專利名稱：一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法，特別是涉及一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱油，又稱有機(jī)熱載體或熱介質(zhì)油，作為中間傳熱介質(zhì)在工業(yè)換熱過程中的應(yīng)用已有五十年以上的歷史，具有低壓高溫、放熱穩(wěn)定、傳熱效果好、可持續(xù)循環(huán)使用等優(yōu)點，被印染、化纖、石化、化工等企業(yè)廣泛采用。導(dǎo)熱油鍋爐是以煤、重油、輕油、可燃?xì)怏w或其他可燃材料為燃料，導(dǎo)熱油為熱載體，利用循環(huán)油泵強(qiáng)制液相循環(huán)，將熱能輸送給用熱設(shè)備后，繼而返回重新加熱的直流式特種工業(yè)爐。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)熱油加熱裝置得到了不斷的發(fā)展和應(yīng)用。但是目前市場上的導(dǎo)熱油鍋爐普遍存在如下缺陷
I.因為導(dǎo)熱油鍋爐多是采用可燃材料直接對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，加熱時燃料顆粒對導(dǎo)熱油管換熱時易產(chǎn)生磨擦，使導(dǎo)熱油管磨損而泄漏，導(dǎo)熱油管長期高溫加熱，容易使導(dǎo)熱油雜質(zhì)沉積，一方面使循環(huán)阻力增加，循環(huán)流速降低進(jìn)而影響循環(huán)量限制鍋爐出力，另一方面雜質(zhì)沉積過久造成結(jié)垢而產(chǎn)生熱阻降低鍋爐效率，導(dǎo)熱油管熱阻的增加會使管壁的溫度急劇升高而超過碳鋼的允許溫度，而產(chǎn)生碳元素的球化進(jìn)而游離石墨析出，造成滲油爆管等事故。2.采用煤、重油、輕油、可燃?xì)怏w或其他可燃材料對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，需要消耗大量燃料，成本較高。如一臺500萬大卡發(fā)熱量導(dǎo)熱油加熱裝置，以每小時耗煤I. 3噸，一年運(yùn)行330天計，每噸煤的平均價格為880元計算1· 3噸X24小時X330天X880元=9060480元/年，加上電費(fèi)維護(hù)費(fèi)用及其他一些費(fèi)用一年成本達(dá)一千萬左右。并且燃料產(chǎn)生的有害氣體會造成嚴(yán)重的大氣污染，給生態(tài)環(huán)境帶來一定負(fù)擔(dān)。有鑒于此，本發(fā)明人對此進(jìn)行研究，專門開發(fā)出一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全可靠、環(huán)保且低成本的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，包括罐體，以及安裝在罐體內(nèi)的若干個導(dǎo)熱油管、若干個電輔熱加熱器、若干個支撐板、若干個隔板、汽室底板和汽室頂板等，其中，汽室底板和汽室頂板均設(shè)有若干個通孔，所述加熱器罐體從下而上依次被汽室底板和汽室頂板分為第一油室、汽室和第二油室，導(dǎo)熱油管分別沿罐體豎直方向均勻地排列在汽室中，所述導(dǎo)熱油管底部和頂部分別固定在汽室底板和汽室頂板的通孔內(nèi)，并通過設(shè)置在罐體內(nèi)壁上的支撐板進(jìn)行支撐和固定；所述導(dǎo)熱油管分別通過汽室底板和汽室頂板上的通孔與第一油室和第二油室相連通；第一油室內(nèi)設(shè)置有若干塊隔板，將第一油室分隔為進(jìn)油室、出油室以及I個或I個以上的中轉(zhuǎn)油室；第二油室內(nèi)也設(shè)置有多塊隔板，將第二油室分隔為2個或2個以上的加熱室，其中每個加熱室內(nèi)都設(shè)置有電輔熱加熱器；導(dǎo)熱油進(jìn)油管和出油管分別與進(jìn)油室和出油室相連；蒸汽進(jìn)汽管連接在汽室的下端，蒸汽出汽管連接在汽室的上端。