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      油罐維溫加熱節(jié)電措施*

      2010-09-15 08:30:58馬桂新劉風闖王俊生
      當代化工 2010年4期
      關(guān)鍵詞:調(diào)合摩阻耗電量

      馬桂新,劉風闖,王俊生

      (中國石油大連潤滑油廠,遼寧大連116032)

      油罐維溫加熱節(jié)電措施*

      馬桂新,劉風闖,王俊生

      (中國石油大連潤滑油廠,遼寧大連116032)

      計算了油罐實行維溫加熱能夠節(jié)約的電量,為實施這項措施提供了理論依據(jù)。措施實施2年來,達到了預(yù)期的效果,2008、2009年總耗電量比2007年下降了約1/3,生產(chǎn)用電單耗降低了約0.6 kWh/t,證明這項措施切實可行有效。

      維溫加熱;沿程摩阻;局部摩阻;性能曲線

      調(diào)合裝置是將1種或多種潤滑油基礎(chǔ)油作為組分油,在調(diào)合罐進行混合、加熱,至工藝規(guī)定的溫度范圍后,按順序加入各種添加劑,進行調(diào)合,以制得各種成品潤滑油。成品潤滑油經(jīng)管道系統(tǒng)泵送火車出廠或付包裝裝置灌裝。調(diào)合罐均為地上立式金屬油罐,罐內(nèi)安裝分段管式加熱器,采用大連石化三催化裝置免費提供的余熱進行熱水循環(huán)加熱。每年調(diào)合成品油7萬t左右,出廠基礎(chǔ)油和成品油16萬t左右。2007年以前每年耗電量45萬kWh左右,于是在2008年針對實際情況,制定了利用三催化裝置余熱對油罐進行維溫加熱的節(jié)電措施。

      以往關(guān)于油品加熱的規(guī)定是:調(diào)合時將罐內(nèi)油品溫度升至工藝規(guī)定的溫度范圍,調(diào)合后關(guān)閉加熱,自然降溫;若在防凍凝期,加熱管內(nèi)熱水微量循環(huán),保證油品不凍凝就可以了。這樣,基礎(chǔ)油向調(diào)合罐移動過程中及成品油在出庫過程中,溫度就會較低,粘度就會較大。泵運轉(zhuǎn)的耗電量就會很大。這里以7508 CF-4 15/40用11號泵裝車為例,分別計算油品溫度為40℃和10℃時泵的耗電量。油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質(zhì)列于表1。

      表1 油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質(zhì)Table 1 Properties of oil CF-4 15/40 at40℃and10℃

      1 繪制輸送40℃和10℃油品時泵的性能曲線

      11號泵為電動離心泵,其型號為ZA80—2315D。1臺離心泵,當工作轉(zhuǎn)數(shù)為一定值時,其揚程H、效率η與泵流量Q之間有一定的對應(yīng)關(guān)系,這種表示H—Q、η—Q的關(guān)系的曲線稱為性能曲線。11號泵的性能曲線見圖1,由泵制造廠提供,是輸送常溫清水時的性能曲線。

      圖1 11號泵系統(tǒng)的裝置特性圖Fig.1 Characteristic of No.11 pumpsystem

      一般來說,一臺離心泵在轉(zhuǎn)數(shù)不變的情況下用來輸送運動粘度大于20 mm2/s的液體時,泵的揚程、流量都要減小,泵的效率將降低,曲線都要下降,需進行性能曲線換算。

      本文用美國水力協(xié)會的換算方法,從圖1 H—Q、η—Q性能曲線中查出其最高效率點的各參數(shù)ηmax=62%,Hopt=74 m,Qopt=0.025 m3/s,并在Q=(0.6~ 1.2)Qopt的范圍內(nèi)取0.6Qopt、0.8Qopt、1.0Qopt、1.2Qopt四點,并查出各點對應(yīng)的H和η值。根據(jù)Hopt、Qopt值及40℃和10℃油品的運動粘度值(從《泵和壓縮機》圖1-57上查出換算系數(shù)KQ、KH、Kη值。用Q=KQ·Q,Hν=KH·H,η=Kη·η三式進行計算,分別得輸送40℃和10℃油品時4個對應(yīng)點的參數(shù)。將這些參數(shù)值標繪到圖1上,并用光滑曲線連接,便得到泵輸送40℃和10℃油品時的性能曲線Hν1—Qν1,Hν2—Qν2,ην1—Qν1,ην2—Qν2。

      2 繪制管路特性曲線

      管路特性是指管徑、管長、管閥件節(jié)流一定的某管路,輸送性質(zhì)一定的某種油品時,管道壓降h隨流量Q變化的關(guān)系,這種表示h—Q的關(guān)系的曲線稱為管路特性曲線。同一管道,當所輸油品粘度不同或管道閥件節(jié)流程度不同,管路特性曲線的陡度就不同。粘度愈大、節(jié)流愈多,管道特性曲線愈陡。管道壓降h主要由3部分組成:油品沿管路的摩阻損失(沿程摩阻hr);油品通過管件、閥件和設(shè)備(彎頭、三通、閘閥、單向閥等)的摩阻損失(局部摩阻hj)和油品從起點輸送到終端所克服的位差(高差ΔZ)。

