油罐盘管式蒸汽加热器改革与创新

油品储运过程中，对油罐内的油品加温，基本上采用罐内安装集束管式或盘管式加热器等传统方式，使罐内油品通过与热媒体(一般以饱和蒸汽为热媒体)的交换，实现对油品的升温，降低粘度，改善其流动性，以便于泵的输送。这种传统方式在某种程度上存在加温周期长，热能利用率低的弊端，大量蒸汽做了无用功，蒸汽耗量大。在我国能源短缺，国家大力倡导创建节约型社会的背景下，如何通过改革工艺、节能降耗、挖潜增效就成为各个企业所面临的重要课题。

1、蒸汽利用率低:在实际生产过程中，当只需使用少量油品时，也要对整个罐内的油品全部进行加热，整体升温，使大量的蒸汽做了无用功。

2、热量利用率低:加热器冷凝水出口温度过高，常伴随大量蒸汽排出，排出口温度≥100℃，浪费了大量的热力资源。

3、油品温度难以控制:传统加热器对油品的加热是一种静置式的自然对流换热，其放热系数极低。帖近加热器的油品温度较高，远离加热器的油品温度较低。

4、换热效率低:对于粘度较高的油品，在换热面长时间高温滞留，极易产生分解物，结聚于换热管表面，致使换热管表面的油品温度过高，容易结焦，严重影响和阻碍热量的传导和布散。

5、生产效率低:由于不能按生产需要的油品定量加温，只能对整罐油品进行整体加温，热量耗散面积大，油品加热升温缓慢，加温时间长，而且油品整体升温分布不均衡。特别是在冬季生产中，由于受环境温度的影响，加热时间会更长。

6、影响油品质量:油品在长时间、多次反复的加热过程中产生大量细小的分解物，溶于油品中，对油品质量产生一定的影响，增加了后期处理的成本。

针对上述问题，本着提高生产效率，节能降耗的指导思想，于2007年2月成立了"油罐局部快速加热，提高生产效率，节能降耗"攻关小组。【山东普利龙压力容器有限公司】和【中国石化润滑油济南分公司】合作，采用涡流热膜换热器技术(国家专利产品，专利号:02268208.2)，成功设计研发出了一款《新型油罐局部快速加热器》，在实际运用中取得了良好效果，节能明显，有效解决了加热过程中能耗过大的弊端，生产效率明显提升，生产运行费用大大降低。独特的换热元件及先进的内部工艺流程结构，使加热器实现了热效率高、耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢等功能靠、节能效果突出、安装维修方便、可实现自动化恒温控制的特点，极大地提高了换热器整体性能，并且不会因为加热器的安装而影响罐体的使用安全。有效解决了各类油罐加热过程中能耗过大的弊端，生产效率明显提升，运行费用大大降低，获得行业专业人士的高度认可，并在行业中得以推广和应用。

新型油罐局部快速加热器换热原理

原理:是将"涡流热膜换热器"，沿储罐径向伸入于油罐底部，热媒介质(蒸汽或高温水)走管程，油品从壳程内的管间流动，壳体吸油口直接通向罐内介质。蒸汽经过温控阀进入换热器的管程，通过涡流热膜管与管壁外部的油品充分换热以后，冷凝水自换热器出口排出。换热器采用高效的涡流热膜管做为换热元件，保证油品在管间的合理流动。

其强化传热机理是:流体在内外表面流动时，产生了震荡和冲刷作用，流动的方向不断改变，使紧贴管壁表面的流体导热层变薄以至破坏，金属表面热量传递加快，流体内微观涡流加强，使流体内部热扩散强化。同时，由于流体的震荡、流动和冲刷作用，不会使紧贴管壁表面的流体产生局部过热。使油品既得到适当、充分的加热，又无结焦、分解的可能。