所述導(dǎo)熱油加熱裝置汽室內(nèi)設(shè)置有3-5塊支撐板，等間距交錯固定在汽室內(nèi)壁，使蒸汽在汽室內(nèi)呈曲線形流動，減緩蒸汽流動的速度，增長蒸汽流程，使導(dǎo)熱油管受熱更充分更均勻。上述支撐板呈D形，由圓弧段和直線段組成，其中圓弧段的圓弧直徑與罐體內(nèi)徑大小一致，所述支撐板上設(shè)置有若干個可供導(dǎo)熱油管穿過的通孔。第一油室設(shè)有2-4塊隔板，所述隔板固定焊接在第一油室內(nèi)，將第一油室分割為相互獨立的進(jìn)油室、出油室以及中轉(zhuǎn)油室。 第二油室設(shè)有1-3塊隔板，所述隔板固定焊接在第二油室內(nèi)，將第一油室分割為相互獨立的2-4個加熱室。上述導(dǎo)熱油管直徑為20-40mm，其底部和頂部分別通過焊接或脹接固定在汽室底板和汽室頂板的通孔內(nèi)。所述罐體汽室下端的罐壁上還設(shè)置有一疏水管和疏水管閥門，當(dāng)導(dǎo)熱油管的油溫較低時，汽室內(nèi)的蒸汽與導(dǎo)熱油管熱交換時產(chǎn)生的凝結(jié)水會通過疏水管排除罐體。所述罐體汽室上端的罐壁上還設(shè)置有一汽室壓力表，用于檢測汽室內(nèi)的壓力狀態(tài)。所述蒸汽進(jìn)汽管連接在靠近出油室的汽室罐壁上，這樣可以使出油管內(nèi)的導(dǎo)熱油最末端與蒸汽進(jìn)汽管的高溫段熱交換，以減小導(dǎo)熱油與進(jìn)汽溫度的端差。在進(jìn)汽管上設(shè)有閥門，閥門與罐體之間的進(jìn)汽管上還設(shè)有一溫度計和一壓力計，用于檢測進(jìn)汽管的溫度、壓力以及調(diào)整進(jìn)汽量。所述出汽管上設(shè)有閥門，閥門與罐體之間的出汽管上也設(shè)有一溫度計和一壓力計，用于檢測出汽管的溫度和壓力。所述進(jìn)油管另一端連接導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱，進(jìn)油管從上而下依次設(shè)有進(jìn)油管閥門和循環(huán)油泵。所述出油管另一端連接導(dǎo)熱油出油集箱，出油管從上而下依次設(shè)有油溫計和出油
管閥門。所述電輔熱加熱器水平或垂直設(shè)置在各個加熱室內(nèi)，電輔熱加熱器輸出功率為300-5000KW。一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱方法，包括如下步驟
I)先打開進(jìn)油管閥門和出油管閥門，并開啟設(shè)置在進(jìn)油管上的循環(huán)油泵，在循環(huán)油泵的作用下，導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)入進(jìn)油室，接著通過與進(jìn)油室相連通的導(dǎo)熱油管進(jìn)入汽室和加熱室，然后再經(jīng)過汽室到達(dá)中轉(zhuǎn)油室，接著再經(jīng)過汽室到達(dá)另一個加熱室，如此循環(huán)，最后再從汽室流入出油室，通過出油管進(jìn)入導(dǎo)熱油出油集箱；同時，開啟電輔熱加熱器，對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，因為在蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置剛開始工作時，蒸汽未排入汽室，汽室內(nèi)的導(dǎo)熱油管溫度較低，可以先通過電輔熱加熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)導(dǎo)熱油出油溫度的提升調(diào)節(jié)電輔熱加熱器的輸出功率直至停用電輔熱系統(tǒng)。
