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導熱油加熱與蒸汽加熱在節能方面的比較導熱油加熱的優點

發布時間:2018-10-12

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鍋爐廠介紹說:

導熱油加熱的優勢

  傳統的間接傳熱方式是用蒸汽(水)作為傳熱介質,盡管蒸汽(水)具有其良好的熱力學特性,但蒸汽(水)作為傳熱介質也存在一些自身的弱點,致使供熱系統管理的維護較為復雜。

  對于蒸汽系統的操作管理而言,會在系統啟動、停車、給水品質、冷凝水回收,冷凝水污染及管線堵塞、疏水器失效、設備及管線腐蝕、系統跑冒滴漏、冬季管線防凍、爐水化學處理和操作壓力高等方面存在問題或遇到麻煩。

  經過全球范圍內50年以上實際工業應用,導熱油已經被證明是避免上述蒸汽供熱系統存在問題的理想替代傳熱介質,同時,使用導熱油作為傳熱介質,還會為供熱系統和傳熱過程提供了以下附加操作優點。

  (1)導熱油系統在常壓操作條件下可以獲得很高的傳熱介質操作溫度,解決了高溫蒸汽供熱系統必然伴隨高壓操作條件的問題,根本性的改善了高溫供熱系統的操作安全狀況。

  (2)所有具有不同供熱需求的工藝熱用戶均可在導熱油系統中得到滿足,每一個熱用戶均可通過獨立的溫度控制實現對該設備的精確溫控。此外,具有不同操作溫度要求的工藝子系統(回路)或設備,可以在同一個供熱系統中通過對子系統內導熱油操作溫度的調節得以滿足。

  (3)甚至對于系統中需要直接使用蒸汽的特殊熱用戶,也可以利用高溫導熱油對蒸汽發生器加熱產生蒸汽來滿足其需求。

  (4)導熱油系統是一個低壓閉式強制循環操作系統,故除去系統內管線設備表面的散熱損失外,該系統內沒有其他熱量損失發生,這也就意味著導熱油系統的熱效率高而操作費用是較低的。

  在工業加熱的蒸汽系統中,由于工藝用熱條件和現場設備及管線的布置不同,導致冷凝水回收比較困難,造成了蒸汽系統的較人熱損失。系統中通過疏水器排放冷凝水的損失和蒸汽泄漏損失,通??蓪е抡羝嵯敌?0%~30%的熱損失。蒸汽系統管道及設備在操作中排放的凝結水和蒸汽也會造成2%~4%熱損失。而此類熱損失并不存在于導熱油加熱系統中,此外,導熱油系統也不會發生與化學水處理和軟化水處理相關的經濟損失。

導熱油加熱與蒸汽加熱在節能方面的比較導熱油加熱的優點

  就減少供熱系統熱損失實現節能運行而言,導熱油系統通常能夠比蒸汽系統節約25%~30%的燃料費用。此外,導熱油系統內的加熱爐及其管線閥門基本上是無需維護保養的,全部系統管理工作也易于通過自控和監控實現。

  典型的合成導熱油使用溫度可以是一100~400℃,礦物油使用溫度可以在一20~300℃。導熱油不存在冬季冰凍的問題,部分合成導熱油可以在嚴寒地區的冬季保持良好的流動性,故導熱油系統內設備及管線基本無需考慮伴熱設計,無論是合成熱油還是礦物油,導熱油對系統內設備和管線沒有腐蝕作用,故導熱油系統的設備和管線其有更長的使用命。導油加熱爐的功率可以根據工藝負荷要求選擇,或使用單臺加熱爐,或使用多臺加熱爐并聯運行為系統提供熱負荷。

  在經過熱穩定性試驗確定的導熱油允許使用溫度范圍內使用,油品的使用壽命是很長的,根據油品的使用情況,可以達到10~15年,甚至有長達20年以上案例。油品每年需要取樣分析一次或兩次,以確定油品的品質變化情況。

  實際上,有關兩種傳熱介質的傳熱系數,導熱油與蒸汽相比要低的多,但對此問題的考慮,應客觀地分析傳熱介質的傳熱系數對傳熱過程及傳熱效率的影響。傳熱介質的傳熱系數是指熱量傳遞過程中在傳熱介質和受熱面內壁表面之間傳熱作用的效率,這一局部傳熱系數對于傳熱過程的總傳熱系數的影響事實上是很小的,而其影響完全可以通過稍微提高導熱油的操作溫度,使其加強傳熱作用,即可使局部傳熱系數偏小的影響很容易地得到補償。

  就導熱油系統投資費用而言,與相同供熱能力和操作條件的飽和蒸汽系統比較,二者應該是相近似的,然而導熱油系統與蒸汽系統相比,用戶在經濟方面獲得的最大利益應在于節能和操作費用的節省。

  綜上所述,可以看到在工業加熱過程中使用導熱油作為傳熱介質與蒸汽或水相比,可以具有以下一的優點。

  (1)導熱油系統在常壓操作條件下可以獲得很高的傳熱介質操作溫度。例如,工藝需要320℃的操作溫度,導熱油系統可以在常壓操作條件下滿足工藝溫度的要求;在相同的操作溫度條件下,蒸汽系統所需的操作壓力應為115bars

  (2)導熱油系統具有更高的工藝適應性和可靠性,導熱油系統可以在同一個供熱系統中調整不同子系統的操作溫度,以滿足不同工藝用戶不同的加熱及冷卻需求,甚至可以滿足工藝用戶對傳熱介質液相(溫度顯熱)或氣相(汽化潛熱)加熱的要求同時,由于系統操作壓力僅為循環泵的揚程,避免了高溫條件下的高壓操作,使系統操作的安全可靠性大大提高。

  (3)導熱油作為傳熱介質在系統內不會對設備及管線產生腐蝕,故設備和系統具有一個相當長的檢修周期。與蒸汽系統相比,導熱油系統大大的減少了檢修次數,即節約了設備維護和系統檢修費用,同時又節省了檢修維護時間,延長了系統有效運行時間。

  (4)導熱油系統的設備和管線投資更低。由于的導熱油系統的操作壓力低,僅為克服系統流動阻力所需的循環泵揚程,故使用低壓設備的材料、設計制造及檢測費用較使用高、中壓設備要低。

  (5)導熱油系統的操作簡單,自動化控制程度高。導熱油系統為閉式循環供熱系統,系統中除加熱爐為高溫燃燒設備和循環泵為轉動設備外,其余態由管線及閥門組成。加熱爐的操作控制已經實現成熟的全自動燃燒控制和精確溫度調節,循環泵只需對泵的啟、停加以控制,而系統中的傳熱過程僅需容通過相關自動調節閥門對導熱油流量或溫度進行控制即可。

  (6)導熱油系統具有更高的系統熱效率,有效地節約了能源和燃料費用。由于導熱油系統為閉式循環系統,除事故泄漏和系統表面散熱損失外沒有排放和其他熱損失,故系統綜合利用熱效率可達到85%~90%,與一般蒸汽系統50%~-60%的系統綜合熱效率相比,節能的效果是十分明顯的。

  (7)導熱油系統的設備均可布置在室外,冬季并不需要對設備和管線作特殊防凍保護,與一般蒸汽系統相比,節省了廠房的土地和土建費用,也避免了設備及管線防凍保護的麻煩。

  (8)導熱油系統完全減省了傳統蒸汽加熱系統的給水處理和爐水處理及回水處理系統,簡化了傳熱系統和操作的復雜性,節約了水資資源。

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