导热油加热系统在天然气液化厂的应用.docx

导热油加热系统在天然气液化厂的应用 张懿君( 陕西省燃气设计院，陕西 西安710043)摘 要:结合工程实例，对天然气液化厂净化单元导热油加热系统的工艺流程进行分析。探讨了导热油加热炉的优势及设计中应注意的问题。关键词:天然气液化厂;净化单元;导热油加热系统;导热油加热炉;双温位中图分类号:文献标识码:文章编号:1000 4416( 2013) 08 0b16 03tu996b元工艺总用热负荷为 5 740 kw，采用导热油加热炉作为热源。导热油加热炉额定热功率为 6 000 kw， 工作压力为 0 8 mpa，设计出油温度为 300 ，燃料 为 bog。膨胀 罐、储 油罐均为常压容 器。 根 据 gb / t174102008有 机 热 载 体 炉的 有 关 规 定，膨 胀 罐 的总容积应不小于导热油体积膨胀量的 1 3 倍。导热油体积膨胀量可根据导热油加热系统中导热油上升至工作温度的体积膨胀量确定。储油罐的容积应 不小于导热油加热炉中导热油总体积的 1 2 倍。经校核计算，该导热油加热系统采用的膨胀罐容积为9 m3 ，储油罐容积为 25 m3 。天然气净化单元工艺用 热参数见表 1。表 1 天然气净化单元工艺用热参数导热油加热系统一般由导热油加热炉、膨胀罐、储油罐、导热油循环泵、换热器、管道、仪表控制系统 等组成。工作原理为: 导热油进入导热油加热炉炉 管被加热，由循环泵输送至换热器，将热量传递给原 油或其他工作介质，换热后的导热油回到导热油加 热炉，被重新加热，整个过程连续进行。导热油加热系统具有高温低压、热效率高、传热均匀、温度易于控制等特点，广泛应用在石油、化工、纺织、造纸以及 天然气液化 工 艺 加 热 ( 伴 热) 等 领 域。本 文 结 合 工 程实例，对导热油加热系统在天然气液化厂的应用 进行分析。2 导热油加热系统工艺流程天然气净化单元工艺用热存在两种温位，因此 该项目采 用 了 双 温位导热油加热系 统1。天 然 气净化单元双温位导热油加热系统流程见图 1。bog 经调压后进入导热油加热炉，燃烧产生的 高温烟气加热导热油。正式运行前导热油经注油泵给整个导热油加热系统注油，使整个导热油加热系 统充满导热油。然后开启高温油循环泵，将导热油送往导热油加热炉进行加热，加热后产生的高温油工程概况2009 年，我院设计了陕西众源绿能天然气有限 责任公司定边县天然气储存调峰液化项目，天然气液化厂的处理规模为 100 104 m3 / d，天然气净化单1b 16用热设备用热温度/ 用热负荷/ kw温位原料气加热器( 冬季用)160680中温胺液再沸器1604 200中温分子筛再生加热器280860高温作者简介: 张 懿 君 ( 1978 ) ，男，陕 西 武 功 人，工 程 师，学士，从事燃气系统及热能方面的设计工作。www watergasheat com张懿君: 导热油加热系统在天然气液化厂的应用第 33 卷 第 8 期当三通调节阀出现故障时，则采用旁通阀 3、4 实现流量调节。当分子筛再生加热器出现故障时，通过 旁通阀 5 平衡导热油流量，防止导热油加热炉炉管 内导热油结焦。一部分作为高温出油供给净化单元的分子筛再生加热器，另一部分与中温回油混合后作为中温出油供 给净化单元的原料气加热器、胺液再沸器。中温油 循环泵前设 1 个三通调节阀，用于调节高温出油与 中温回油的 流 量，使中温出油温度达到设计要求。图 1 天然气净化单元双温位导热油加热系统流程区，可将导热油加热炉设置在室外。3 导热油加热炉的优势 低压高温运行，热效率高导热 油 加 热 炉的工作压力一般为 0 3 0 8mpa，出油温度可达 300 以上，热效率可达到 90%以上。 安全性能高导热油加热炉的燃烧器自动化程度较高，能根 据导热油流量自动调节燃烧器负荷，并自动进行燃 烧器的火力转换，燃烧器的负荷调节范围为 30% 110% 。导热油加热炉的安全监控功能比较完善，能 够对异常状态作出连锁保护，任何一个监测数据出 现异常，都会发出报警信息，并关闭燃烧器，在未处 理报警信息前，不会启动燃烧器2。对于天然气液化厂，能够满足净化单元工艺温度要求的热 源 有 电 加 热 器、蒸 汽 锅 炉、导 热 油 加 热 炉。