系数K 1、地上不保温立式油罐
K Kbi Fbi K F ding ding Kdi Fdi Fbi Fding Fdi
qqq－－－单单单位位位时时时qqq 间间间 111（（内内（内Q加QQ加加111热热热QQQ油油油222)品))品品所所所qqq333需需需要要要的的的总总总热热热量量量，，，WWW；；；
QQQ11－－1－用用用QQQ于于11于1 油油GG品品cc tt升升yyzzz 温温温tt的y的的yysss 热热热量量量，，，JJJ；；；
Q2－融化凝固油品所需要的总热量，J；
Q2
N
100
G
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 (ty t j )
N－凝结的石蜡在油品中的含量；
－石蜡的融解潜热，kJ / kg；
G－被加热油品的总质量，kg。
Fi —油罐的总表面积,m2
把Q1、Q2、q3代入上式，得
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：
F
q
K0 (t1
t2 2
ty)
q－单位时间内加热油品所需的总热量，W；
K0－热源通过加热器对油品的总传热系数，W / m2 ℃；
t1－热源进入加热器时的温度，℃；
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。
自然是是是对否否否流正正正换确确确热。。。，取流体和换热壁面温度的平均值 定定定性性性尺尺尺寸寸寸：：：管管管线线线内内内部部部放放放热热热取取取内内内径径径，，，外外外部部部放放放热热热取取取外外外径径径。。。 444、、、单单单位位位时时时间间间内内内加加加热热热油油油品品品需需需要要要的的的总总总热热热量量量
t
－热源在加热器出口处的温度，℃；
2
t
－罐内油品在加热过程中的平均温度，℃。
y
1、t1、t2的确定 （1）当冷凝水在加热器不过冷，t1 t2
F q K0 (t1 ty )
（2）当冷凝水温度低于饱和温度
F q
K0 (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。
Nu
1d
0.0266
Re
0.806
Pr
1 3
温度取进出口平均温度，若冷凝水不过冷，t1 t2，
是蒸汽导热系数，可查表。
如果有相变，可按下表计算
1
1.16（3 3400 100v)3
1.21 l
1值在3500
~
11600W
/
m2
℃范围内，数值大，1
1d
可忽略。
n
（2）考虑到d与d
n
差别不大，忽略
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、按结构分 （1）分段式加热器
d
－管子的内外径及计入水垢和油污等在管内外壁
i
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；
2－从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，W / m2 ℃。
（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：
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。 如：润滑油
3、局部加热器 （1）竖井式 （2）换热器式 （3）箱式加热器
油罐装满系数取0.95，Fbi取罐壁总面积的95%，
Fding取罐顶面积加5％罐壁面积。
c 2.018 0.0032（2 t 100）
1y5－15℃油品密度，
t－油品的定性温度，℃。 d—定性尺寸
参数选取： 参参数数选选取取： 定定定定性性性温性温温度温度度：度强：：制油油平平对品品均均流平值平值换均。均均。。热温管温温管管，度外度度外外取和温和和温温流加度加加度度体热先热热先先温器假器器假假度外设外外设设壁，壁壁，，温然温温然然度后度度后后算核算算核核术算术术算算
3、蒸汽经加热器至油品总传热系数K0
K0D（tq
ty)
1d1(tq
tb1)
2 i
ln di1
(tbi
tb(i1) )
di
2dn（1 tb(i1) t y )
K0D
1
n
1 1 ln di1
1
1d1 i1 2i di 2dn1
1－蒸汽向加热器内壁的内部放热系数，W / m2 ℃；
2、油品平均温度t y
（1）当 tyz t j 2 则 t ys t j
ty
t yz
t ys 2
（2）当 tyz t j 2 则 t ys t j
ty
tj
t yz t ys ln tyz t j
t ys t j
t
－油品加热起始温度，℃；
ys
t
－油品加热终了温度，℃；
yz
t
－油罐周围介质温度，℃。
1
i 1
1
2i
ln