      11號泵出入口管線均為d=0.100 m的無縫鋼管,全長L=230 m,包括25個90。雙縫焊接彎頭、10個三通、10個閘閥、一個單向閥、一次泵入口,全程高差ΔZ為10 m。

      (1)沿程摩阻hr的計算,可按達西公式計算

      g—重力加速度,m/s2;

      λ—水力摩阻系數(shù),其隨流體的流態(tài)而不同(為雷諾數(shù)Re和相對粗糙度ε的函數(shù))。

      將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式,經(jīng)計算得相應(yīng)流量下的hr值,見表2。

      (2)局部摩阻hj的計算

      表2 輸40℃和10℃油品時的沿程摩阻Table 2 Frictionindexes whentransporting 40℃and10℃oil

      式中:ξ0—紊流狀態(tài)下的局部阻力系數(shù),由《油庫設(shè)計與管理》表3-6查得;

      φ—與雷諾數(shù)有關(guān)的修正系數(shù),根據(jù)Re值由《油庫設(shè)計與管理》表3-7查得。

      將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式,得相應(yīng)流量下的hj值,見表3。

      表3 輸40℃和10℃油品時的局部摩阻及管道壓降Table 3 Partial resistance andpipe pressure dropwhentransporting 40℃and10℃oil

      (3)繪制管路特性曲線

      將表3的Q、h數(shù)據(jù)標繪在圖1上并用光滑曲線連接,得輸送40℃和10℃時油品時的管路特性曲線hν1—Qν1,hν2—Qν2。

      3 確定輸送40℃和10℃油品的工作點

      由泵和水力學可知,離心泵性能曲線上的每一點,表示在相應(yīng)流量下泵所給出的壓頭(能量);而管路特性曲線上的每一點,表示在相應(yīng)流量下為克服管路摩阻和管路終點與起點高差所需的壓頭。這兩條曲線的交點便是泵與管路系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)的工作點,其對應(yīng)下的流量、揚程、效率便是泵的工作流量、工作揚程、工作效率。

      將hν1—Qν1,hν2—Qν2分別與Hν1—Qν1,Hν2—Qν2相迭合,兩曲線交點A1、A2即為輸送40℃和10℃油品時的工作點,即裝置特性,從圖上可查出工作流量Qν、工作揚程Hν、工作效率ην,列于表4。

      表4 輸送40℃和10℃油品時的工作點的數(shù)值Table 4 Value of operating points whentransporting 40℃and 10℃oil

      4 計算裝1車Q=60 m3的40℃和10℃油品的耗電量

      根據(jù)下列公式計算軸功率Nν,耗電量Wν。下兩式中字母為斜體

      將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式,計算結(jié)果列于表5。

      表5 裝一車60 m3的40℃和10℃油品時的耗電量Table 5 Electricity consumptions forfilling a60 m3tanker with 40℃and10℃oil

      5 結(jié)論

      由表5可見,溫度較高(40℃)時,裝一車60 m3的油品要比溫度低(10℃)時少耗電19.346 kWh。裝置2007年調(diào)合7.2萬t、出廠16.2萬t油品,如果在平均溫度40℃情況下移動,比在平均溫度10℃的情況下,預(yù)計每年可節(jié)約用電9萬kWh。

      如果潤滑油長期儲存在50℃以上,容易氧化變質(zhì),故在2008年采取的節(jié)電措施是:通過調(diào)節(jié)油罐加熱管進出口閥門開度,使罐內(nèi)油品溫度保持在40~50℃之間,即維溫加熱。

      經(jīng)過2年的運行,2008、2009年總耗電量比2007年耗電量下降約1/3,生產(chǎn)用電單耗降低約0.6 kWh/t。充分證明了這項措施切實、可行、有效。

      [1]郭光臣,董文蘭,張志廉.油庫設(shè)計與管理[M].北京:石油大學出版社,2005.

      [2]錢錫俊,陳弘.泵和壓縮機[M]北京:石油大學出版社,2004.

      [3]郭光臣.煉油廠油品儲運[M].北京:中國石化出版社,1999.

      [4]袁恩熙.工程流體力學[M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.

      [5]楊筱蘅,張國忠.輸油管道設(shè)計與管理[M].北京:石油大學出版社,2004.

      Discussion on Electricity Saving Measure of Oil Tank With Temperature-keeping Process by Heating

      MA Gui-xin,LIU Feng-chuang,WANGJun-sheng
      (PetroChinaDalianBlending Plant,Liaoning Dalian116032,China)

      Afterimplementing temperature-keeping measure by heating foroil tank,electricity saving quantity was calculated,whichprovidedatheory basis forimplementationof the measure.After2 years of implementation,the measure reduced total consumption by 1/3 in 2008 and 2009 than in 2007.Per-unit electricity consumption of production reducedby 0.6 kWh/t.Itwas provedby factthatthe measure is practical,feasible andeffective.

      Temperature-keeping by heating;Frictionindex;Partial resistance;Performance curve

      TQ083+.4

      A

      1671-0460(2010)04-0403-03

      2010-06-18

      馬桂新(1968-),女,遼寧康平人,工程師,1991年畢業(yè)于撫順石油學院石油儲運專業(yè),一直從事潤滑油調(diào)合工作。E-mail:maguixinshiyou@163.com。

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