油品加热油品加热•第一节 油品加热和保温的目的及方法•第二节 油品加热计算•第三节 保温计算 第二节 油品加热计算•1. 油罐加热•2. 铁路油罐车的加热计算•3. 蒸汽管路的计算 第一节 油品加热和保温的目的及方法•一、油品加热的目的一、油品加热的目的• 二、加热方法二、加热方法 油罐（车）加热方法•蒸汽直接加热法•蒸汽间接加热法•热水垫层加热法•热油循环加热法 •电加热法 加热方法•油罐（车）加热方法•油管线加热方法 油管线加热方法•蒸汽伴随加热法（内伴随、外伴随）•电加热法（直接加热、间接加热、 感应加热） 内伴随 外伴随 1 1、油品加热的目的、油品加热的目的•⑴⑴加热：加热：•降粘满足工艺要求降粘满足工艺要求. .•三高原油，即高粘度、高凝点和高含蜡三高原油，即高粘度、高凝点和高含蜡 . .•⑵⑵油罐及管线保温的目的：油罐及管线保温的目的： 经济目的：减小热损失，降低能耗经济目的：减小热损失，降低能耗 生产目的：方便操作，减少事故发生生产目的：方便操作，减少事故发生 蒸汽直接加热蒸汽 蒸汽间接加热法蒸汽 加热水垫层法蒸汽 热油循环加热法换热器 电加热法电加热法•电加热法是利用电能作为热源来加热油品的一种方法。
具有操作简单、环保节能等特点，近几年在国内外得到初步应用•电加热法主要有直接加热、间接加热、感应加热和红外线加热四种方法 1.直接加热法•直接加热法是利用电热丝或钢管本身通电后产生的热量对油品进行加热的方法此法比较简便，但有一定的危险性，管路应包以良好的绝缘材料，以减少电流损失和保证安全 2.间接加热法•间接加热法与蒸汽伴随管加热的原理一样，是将具有良好电绝缘性能的电热导线（或电热伴随管）与所要加热的油管用热绝缘层包在一起，电热导线（或伴随管）通电后发热，将热量传给油管从而使管内油品得到加热 3.感应加热•感应加热是把线圈和油管用保温材料包扎在一起，线圈通交流电后产生交变磁场，输油管在交变磁场中诱发产生感应电流而升温，使管内油品被加热这种方法实际上是间接加热法的一种辅助产物 4.红外线加热•红外线加热是利用红外线辐射器对油槽车或储油容器进行加热的方法，是一种比较理想的加热方法•红外线辐射器内有一发热源，可发出波长为0.75～1000μm〈1μm＝10-6m〉的电磁波，其辐射功率与物体的绝对温度有关一般而言，发热源的温度愈高，辐射的红外线功率愈大，波长也愈短•红外线加热法设备简单、操作方便，依靠辐射作用可把热量几乎全部投向加热表面，减少散失于大气中的热损失，因此热效率高。
1. 油罐加热•⑴油罐管式加热器的种类•⑵油品加热温度的确定 ⑴油罐加热器的种类•按布置形式分 全面加热器 局部加热器•按结构形式分分段式加热器蛇管式加热器 注意•加热器投产前需经两次试压，第一次加热器投产前需经两次试压，第一次lMPalMPa的压力进行水压试验，第二次用的压力进行水压试验，第二次用蒸汽按工作压力试压蒸汽按工作压力试压•如发现泄漏等问题，就要进行补焊，如发现泄漏等问题，就要进行补焊，然后再次进行试压然后再次进行试压 ⑵油品加热温度的确定•加热起始温度 tys （即冷却过程的终了温度）•加热终了温度 tyz （即冷却过程的起始温度） 加热终了温度的确定•油品性质•作业性质•地区及气温•节约能源•安全因素 加热起始温度的确定•假设条件•在冷却过程中，油温处处均匀一致•在整个冷却过程中，油品中无蜡析出•在整个冷却过程中，油罐的总传热系数为常数•在整个冷却过程中，油品的比热容为常数 能量平衡方程• 油品冷却放出的热量 = 油罐向周围介质的散热量•dQ1=- Gcdty•dQ2=K∑Fi(ty-tj)dτ•整理后积分可得：整理后积分可得： •式中： tys：油品加热起始温度， tyz：油品加热终了温度 tj ：油罐周围介质温度 K：从油品到油罐周围介质的总传热系数 ∑Fi：油罐总散热面积 τ：冷却时间 G：油罐内油品总质量 c ：油品比热容 周围介质温度•地上固定顶油罐•ttu：最冷月地表平均温度；•tqi：最冷月油罐周围大气的平均温度；•φ：油罐的高度和直径的比值 地上卧罐 埋地油罐•tj=年最冷月土壤平均温度 2. 