摘要
在工业生产中,常需要对物料进行间接加热,有机热载体由于其高温低压的最大特性被逐渐应用于工业生产中。但由于我国有机热载体加热技术还不成熟,常发生安全事故。合理设计、选择、安装及协调好有机热载体加热系统的各主要设备,对系统运行的安全性、可靠以及节能降耗有着极为重要的作用。
本文通过对各主要设备在有机热载体加热系统中所起的作用及常见事故进行分析,同时考虑节能因素,对各设备的设计与安装提出了相应的改进措施。
在有机热载体加热系统中,膨胀槽是事故发生较多的设备,主要是由于其设计容积的不合理造成的。通过对其作用进行分析,认为膨胀槽的容积除了应满足规程要求的1.3倍调节容积之外,还要加上气体容积及由于气体排出引起液相热载体液面升高的容积;同时还应考虑及比较冷油置换所需有机热载体的总量。膨胀槽的容积应取两者中的最大值。
循环泵是有机热载体加热系统中能耗最大的设备之一,通过CFD数值模拟方法对其进行模拟,找出流体在泵内部流场的分布规律。分析比较了不同种类有机热载体在同一入口流速下及同一种类有机热载体在不同入口流速下,其在泵内的压力场及速度场的分布。认为流体自身的密度、粘度及流量对泵的性能均有较大的影响。在高温情况下,由于粘度较小,密度对泵的效率有着决定性的影响。在更换循环泵或是流量改变的情况下,需要对循环泵进行校核调节,以达到生产需要及节能目的。
通过对有机热载体加热系统的经济效益分析,认为相对于其他热媒加热系统,有机热载体加热系统的经济效益更为显著,其在节能、环保、安全、生产效益方面的贡献更为突出,其应用前景更为广阔。
With its striking feature of high temperature and low pressure, theorganic heat transfer material is applied to industrial production, wherethe goods are heated indirectly. However,there are security incidentshappen frequently because of immature technology of thermal fluidheating. It’s very important for the thermal fluid heating system in termsof Rational design, select, install and coordinate of major equipmentsin heat carrier heating system.
Combined with energy saving, the main equipments in the heatcarrier heating system, which security incidents happen frequently areanalyzed. At the same time, some improvements measures for designand installation of all equipment are proposed in this paper.
Expansion tank is one of equipments which incidents happenfrequently. The principal reason is the unreasonable design of its capacity.Through analysis of its role on the heating system, the capacity of theexpansion tank considered not only need to conform to protocol whichrequire the capacity is the 1.3 times of adjustment capacity but also needto plus the gas capacity and the liquid rising capacity which is caused bythe gas emissions. In the meantime, comparison with the capacityrequirements of cool oil replacement, choose the maximal capacity forthe capacity of the expansion tank.
circulation pump is one of the high energy consumption equipments.The CFD fluid analysis is applied to simulate the two dimensionalimpressible flow field in circulation pump. discovered the flow fieldcharacter of the pump. The distribution of pressure and speed aboutvarious heat carrier under the same inlet velocity and the same heatcarrier under different inlet velocity are simulated. The results are that thedensity、viscosity and speed of fluid have great impact on pumpperformance. It needs to check the adjust circulation pump whenreplacement circulation pump or flow changes in system , ensureproduction and energy saving.
The economical efficiency of organic heat transfer material heatingsystem is analized. Compared with other industrial heating systems, the organic heat transfer material heating system is more significanteconomic benefits. its energy-saving, environmental protection, safety,productivity contribution is more prominent , and its prospectsapplication is more broader.
引文
[1]林国梁.论有机热载体加热技术[J].福建能源开发与节约,1997,(01):44-46
[2] Fishinden M, Saunder O A. Introduction of Heat Transfer[J]. Oxford Press, 1950,132
[3] Walter wagner. Heat Transfer Technique With Organic Media[J]. TECHNISCHER VERLAGRESCHKG, 1977
[4]方卫东.论有机热载体炉的应用技术及节能[J].江西能源,1997(2):22-24,37
[5]姚正平,姚国俊.热载体加热技术的发展及存在问题[J].工业加热,2002,(03):48-49,59
[6]杨建民.热载体加热技术的应用[J].工业炉,2005(05):12-15,31
[7]王化淳.热载体的应用及进展[J].工业加热,1998(03):27-29
[8]白春芳,徐长年.有机热载体的选择和应用[J].筑路机械与施工机械化,1997(14):24-27
