固定顶储罐内盘管蒸汽伴热工艺设计.pdf

化工设计通讯
第41卷第1期
Chemical Engineering Design Communications
2015年2月
固定顶储罐內盘管蒸汽伴热工艺设计
张艳,陈鵰鵰
(惠生工程(中国)有限公可河南化工设计院分公司,邓州450018)
摘要:本文首先对储罐常见的伴热型式及其适用范进行对比分析;在此某础上:,系统地介绍了固定
顶储罐内管菾汽伴热的工と设计步骤,分别计算维持系统正常运行和出现极端情況时蒸汽使用量,为罐区
公川工程汽设计提供依据,最后采川极端加热情况进行伴热管规格设计
关键词:内橪管;恭汽伴热;?定顶储罐
中图分类号:TQ264.1文献标志码:B文章编号:1003-6490(2015)01-0074-04
Heat Tracing Design of Inner Coil For Fixed Roof Tank
ZHANG Yan-yu, CHEN Peng-pen
(Henan Chemical Engincering Design Institute of Wison
engineering(China)Co. Ltd, Zhengzhou, 450018)
Abstract: This article makes a comparative analysis of common heat tracing types and applicable
range for tanks. On this basis, it systematically introduces heat tracing design of inner coil for fixed
roof tank. It also calculated the steam consumption under normal and extreme cases. This provides a
base for steam design in utilities.
Key words: inner coil: stcam tracing: fixed roof tank
化工生产中,有些工艺介质凝固点高、粘度较传热效率高,热量损失小,但不便于安装和检修,
大,为了防止物料在储罐中凝間,维持其工艺操作如果储罐中的介质具有腐蚀性,盘管中的加热介
温度,保证其在低温环境下正常输送,需要对储罐质易发生泄露,污染工艺物料。一般情况下,设备
进行伴热保温。固定顶储罐伴热保温工艺设计主内介质粘度比较大且无腐蚀性时,设备如需伴热
要包括以下几个步骤:①伴热型式选择;②伴热管保温宜采用内部伴热;当设备内介质为酸、碱或者
加热量及伴热介质用量(蒸汽用量)估算;③伴热其他严重腐蚀性的物料时,应采用外伴热;对于其
管规格设计。
他物料,可以采用外部伴热或内部伴热。
1伴热型式选择
表1加热介质适用情况对比表
伴热
常用的设备伴热形式有外盘管和内盘管两介质
适用范
缺点
种。外盘管伴热是将伴热管缠绕在设备的外壁,
被保淵的介质需要维持的温度较高;设
蒸汽备、管道所在区域的防爆等级较高;介登距离伴热
然后在伴热管外包裹设备保温层。外糍管伴热
质的腐创性、热敏性较强
设备不宜过远
时,加热介质通过储罐外壁对罐内物料进行加热
被保温的介质需要的温度不高(90℃C装置中必须设置
热水以下);要求受热均匀:不宜采用电伴热相应的热水加热
保温。内盘管则是在设备的底部一定高度通入加
等其他伴热
循环系统
热管。正常情况下盘管一直浸没在工ど物料中,导热被保温的介质温度较商(10~35
装置中必须设置
因此加热介质直接对工艺物料进行加热
油C),共他热介质伴热达不到保温目的相应的导热油加
热循环系统
内橪管与外管的设置形式及特点不同,在
电伴被保温的介质温度不高(30~120℃),出现故障时不易
热防火防爆要求不高,或远离恭汽源发现;耗电量较大
に程中适用于不同的场合。对伴热储罐进行工艺
设计时应结合实际条件进行选择:内盘管伴热的
根据加热源不同,设备伴热保温分为蒸汽伴
收稿日期:2015-01-08
作者简介:张艳禹(1964-),男,河南滑县人,主任,高数工程师,大学本科、学工学位。
第1期
张艳禹等:固定顶储罐内盘管蒸汽伴热工艺设计
热、热水伴热、导热油伴热和电伴热等1。这几
A顶一拱顶面积+(1-e)?A(2-6)
种伴热介质的适用范固及优劣対比见在化工生
底佞热闸积
中,由于蒸汽取用方便,冷凝澘热大,温度易于调
节,适用的范周最为广泛。
3)传热温差计算
本文以下两节中重点对固定顶储罐内盘管蒸
壁散热佞热温差
汽伴热工艺计算进行介绍,外盘管或者其他伴热
(2-8)
形式的工艺计算与内盘管蒸汽伴热类似。
顶散热传热温差
2伴热管加热量及蒸汽用量估算
罐底散热传热温差
2.1仅考虑储罐散热损失
正常情况下,忽略工艺物料在管线中的热量2.2考虑介质升温的加热量估算
损失,储罐伴热就是维持罐内物料温度在其操作
实际生产中,工艺物料经由管线进入罐区储
温度不变。这和情况下,单位时间伴热管需要补罐过程中,温度会有所降低。考虑到极端情况,物
充的热量等于顶、豅壁和罐底外保温层散失热料在储罐中温度降至一定温度,这种情况下需要
量之和。这三部分散热情况各不相同:储罐上先对物料进行升温至维持的温度后再进行保温。
部存有一定的气相空间,最大可占储罐体积的1/那么伴热管的加热量分为两部分
物料升温需
10,因此储上部及顶的气相空间与外界传热要的热量和维持物料在设定温度需要补充的热
可以描述为罐内气体与外界空气之间的热量
量,计算表达式见(2-11)
递;罐壁散热卸罐内液相主体与外界空气之间的
传热:而罐底则为底部液体与地面之间的传热。
Qa=ニ+Qa+Qg+Qs(2-11)
在利用传热基本方程式(2-1)计算罐壁、罐顶
Qn=G?CP。?(4
利罐底散热量时应分別计算其传热系数、传热面2.3蒸汽用量计算
积和传热温差。
将2.1和2.2计算的伴热管加热带入式(2
Q=K?A
13)中分别计算正常情况和极端情况下蒸汽
1)传热系数估算
粍量
工.程计算中,一般假定储罐顶和幛散热
的传热系数相同,可按照HG/T20570.11-95
由式(2-11)和(2-13)可以看出,单位时
中简化公式进行估算
蒸汽用昼与加热时间有关。加热时间越长,单位
K=K面=1
(2-2
时间蒸汽用量越少。这里加热时间的长知需要根
据工艺操作周期确定。中间原料储的加热吋问
当储罐采用内盘管伴热时,保温材料紧贴着
可根据上下游工段具体操作进行设定。
设备外壁,保温层与设备之间的空气阻力可忽略
不计,因此上式可简化为
伴热管规格设计
K=K政=1/(十
(2-3
考虑到现场可能出现不同的操作工况,这里
忽略罐底流体与储罐底部的传热以及污垢热根据极端加热情况(考虑储罐内介质升混),对蒸
阻,罐底传热系数K底可依据《油品储运手册》进汽伴热管进行设计。
行估算:
3.1伴热管传热面积计算

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