2)待導(dǎo)熱油正常循環(huán)后，先打開蒸汽管旁路閥，再微開蒸汽出汽管閥門，使少量蒸汽從出汽管進(jìn)入汽室，對導(dǎo)熱油管進(jìn)行緩慢地逆向加熱，以防止進(jìn)汽過大，使導(dǎo)熱油管冷熱膨脹不均勻、熱應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油管焊口裂開或脹口松開產(chǎn)生漏油。3)接著，打開疏水管閥門，將汽室內(nèi)的凝結(jié)水通過疏水管排出汽室。4)檢查蒸汽室壓力表，當(dāng)壓力表緩慢上升時，繼續(xù)緩慢打開蒸汽出汽管閥門，使蒸汽從出汽管進(jìn)入汽室再從疏水管排出。5)檢查出油管上的油溫計，當(dāng)油溫計緩慢平穩(wěn)地上升時，逐漸開大蒸汽出汽管閥門，檢查疏水管排汽情況，當(dāng)疏水量逐漸減少，轉(zhuǎn)而變成冒白汽，直至冒白汽逐漸變成排過熱蒸汽時，開啟蒸汽進(jìn)汽管閥門，關(guān)閉疏水管閥門。當(dāng)完全打開蒸汽進(jìn)汽管閥門后，再完全打開蒸汽出汽管閥門，再關(guān)閉蒸汽管旁路閥，此時全部蒸汽都經(jīng)蒸汽室與導(dǎo)熱油管換熱后再給下游用戶用。
用蒸汽替代煤、重油、輕油、可燃?xì)怏w等傳統(tǒng)燃料，不僅可以使導(dǎo)熱油管加熱更充分更安全，且節(jié)能環(huán)保，此外，采用電輔熱加熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，可以使導(dǎo)熱油快速達(dá)到設(shè)定的出油溫度，而且當(dāng)進(jìn)汽管蒸汽溫度不足時，可以及時開啟電輔熱加熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行彌補(bǔ)加熱。在以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置安裝示意 圖2為圖I的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置罐體剖面 圖3為實施例I的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置結(jié)構(gòu)示意 圖4為實施例2的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。罐體I ;第一油室11 ;進(jìn)油室111 ;出油室112 ;第一中轉(zhuǎn)油室113 ;第二中轉(zhuǎn)油室114 ;汽室12 ;疏水管121 ;疏水管閥門122 ;汽室壓力表123 ;第二油室13 ;電輔熱加熱器131 ;第一加熱室132 ;第二加熱室133 ;第三加熱室134 ；
導(dǎo)熱油管2 ;支撐板3 ;隔板4 ;汽室底板5 ;汽室頂板6 ；
進(jìn)油管7 :進(jìn)油管閥門71 ;循環(huán)油泵72 ;導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73 ;進(jìn)油集箱油溫計74 ;旁路閥75 ；
出油管8 ;出油管閥門81 ;導(dǎo)熱油出油集箱82 ;油溫計83 ;定型機(jī)84 ;出油集箱油溫計85 ;出油集箱壓力計86 ；
蒸汽進(jìn)汽管9 ;進(jìn)汽管閥門91 ;溫度計92 ;壓力計93 ;旁路閥94 ；
蒸汽出汽管10 ;進(jìn)汽管閥門101 ;溫度計102 ;壓力計103。
具體實施例方式實施例I
如圖I、圖2和圖3所示，一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，供定型機(jī)加熱使用，包括罐體I，及其安裝在罐體I內(nèi)的若干個導(dǎo)熱油管2、2個電輔熱加熱器131、3個支撐板3、3個隔板4、汽室底板5和汽室頂板6等,其中，汽室底板5和汽室頂板6均設(shè)有若干個通孔,所述加熱器罐體I從下而上依次被汽室底板5和汽室頂板6分為第一油室11、汽室12和第二油室13，導(dǎo)熱油管2分別沿罐體I豎直方向均勻地排列在汽室12中，所述導(dǎo)熱油管2底部和頂部分別焊接固定在汽室底板5和汽室頂板6的通孔內(nèi)，并通過設(shè)置在罐體I內(nèi)壁上的支撐板3進(jìn)行支撐和固定；所述導(dǎo)熱油管2分別通過汽室底板5和汽室頂板6上的通孔與第一油室