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
di1的影响 di
K0
1 1 R
2
R－附加热阻，考虑水垢、油污对传热的影响，m2 ℃/W，
R的数值可查表。
（3）
的计算
2
按无限空间自然对流计算
2
y
d
(Gr Pr)n
Gr gtd 3 ，Pr cp
2
、n－系数，取决于Gr、Pr的大小，可查表。
－油品导热系数
y
y 1171y5.5（1 0.00054t)
q
1
Gc
t yz
t ys
N
100
G
Fi K (t y t j )
（1）若油品未冷却到凝固点，Q2 0，则
q
1
Gc
t yz
t ys
Fi K (t y t j )
（2）若油品加热只为保温，则
q Fi K (ty t j )
三、油罐总传热系数K 1、地上不保温立式油罐
K Kbi Fbi K F ding ding Kdi Fdi Fbi Fding Fdi
qqq－－－单单单位位位时时时qqq 间间间 111（（内内（内Q加QQ加加111热热热QQQ油油油222)品))品品所所所qqq333需需需要要要的的的总总总热热热量量量，，，WWW；；；
QQQ11－－1－用用用QQQ于于11于1 油油GG品品cc tt升升yyzzz 温温温tt的y的的yysss 热热热量量量，，，JJJ；；；
Q2－融化凝固油品所需要的总热量，J；
Q2
N
100
G
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 (ty t j )
N－凝结的石蜡在油品中的含量；
－石蜡的融解潜热，kJ / kg；
G－被加热油品的总质量，kg。
Fi —油罐的总表面积,m2
把Q1、Q2、q3代入上式，得
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：
F
q
K0 (t1
t2 2
ty)
q－单位时间内加热油品所需的总热量，W；
K0－热源通过加热器对油品的总传热系数，W / m2 ℃；
t1－热源进入加热器时的温度，℃；
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。
自然是是是对否否否流正正正换确确确热。。。，取流体和换热壁面温度的平均值 定定定性性性尺尺尺寸寸寸：：：管管管线线线内内内部部部放放放热热热取取取内内内径径径，，，外外外部部部放放放热热热取取取外外外径径径。。。 444、、、单单单位位位时时时间间间内内内加加加热热热油油油品品品需需需要要要的的的总总总热热热量量量
t
－热源在加热器出口处的温度，℃；
2
t
－罐内油品在加热过程中的平均温度，℃。
y
1、t1、t2的确定 （1）当冷凝水在加热器不过冷，t1 t2
F q K0 (t1 ty )
（2）当冷凝水温度低于饱和温度
F q
K0 (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。
Nu
1d
0.0266
Re
0.806
Pr
1 3
温度取进出口平均温度，若冷凝水不过冷，t1 t2，
是蒸汽导热系数，可查表。
如果有相变，可按下表计算
1
1.16（3 3400 100v)3
1.21 l
1值在3500
~
11600W
/
m2
℃范围内，数值大，1
1d
可忽略。
n
（2）考虑到d与d
n
差别不大，忽略
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、按结构分 （1）分段式加热器
d
－管子的内外径及计入水垢和油污等在管内外壁
i
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；
2－从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，W / m2 ℃。
（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：
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。 如：润滑油
3、局部加热器 （1）竖井式 （2）换热器式 （3）箱式加热器
油罐装满系数取0.95，Fbi取罐壁总面积的95%，
Fding取罐顶面积加5％罐壁面积。
c 2.018 0.0032（2 t 100）
1y5－15℃油品密度，
t－油品的定性温度，℃。 d—定性尺寸
参数选取： 参参数数选选取取： 定定定定性性性温性温温度温度度：度强：：制油油平平对品品均均流平值平值换均。均均。。热温管温温管管，度外度度外外取和温和和温温流加度加加度度体热先热热先先温器假器器假假度外设外外设设壁，壁壁，，温然温温然然度后度度后后算核算算核核术算术术算算