由于该天然气液化厂净化单元工艺用热负荷较 大，若采用电加热器，耗电量较大，运行费用较高; 若 采用蒸汽锅炉，则要求蒸汽为过热蒸汽，导致蒸汽系 统复杂，辅 助 设 备 ( 水 处 理 设 备、除 氧 设 备、锅 炉 给 水设备、冷凝水回收设备) 增 加，热 损 失 较 大，系 统 造价较高。而采用导热油加热炉，导热油加热系统 简单，设备少，实现了低压高温运行，热效率较高，系 统造价较低。导热油加热炉的优势具体表现在以下3 个方面。 布置形式灵活导热油加热炉可室内布置也可露天布置，根据 笔者的设计经验，在多风沙且室外温度较低的北方 地区，导热油加热炉可设置在锅炉房内，这样不仅可 以减小噪声污染，减少风沙对燃烧器、泵的损坏，还 可降低热损失。在风沙少且室外温度较高的南方地设计中需注意的问题当导热油加热炉露天布置时，应靠近工艺装置 区，但必须满足安全距离要求。当导热油加热炉布 置在锅炉房内时，应考虑设备的防爆要求及事故状 态下的通风要求。4b 17煤 气 与 热 力第 33 卷 第 8 期www watergasheat com在选择导热油时，应根据工艺要求，选择合适油品。目前，导热油主要分为合成型、矿物型两种，这 两种导热油的物理特性不同。一般情况下，合成型 导热油的推荐使用温度范围为 30 320 ，最 高 使用温度为 330 ; 矿物型导热油的推荐使用温度 范围为 20 250 ，最高使用温度为 260 。在 相同温度下，合成型导热油的运动黏度比矿物型导 热油小很多。考虑到使用温度，在天然气液化厂净 化单元导热油加热系统中应选择合成型导热油。gb / t 174102008 规定，为了防止导热油加热 炉中导热油过热与积碳，辐射受热面炉管内导热油 的流速应不低 于 2 0 m / s，对流受热面炉管内导热 油的流速应不低于 1 5 m / s。参考文献:1刘有民，郑元崇 双温位导热油炉在天然气 净 化 工 艺的应用j 煤气与热力，2010，30( 3) : b13 b15 孙贵平 燃油导热油炉设备工艺设计的探 讨j 煤 气与热力，2000，20( 3) : 221 2232application of heating system with heatconducting oil to natural gasliquefaction plantzhang yijunabstract:the technological process of heatingsystem with heat conducting oil in the purification unitof natural gas liquefaction plant is analyzed with an en- gineering example the advantages of heating furnace with heat conducting oil and problems needing attention in the design are discussedkey words:natural gas liquefaction plant; pur-ification unit; heating system with heat conducting oil;heating furnace with heat conducting oil; double poten- tial temperature结语该项目于 2010 年底 投 产 运 行，截 至 目 前，导 热 油加热系统一直安全稳定运行，设备故障率低，能够 达到设计要求。5櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵b 18国内首艘 lng 燃料作业船下水2013 年 7 月 4 日，在广州黄埔船厂长洲厂区高 点，下水后，船舶的动力系统、水轮等水下设施将得 垮口，国内首 艘 采 用 lng 燃料系统的港口作业船 到检验 并进行相关的调试。下 一 步，机 舱 设 备 安 “海洋石油 521”成功下水。 装、调试、船体内部舾装等工作将 全 面 铺 开。”整 条“海洋石油 521 ”由 中 海 油 采油技术服务公司 船舶预计将于 2013 年夏秋交付使用。投资建造，主机 为 双 燃 料 发 动 机，可 使 用 船 用 0 号轻柴油或 lng 作为燃料，节能减排效果突