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导热油加热与蒸汽加热在节能方面的比较导热油加热的优点

文章来源:黄金城平台 文章作者:黄金城手机版平台 发布时间:2018-10-12
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导热油加热的优势

  传统的间接传热方式是用蒸汽(水)作为传热介质,尽管蒸汽(水)具有其良好的热力学特性,但蒸汽(水)作为传热介质也存在一些自身的弱点,致使供热系统管理的维护较为复杂。

  对于蒸汽系统的操作管理而言,会在系统启动、停车、给水品质、冷凝水回收,冷凝水污染及管线堵塞、疏水器失效、设备及管线腐蚀、系统跑冒滴漏、冬季管线防冻、炉水化学处理和操作压力高等方面存在问题或遇到麻烦。

  经过全球范围内50年以上实际工业应用,导热油已经被证明是避免上述蒸汽供热系统存在问题的理想替代传热介质,同时,使用导热油作为传热介质,还会为供热系统和传热过程提供了以下附加操作优点。

  (1)导热油系统在常压操作条件下可以获得很高的传热介质操作温度,解决了高温蒸汽供热系统必然伴随高压操作条件的问题,根本性的改善了高温供热系统的操作安全状况。

  (2)所有具有不同供热需求的工艺热用户均可在导热油系统中得到满足,每一个热用户均可通过独立的温度控制实现对该设备的精确温控。此外,具有不同操作温度要求的工艺子系统(回路)或设备,可以在同一个供热系统中通过对子系统内导热油操作温度的调节得以满足。

  (3)甚至对于系统中需要直接使用蒸汽的特殊热用户,也可以利用高温导热油对蒸汽发生器加热产生蒸汽来满足其需求。

  (4)导热油系统是一个低压闭式强制循环操作系统,故除去系统内管线设备表面的散热损失外,该系统内没有其他热量损失发生,这也就意味着导热油系统的热效率高而操作费用是较低的。

  在工业加热的蒸汽系统中,由于工艺用热条件和現场设备及管线的布置不同,导致冷凝水回收比较困难,造成了蒸汽系统的较人热损失。系统中通过疏水器排放冷凝水的损失和蒸汽泄漏损失,通常可导致蒸汽供热系效率20%~30%的热损失。蒸汽系统管道及设备在操作中排放的凝结水和蒸汽也会造成2%~4%热损失。而此类热损失并不存在于导热油加热系统中,此外,导热油系统也不会发生与化学水处理和软化水处理相关的经济损失。

导热油加热与蒸汽加热在节能方面的比较导热油加热的优点

  就减少供热系统热损失实现节能运行而言,导热油系统通常能够比蒸汽系统节约25%~30%的燃料费用。此外,导热油系统内的加热炉及其管线阀门基本上是无需维护保养的,全部系统管理工作也易于通过自控和监控实现。

  典型的合成导热油使用温度可以是一100~400℃,矿物油使用温度可以在一20~300℃。导热油不存在冬季冰冻的问题,部分合成导热油可以在严寒地区的冬季保持良好的流动性,故导热油系统内设备及管线基本无需考虑伴热设计,无论是合成热油还是矿物油,导热油对系统内设备和管线没有腐蚀作用,故导热油系统的设备和管线其有更长的使用命。导油加热炉的功率可以根据工艺负荷要求选择,或使用单台加热炉,或使用多台加热炉并联运行为系统提供热负荷。

  在经过热稳定性试验确定的导热油允许使用温度范围内使用,油品的使用寿命是很长的,根据油品的使用情况,可以达到10~15年,甚至有长达20年以上案例。油品每年需要取样分析一次或两次,以确定油品的品质变化情况。

  实际上,有关两种传热介质的传热系数,导热油与蒸汽相比要低的多,但对此问题的考虑,应客观地分析传热介质的传热系数对传热过程及传热效率的影响。传热介质的传热系数是指热量传递过程中在传热介质和受热面内壁表面之间传热作用的效率,这一局部传热系数对于传热过程的总传热系数的影响事实上是很小的,而其影响完全可以通过稍微提高导热油的操作温度,使其加强传热作用,即可使局部传热系数偏小的影响很容易地得到补偿。

  就导热油系统投资费用而言,与相同供热能力和操作条件的饱和蒸汽系统比较,二者应该是相近似的,然而导热油系统与蒸汽系统相比,用户在经济方面获得的最大利益应在于节能和操作费用的节省。

  综上所述,可以看到在工业加热过程中使用导热油作为传热介质与蒸汽或水相比,可以具有以下一的优点。

  (1)导热油系统在常压操作条件下可以获得很高的传热介质操作温度。例如,工艺需要320℃的操作温度,导热油系统可以在常压操作条件下满足工艺温度的要求;在相同的操作温度条件下,蒸汽系统所需的操作压力应为115bars

  (2)导热油系统具有更高的工艺适应性和可靠性,导热油系统可以在同一个供热系统中调整不同子系统的操作温度,以满足不同工艺用户不同的加热及冷却需求,甚至可以满足工艺用户对传热介质液相(温度显热)或气相(汽化潜热)加热的要求同时,由于系统操作压力仅为循环泵的扬程,避免了高温条件下的高压操作,使系统操作的安全可靠性大大提高。

  (3)导热油作为传热介质在系统内不会对设备及管线产生腐蚀,故设备和系统具有一个相当长的检修周期。与蒸汽系统相比,导热油系统大大的减少了检修次数,即节约了设备维护和系统检修费用,同时又节省了检修维护时间,延长了系统有效运行时间。

  (4)导热油系统的设备和管线投资更低。由于的导热油系统的操作压力低,仅为克服系统流动阻力所需的循环泵扬程,故使用低压设备的材料、设计制造及检测费用较使用高、中压设备要低。

  (5)导热油系统的操作简单,自动化控制程度高。导热油系统为闭式循环供热系统,系统中除加热炉为高温燃烧设备和循环泵为转动设备外,其余态由管线及阀门组成。加热炉的操作控制已经实现成熟的全自动燃烧控制和精确温度调节,循环泵只需对泵的启、停加以控制,而系统中的传热过程仅需容通过相关自动调节阀门对导热油流量或温度进行控制即可。

  (6)导热油系统具有更高的系统热效率,有效地节约了能源和燃料费用。由于导热油系统为闭式循环系统,除事故泄漏和系统表面散热损失外没有排放和其他热损失,故系统综合利用热效率可达到85%~90%,与一般蒸汽系统50%~-60%的系统综合热效率相比,节能的效果是十分明显的。

  (7)导热油系统的设备均可布置在室外,冬季并不需要对设备和管线作特殊防冻保护,与一般蒸汽系统相比,节省了厂房的土地和土建费用,也避免了设备及管线防冻保护的麻烦。

  (8)导热油系统完全减省了传统蒸汽加热系统的给水处理和炉水处理及回水处理系统,简化了传热系统和操作的复杂性,节约了水资资源。

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