11和第二油室13相連通；第一油室11內(nèi)設(shè)置有2個隔板4，將第一油室分隔為進(jìn)油室111、出油室112以及第一中轉(zhuǎn)油室113 ;第二油室13內(nèi)設(shè)置有I個隔 板4，將第二油室13均分為兩個加熱室第一加熱室132和第二加熱室133，其中兩個加熱室內(nèi)都設(shè)置有電輔熱加熱器131 ;導(dǎo)熱油進(jìn)油管7和出油管8分別連接在進(jìn)油室111和出油室112 ;蒸汽進(jìn)汽管9連接在汽室的下端，蒸汽出汽管10連接在汽室的上端。在本實施例中，所述支撐板3呈D形，由圓弧段和直線段組成，其中圓弧段的圓弧直徑與罐體內(nèi)徑大小一致，固定焊接在汽室內(nèi)壁上，所述支撐板3上還設(shè)置有若干個可供導(dǎo)熱油管2穿過的通孔；
上述3個支撐板3等間距交錯固定在汽室12內(nèi)壁，使蒸汽在汽室12內(nèi)呈曲線形流動，減緩蒸汽流動的速度，增長蒸汽流程。支撐板3越多，導(dǎo)熱油管2固定支撐效果越好，并且可以延長蒸汽在汽室12內(nèi)的流程，使導(dǎo)熱油管2受熱更充分，更均勻。上述導(dǎo)熱油管2的直徑和數(shù)量根據(jù)實際需求而定，本實施例選擇導(dǎo)熱管直徑為20mm，數(shù)量為5680根。所述電輔熱加熱器131水平設(shè)置在第一加熱室132和第二加熱室133內(nèi)。電輔熱加熱器131的功率也根據(jù)導(dǎo)熱油循環(huán)油量而定，本實施例選擇輸出功率300-5000kw電輔熱加熱器131，所述電輔熱加熱器131可以直接在市場購買所得，如無錫恒業(yè)電熱電器有限公司生產(chǎn)的型號為PGZ-1000，在使用時根據(jù)油量、汽量的大小或油溫、汽溫的高低來調(diào)節(jié)電輔熱加熱器131的加熱功率。當(dāng)需要提供較大的加熱量時，則提高電輔熱加熱器131的輸出功率，當(dāng)導(dǎo)熱油不需要太大加熱量時，則降低電輔熱加熱器131的輸出功率。所述罐體I汽室12下端的罐壁上還設(shè)置有一疏水管121和疏水管閥門122，當(dāng)導(dǎo)熱油管2的油溫較低時，汽室12內(nèi)的蒸汽與導(dǎo)熱油管2熱交換時會產(chǎn)生凝結(jié)水，然后通過疏水管121排出罐體I。所述罐體I汽室12上端的罐壁上還設(shè)置有一汽室壓力表123，用于檢測汽室內(nèi)的壓力狀態(tài)。所述蒸汽進(jìn)汽管9連接在靠近出油室112的汽室12罐壁上，這樣可以使出油管8內(nèi)的導(dǎo)熱油最末端與蒸汽進(jìn)汽管9的高溫段熱交換，以減小導(dǎo)熱油與進(jìn)汽溫度的端差。在進(jìn)汽管9上設(shè)有閥門91，閥門91與罐體I之間的進(jìn)汽管9上還設(shè)有一溫度計92和一壓力計93，用于檢測進(jìn)汽管9的溫度、壓力以及調(diào)整進(jìn)汽量。所述出汽管10上設(shè)有閥門101，閥門101與罐體I之間的出汽管10上也設(shè)有一溫度計102和一壓力計103，用于檢測出汽管10的溫度和壓力。導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73 —端連接定型機(jī)84出油口，一端連接進(jìn)油管7，在進(jìn)油管7上從上而下依次設(shè)有進(jìn)油管閥門71和循環(huán)油泵72。導(dǎo)熱油出油集箱82 —端連接定型機(jī)84的進(jìn)油口，另一端連接出油管8，在出油管8上從上而下依次設(shè)有油溫計83、出油管閥門81。導(dǎo)熱油出油集箱82上還設(shè)有一油溫計85和壓力計86，用于檢測導(dǎo)熱油出油集箱82的油溫和壓力。