铁路油罐车的加热计算•蒸汽加热套设计计算内容 确定加热时间 确定蒸汽耗量 •Q1为油品升温及溶解蜡结晶所需要的热量,J；• Q3为单位时间内蒸汽通过加热套传递给油品的热量，W;• q1为通过油罐车上表面散失于周围大气中的热量，J；• q2为通过加热套散失于周围大气中的热量，J； 加热罐车中的油品所需的热量Ql :N-凝固石蜡在油品中的含量，%； q1为通过油罐车上表面散失于周围大气中的热量，•q1= K1F1（（ty-tj））τ q2为通过加热套散失于周围大气中的热量•q2= K2F2（（tbi-tj））τ 罐车加热所需的总热量Q=Q1＋Q2 = Q1＋q q1 1+q+q2 2 油罐车加热时间油罐车加热时间: :Q3—单位时间内蒸汽经罐车加热套传给油品的热量，W； Q3—单位时间内蒸汽经罐车加热套传给油品的热量，W；tZ—蒸汽温度；tN—冷凝水温度；Ψ—冷凝水过冷系数。
加热一辆油罐车所需要的蒸汽流量iZ—蒸汽的焓；iN—冷凝水的焓 竖井式局部加热器 箱形分段式局部加热器1-活动顶盖2-遮板；3、4-带有保险活门的收发油短管；5、7-支架；6-分段加热器；8-总管；9-冷凝水管；10-箱的侧壁 蛇管加热器注意注意 分段式加热器 3. 蒸汽管路的计算•⑴蒸汽管路的水力计算•⑵蒸汽管路的热力计算 ⑴蒸汽管路的水力计算•①管径的确定•②管路压降计算 ①管径的确定•d：蒸汽管内径，m；•GZ：蒸汽的质量流量，kg/s；•VZ：蒸汽的流速，m/s，P60 表1-17•ρZ：蒸汽的平均密度，kg/m3； •ρZ1：蒸汽管起点处蒸汽的密度，kg/m3；•ρZ2：蒸汽管终点处蒸汽的密度，kg/m3； ②管路压降计算(mmH2O)(Pa)λ：水力摩阻系数（阻力平方区） 蒸汽管：e=0.2mm； 冷凝水管：e=0.5mm L计：蒸汽管路计算长度，m； GZ：蒸汽的质量流量 由于蒸汽的密度由于蒸汽的密度ρρz z在管路沿线随压力而在管路沿线随压力而变化，因此要采用试算法计算压降变化，因此要采用试算法计算压降 •已知ρZ1(或ρZ2)•假设ρZ2(或ρZ1)•计算 •计算d•计算ΔP ，求出P2•查表计算出ρZ2(或ρZ1)• 结束 假设与计算结果不符 （2）蒸汽管路的热力计算•蒸汽管路的热损失 Q=1.25qL 式中： q：单位管长上的热损失， tZ：蒸汽的平均温度， tj：蒸汽管路周围介质温度， 对于地上管路，tj=最冷月大气平均温度 对于埋地管路及管沟敷设的管路，tj=最冷月土壤平均温度 ∑R：蒸汽到管路周围介质的总热阻 L：蒸汽管路总长 1.25：考虑了支架、法兰、阀门等处的附加热损失。
∑R—蒸汽到管路周围介质的总热阻•A.管沟敷设管路•B. 无管沟的地下蒸汽管路•C. 地面敷设的蒸汽管路 ∑R——A.管沟敷设管路•其热阻总和为式中 Rb－蒸汽管保温层的热阻；R1—蒸汽管保温层外表面向管沟内空气放热的热阻R2—管沟内空气向管沟内表面放热的热阻；Rg—管沟壁的热阻，Rtu—土壤的热阻 B.无管沟的地下蒸汽管路•总热阻为 C. 地面敷设的蒸汽管路•总热阻为 作业•根据铁路油罐车的加热示意图推导出加热油罐车所需要的时间和所需的蒸气耗量 。