强化设备保温 降低热量损耗

1、强化设备保温 降低热量损耗    关键词:保温 节能 我公司工艺管道及设备的保温基本上采用保温层加保护层的保温方式,保温层采用硅酸盐板、硅酸盐块、岩棉板等材料,保护层采用镀锌铁皮。阀门保温采用硅酸盐板加铁皮保护罩,或者采用稀土抹面工艺进行保温防护。从保温效果来看,大部分设备及工艺管道保温效果良好,表面温度在30-60,但个别高温部位,不便施工的部位,保温衔接部位,其保温表面温度较高。 一常压装置初馏塔、常压塔、转油线、热联合管线、换热器管箱及浮头法兰保温连接处、稀土抹面阀门、加热炉对流段墙体(衬里)、空气预热器外表面(衬里)等部位都不同程度的存在保温过热

2、现象,个别点可以达到120-180。上述情况的存在,是装置能量损失的一部分,如果把上述保温过热点消灭掉,对于装置能耗的降低将具有重大贡献。 1 保温效果对能耗的影响 1.1 一般情况下设备及工艺管线保温绝热层表面温度按下式计算: 当100当200当250当350式中:tf-流体温度;ts-保温绝热层表面温度;t-保温绝热层环境温度; 1.2 保温表面温度降低对装置能耗的影响: 以换热器为例: E1021/1:初底油/常渣换热器; 型号为:BES1200-4.0-375-6/25-6; 换热器外表面积由下式计算: S=DL 2R1L1 R12 2R2L2 R22 式中:D=1.2 换热器筒体直径

3、;L=6 换热器筒体长度;R1=0.6 换热器管箱直管段直径;L1=0.377 换热器管箱总高;R2=0.65 换热器封头直管段直径;L2=0.4 换热器封头总高度。 以上公式是将换热器整体作为一个圆柱体进行计算的。 初底油/常渣换热器 E1021/1换热器外表面积:S=3.14×1.2 ×6 2×3.14×0.6×0.377 3.14×0.62 2×3.14×0.65×0.4 3.14×0.652=28.12M2 核算的基本条件:原油加工量:300万吨/年,其中俄油50万吨/年;年运行时间:3

4、65天;生产方案:-35#/0#柴油生产方案;初底油收率:92%;初底油流量:W1=300×104×0.92/365=7562T/d;常底油收率:70%;常底油流量:W2=7562×0.7=5293T/d;初底油入口温度:255;初底油出口温度:275;常底油入口温度:315;常底油出口温度:280。 由上述数据可以计算出 初底油定性温度:tm1=0.4th1 0.6tc1=0.4*275 0.6*255=263 常底油定性温度:tm2=0.4th2 0.6tc2=0.4*315 0.6*280=294 定性温度下流体物理常数 常底油热负荷: Q2=W2×

5、;cp2×(T21-T22) =5293/2*103/24/3600*2.5*103*(315-280) =2.68*106W 初底油吸收的有效热负荷: Q1=W1×cp1×(T12-T11) =7562/2*103/24/3600*2.3*103*(275-255) =2.013*106W 换热器的热损失为:Qf=Q2-Q1=(2.68-2.013)*106=0.667*106 W E1021/1的换热效率为:=Q1/Q2=2.013/2.68=0.75 经实测换热器保温平均表面温度为: 筒体62;管箱34;封头60;法兰连接处90 取换热器保温表面平均温度为:

6、60。 若使换热器保温表面平均温度下降10, 则换热器的热损失减少通过下式计算: 换热器外表面积S=28.12m2 空气的导热系数=15w/m2 换热器表面温度差t=10 换热器的热损失减少:Q0=St=15*28.12*10=0.0042*106w 换热器保温外表面温度降低10时, 其换热效率为:1=(0.0042 2.013)/2.68=0.7527 换热效率提高了2=0.7527-0.75=0.0027=0.27% 换热器保温外表面温度降低10时,初底油换热温度通过下式计算:Q1 Q0=W1*cp1*(T12-T11) 2.013*106 0.0042*106=7562/2*1000/2

7、4/3600*2.3*1000*(T12- 255) 2.0172*106 =100651.62T12-25666163.19 T12=275.041 既换热器保温表面温度降低10,初底油换热后温度提高为: 275.041-275=0.041 在实际运行中E1021/1、2与E1022/1、2为常底油与初底油两路并联换热器,初底油总量为7524T/d, 若:E1021/1、2与E1022/1、2保温外表面同时降低10 则:初底油换热温度提高T=0.041*2=0.082 加热炉原入口温度T1=306 , 热焓H1=186kcal/ ; 提高后的加热炉入口温度T1=306.082 , 热焓H1=