【新型油罐局部快速加热器】与普通盘管式或列管式加热器比较，在外观结构尺寸相同条件下，换热面积是普通列管式换热器的1.5倍，热效率是普通管式换热器的2-3倍。

温度控制是在换热器的蒸汽入口管线上安装蒸汽流量自动控制阀，通过安装在输油管线出口的感温探头对油品出口温度进行检测，温度控制仪表根据检测的油品温度与设定温度进行比较，自动控制蒸汽进量，从而确保输出油品温度的恒定，实现温度自动控制。另外，为确保对油罐底部油品的抽取。经对壳体吸油口的特别结构设计，使壳体吸油口产生了一定的虹吸作用，从而保证了罐内的最大出油量。

新型油罐局部快速加热器在寒冷地区的应用

北方地区冬季天气寒冷，以北京、济南为例:冬季最冷气温一般在-18℃左右，由于环境气候的特点，会出现气温越低，油品加热升温越慢，能耗越高的现象。而新型油罐局部快速加热器，在节能降耗、提高运行效率方面优势更加明显突出。具体运用上可根据油品的凝点，只用相对较低的温度保证整罐油品不凝固即可，需抽油时采用局部加热的方法，可在较短时间内使油品迅速升温至所需要的温度。采用这种局部加

热工艺方法，相比传统加热工艺其优势不言而喻，在实际运用中实测数据也充分论证了上述优势。因此油罐快速加热器在实践应用上简单易行，安全方便。无论是对新建罐区还是老罐区的改造都非常适合，老罐区所采用的传统盘管式、集束管式或其他加热方式仍可延用，但其作用发生了改变，原有加热方式不再以

加热升温为主，而只需根据罐内油品的凝点，保证油品不凝固即可。需要抽油时启动底部油罐快速加热器，即可在较短时间内快速升温抽取油品。

中国石化润滑油济南分公司数据统计分析

1:经济效益分析:从上表中可以看出，在同等工况条件下，采用《新型油罐局部快速加热器》具有如下明显优势和特点:

(1)加温速度快。原需一、二天的升温操作过程在数小时内即可完成，极大提高了生产效率，生产用时缩短20多倍。

(2)能源利用率高。冷凝水温度降低.蒸汽的热能得到充分利用。

(3)蒸汽耗量大幅降低，节能效果非常显著，蒸汽耗量节约30多倍。

(4)可对油品定量加热，需要多少加热多少，大大缩短抽油等待时间。

(5)传热效率及使用安全性大大提升。油品不会出现局部高温、炭化，结垢现象。充分保证了加热器的传热效率及油品质量的安全性。

(6)使用安全可靠、运行稳定、高效:由于采用独特生产工艺，先进科学布管方式，使换热器体积大大缩小，对罐体运行安全没有任何影响，而且由于采用局部加热，大大提升了油品加热过程中的安全性。

2:巩固与提高:在一些项目中，仅对油品加热终端温度进行了简单的闭环自动控制。如果储罐数量较多时，还可在自动控制上进行升级，实现对油品温度、油罐液位、抽油量、机泵的开停等诸多操作实现全自动DCS系统控制。该种运行方式对于罐体数量多的群罐控制具有更好的经济及现实意义。

​油罐加热方式的工艺改革与应用

传统油罐加温方式，是对整罐油品的整体加温。在生产过程中即使只需出少量的油品，也要对整个罐内油品进行加温，既浪费了大量蒸汽，加温时间又长，同时反复对罐内油品加温，对油品质量也会产生影响。安装【新型油罐局部快速加热器】后，实现了在生产过程中，只对所需的油品进行快速、局部加温及自动控制温度。项目投产后，生产效率平均提高了20多倍，蒸汽耗量平均节约30多倍。

通过以上分析、论述及在生产中的实际运用，新型油罐局部快速加热器在节能降耗方面切实收到良好的效果，这种局部加热方式非常有效地解决了整体加热方式耗时耗能的弊端，已经在中国石化长城润滑油分公司下属的几个北方分公司(如:北京分公司、燕山分公司、天津储运分公司、济南分公司)得以推广使用，并取得了显著效果和一致好评。