[9]寇广孝.钢瓶热载体烤漆加热系统的应用研究[Dl。2003
[10]车德福.冷凝式锅炉及其统[Ml.北京:机械工业出版社,2002
[11]顾炜莉.钢瓶热载体烤漆加热系统及辅助设备应用研究[Ml。2004
[12]冯维军.热载体加热技术[M].北京:劳动部锅炉压力容器安全杂志社,1994
[13]唐琼英,柯友胜.有机热载体特性及使使用中若干问题的分析[J].新疆石油科技,2007,02(17):53-57
[14]赵野.热载体的概况和应用[J].化学工程师,1995(5):26-28
[15]冯蕾.有机热载体技术及其应用实例[J].润滑油,2005,06(20):58-62
[16]孙成杰.热传导液技术及发展概述[J].润滑油,2000,15(5):19—24
[17]刘桂军,崔秀菊,李金来.烷基萘有机热载体的国内外概况[J].河北化工,1997,(4):43—44
[18]张海田.浅谈有机热载体在液相炉中的应用[J].水利电力机械,2007,03(29):74-76,79
[19]黄春芳,王一丁.不同化学成分的有机热载体主要性能试验对比[J].油气田地面工程,2000,04(19):72-74
[20]李秀英.有机热载体的保护[J].油气田地面工程,2003,10(22):53-54
[21] Richard Dotezal. Large Boiler Furnaces.Amsterdam-Londa-New York:ElsevierPublishing Company, 1967
[22]中华人民共和国标准GB 23971-2009有机热载体[S]
[23]万乡才.有机热载体的特性及在使用中应注意的问题[J].工业科技,2005,04(34):44-45
[24] Wolfgang B. The selection of organic heat transfer fluid[J]. Chem App, 1971,95(13):293-586
[25]冯程燕.导热油技术及发展概况[J]. 2007,(4):36-38
[26]陈南岭.导热油在工业换热过程中的应用[J].石油和化工节能,2006(01):14-17
[27]黄一夫.有机热载体技术在沥青加热中的应用[J].湖南交通科技,1997,23(3):22—25
[28]安明文.有机热载体技术在绝缘材料生产中的应用[J].绝缘材料通讯,1994,(5):30—34
[29]张学锋,商剑峰,张勇华.热油炉在轻烃回收装置上的应用[J].石油与天然气化工,2003,32(4):202—203
[30]房廷录.有机热载体替代过热蒸汽加热技术在石油树脂生产装置中的应用及节能效果[J].中国能源,1998,(6):7—9
[31]朱玉廷,康春清,房克朋.有机热载体在精苯生产中的应用[J].燃料与化工,2003,34(6):311—312
[32]朱光顺.精苯生产蒸汽加热改有机热载体加热实践[J].山东冶金,2001,23(3):1—3
[33]郑刚.有机热载体供热系统的优越性[J].节能,1997(10):27-28
[34]王淑玲,范立群.有机热载体换热技术在焦油蒸馏中的应用[J].燃料与化工,2003,34(2):103
[35]沈赤.油脂工业有机热载体的应用[J].中国油脂,1997,22(3):59—60
[36]刘锦文.橡胶工业节能技改与有机热载体加热技术[J].橡胶技术与装备,2003,29(5):31—34
[37]林宪喜,祝仰勇.有机热载体加热技术在蒸氨系统中的应用[J].燃料与化工,2004,35(3):28—30
[38]施建新.有机热载体加热炉新技术及其应用[J].设备管理与维修,1997(03):13-15
[39]寇广孝,王汉青等.抽吸式热载体炉供热系统防止喷油事故的措施[J].南华大学学报(理工版),2002,03(16):28-30
[40]汪琦.载热体加热系统的工艺流传[J].化工装备技术,1994(1):8-10
[41]吴玉昆,王根义等.中心回燃式有机热载体炉的热力计算[J].工业锅炉,2002(6):5-8
[42]单鲁良.燃油有机热载体炉的结构与系统设计探讨[J].工业锅炉,2002(6):11-14
[43]祖望,李动振.螺纹管烤漆空气预热器在有机热载体炉上的应用及其设计[J].工业锅炉,2002(6):1-4
[44]寇广孝,王贤林,伍守平.热载体锅炉供热系统中膨胀器的设计[J].锅炉压力容器安全技术,1999(03):8-10
[45]许光明,李德峰、夏东.“热锁”装置在液相有机热载体炉上的应用[J].特种设备安全技术,2005(01):26
[46]任利国.有机热载体炉膨胀系统的改进[J]. 2003:49-50
[47]刘福仁.关于有机热载体炉安全规程中有关问题的说明[J].中国锅炉压力容器安全,1(11):12-15
[48]奚士光.锅炉及锅炉房设备[M].北京:建筑工业出版社,1999.6
[49]郑庆弟.有机热载体锅炉安装与使用及其技术规范的完善[J].中小企业科技,2007(03):48-49
[50] Macriss R A. Efficiency Improvments in Space Heating by Gas and Oil[J]. AnnualRevie w of Energy,1983,8:247-267
[51]施建新.有机热载体过滤装置的合理设置[J].工业锅炉,1994(04):8-10
[52]李德强,张德超.有机热载体炉辅助装置的设计要求及在用炉存在的缺陷与解决方法[J].特种设备安全技术,2008(01):29-31
[53]邢国清主编.流体力学泵与风机[M].北京,中国电力出版社:2004
[54] Jose Gonzalez, Joaquin Fernandez, Eduardo Blanco.Numerical Simulation ofthe Dynamic Effects Due to Impeller-Volute Interaction in a CentrifugalPump[J].Journal of Fluids Engineering,2002,124(2):348-355
[55] Varley F A.Effects of impeller Design and Surface Roughness on the PerformancesofCentrifugal pumps[C] . Proceedings of the Institution of MechanicalEngincers.1961,175(21):955—989
[56]王福军.计算流体力学分析—CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.
[57] Kitano Majidi.Numerical Study of Unsteady Flow in a Centrifugal Pump[J].Journalof Turbomaehinery,2005,127(2):363-371
[58]孙磊.循环泵的作用[J].特种设备安全技术,2009(01):20-21
[59]有机热载体炉GB/T 17410-2008[S].北京,中国标准出版社:1998
[60] Weissberger A. Organic solvents [M]. 2nd ed. NewYork:Interscience Publishers,Inc,1955,91
[61] Guangxiao Kou,Hanqing Wang. Heating system for paint heat transfer[C]. In::City University of HongKong,Proceedings of the 4th International Conferenceon IAQVEC,HongKong:2001,1471-1477
[62]中国海洋石油总公司. Q-HS 3006-2003.油气分离器设计制造规范[S]. 2003-01-29