8、186.06kcal/ ; 焓值升高 H=H1-H1 =186.06-186=0.06kcal/ 初底油增加的热量为Q: Q =W1×H=7562×103÷24×0.06 =1.89×104 kcal/h 节约燃料放出的热量为Q燃: Q燃=Q有/ 式中:Q有=Q=1.89×104kcal/h =90%(加热炉热效率)        Q燃=Q有/=1.89×104/0.9=2.1×104kcal/h; 标准燃料用量为B标: 按照标准燃料的

9、热值H标=10000Kcal/Kg, B标= Q燃/H标=2.1×104/104=2.1kg/h 每日节约标准燃料:B标日=B标×24=2.1×24=50.4kg; 可以降低能耗:H0=B标日/W日=50.4/8219=0.0061kg标油/T原油; 即每一台换热器保温外表面温度降低10,能耗可下降H1= H0/4=0.0061/4=0.0015kg标油/T; 一常压装置有热油换热器60台,如果保温外表面温度均降低10,同时由于换热器介质温位不同,换热器规格不同,所以下列计算取热容量的70%: 每日加工原油8219吨,可节约标准燃料为W3: W3=8219*H2=

10、8219*0.063=0.51T标油/日 燃料气的系数为0.86,折合燃料气量为W4: W4=W3/0.86=0.51/0.86=0.59T/日 每年可节约燃料气量为W5:W5=W4*365=0.59*365=215T/年 燃料气单价为1400元,年节约燃料费为F: F=W5*1400=215*1400=30.1万元 通过上述数据可以说明,保温效果的好坏,对装置能耗有较大影响。 将投入和收益对比,可以得出如下结论:提高保温效果,有效节约能源,可以获得较大的经济效益。 2 关于日常维修中的保温维护 2.1 在日常维修中,由于设备及工艺管线的局部维修、改造会造成保温缺失和损坏,在这种情况下要及时进

11、行维修和修补,避免由于保温的缺失,而造成能量的不必要浪费。 2.2 在保温的维修和修补过程中,要保证施工质量。对于使用硅酸盐板、岩棉保温材料的部位要包裹严密,压缝施工,捆扎牢固,必要时挂铁网,对于使用硅酸盐瓦块保温材料的部位,要对接严密,砌筑牢固,缝隙要用保温稀料沟缝,保证保温质量。保护层要美观、耐用、雨水不能渗入保温层,真正起到保护层的作用。 3 关于装置保温的几点看法 3.1 工艺管线和设备保温质量,是设备能够良好运行的重要技术指标,他涉及到设备的设计、施工、维护、维修等不同阶段。在各个不同的阶段中,都要尊重科学、严细认真、不折不扣的做好每一项工作,才能在不同阶段保证你所作的工作是符合规范

12、要求。 3.2 在装置长期运行的情况下,往往一次较大的投入,可以使装置运行取得中长期的宏观效益。我们要开阔视野,要接受新事物,使用新技术、新材料,在此过程中,选择保温性能较好的保温材料,使用较先进的施工方法可以收到事半功倍的效果。 3.3 2005年一常压换热流程优化工艺改造过程中,将换热器管箱保温更换为整体保温,目前其表面温度仅为30-40,保温效果良好,但是换热器筒体保温、大浮头保温、筒体与管箱、筒体与大浮头的连接法兰保温仍采用硅酸盐板上铁皮的方式,其表面温度为40-60,其连接部位温度可达到120-180,损失较大。我们能否考虑投入一部分资金,选择温位较高的换热器,制作整体保温的尝试,整

13、体保温应该是能够分体拆卸的,连接部位密封要严密,其表面温度应不大于30,这样作对于今后的设备检维修、压力容器检测、设备试压,都会带来较大方便;同时又能够最大限度的降低热损失,从而达到节能降耗的目的。 3.4 对于设备及工艺管线表面温度较高,但目前不具备维修条件的,要积极准备,制定维修方案,利用检维修的机会进行处理,力求取得较好效果。例如加热炉对流段墙体、空气预热器外表面等部位,都应是我们重点考虑的对象。 3.5 对于阀门保温,目前采用的稀土抹面工艺,存在很多缺点;首先,保温效果不好,高温阀门保温后的表面温度均在60以上,第二,阀门螺栓在稀土抹面长期保温的情况下,腐蚀相当严重,当法兰出现泄漏时,紧固处理将很困难。因此选择一