一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱方法，包括如下步驟I)先打開進(jìn)油管閥門71和出油管閥門81，并開啟設(shè)置在進(jìn)油管7上的循環(huán)油泵72，在循環(huán)油泵72的作用下，導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)入進(jìn)油室111，接著通過與進(jìn)油室111相連通的導(dǎo)熱油管2進(jìn)入汽室12和第一加熱室132，經(jīng)過第一加熱室132的導(dǎo)熱油再經(jīng)過汽室12到達(dá)中轉(zhuǎn)油室113，然后再經(jīng)過汽室12到達(dá)第二加熱室133，接著再經(jīng)過汽室12到達(dá)出油室112，最后通過出油管8進(jìn)入導(dǎo)熱油出油集箱82 ;同時，開啟電輔熱加熱器131，對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，因為在蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置剛開始工作時，蒸汽未排入汽室12，汽室12內(nèi)的導(dǎo)熱油管2溫度較低，可以先通過電輔熱加熱器131對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)導(dǎo)熱油出油溫度的提升調(diào)節(jié)電輔熱加熱器131的輸出功率直至停用電輔熱加熱器131。
2)待導(dǎo)熱油正常循環(huán)后，先打開蒸汽管旁路閥94，再微開蒸汽出汽管閥門101，使少量蒸汽從出汽管10進(jìn)入汽室12，對導(dǎo)熱油管2進(jìn)行緩慢地逆向加熱，以防止進(jìn)汽過大，使導(dǎo)熱油管2冷熱膨脹不均勻、熱應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油管2焊口裂開或脹口松開產(chǎn)生漏油。3)接著，打開疏水管閥門122，將汽室12內(nèi)的凝結(jié)水通過疏水管121排出汽室12。4)檢查蒸汽室壓力表123，當(dāng)壓力表123緩慢上升時，繼續(xù)緩慢打開蒸汽出汽管閥門101，使蒸汽從出汽管10進(jìn)入汽室12再從疏水管121排出。5)檢查出油管8上的油溫計83，當(dāng)油溫計83緩慢平穩(wěn)地上升時，逐漸開大蒸汽出汽管閥門101，檢查疏水管121排汽情況，當(dāng)疏水量逐漸減少，轉(zhuǎn)而變成冒白汽，直至冒白汽逐漸變成排過熱蒸汽時，開啟蒸汽進(jìn)汽管閥門91，關(guān)閉疏水管閥門122。當(dāng)完全打開進(jìn)汽管閥門91后，再完全打開出汽管閥門101，再關(guān)閉蒸汽管旁路閥94，此時全部蒸汽在汽室12內(nèi)流經(jīng)各支撐板3對導(dǎo)熱油進(jìn)行充分加熱后再給下游用戶用。出油管8將經(jīng)過蒸汽加熱后的導(dǎo)熱油匯集到導(dǎo)熱油出油集箱82，然后輸送給各臺定型機(jī)84。在出油室112和出油閥門81之間的出油管8上還設(shè)有油溫計83，用于檢測調(diào)整出油管8的導(dǎo)熱油溫度。在導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73上也設(shè)有油溫計74，用于檢測進(jìn)油管7的導(dǎo)熱油溫度。蒸汽進(jìn)汽管9和出汽管10設(shè)置的溫度計92和溫度計102用于檢測蒸汽的進(jìn)出口溫度。壓力計93和壓力計103用于檢測蒸汽進(jìn)出口的壓力。此外，在加熱器的進(jìn)油管7和出油管8之間設(shè)有旁路閥75，用以在運(yùn)行工況發(fā)生變化時及時調(diào)整以滿足生產(chǎn)需要。以一臺500萬大卡發(fā)熱量鍋爐循環(huán)油量300m3/小時、進(jìn)油溫度230°C、出油溫度250°C設(shè)計的導(dǎo)熱油加熱裝置，所需要的總熱量為；
據(jù)熱量表達(dá)式Q = C mA t Q——表示總吸收的熱量，單位為kj/kg ；
C——表示導(dǎo)熱油的比熱容，在本實例中，導(dǎo)熱油比熱容為2. 8kJ/(kg · °C)；
m-表示導(dǎo)熱油的質(zhì)量，單位為kg ；
Δ t 表不提聞的溫度，單位為°〇；
導(dǎo)熱油的密度0. 85kg/m3。300m3/小時 X 2. 8 kj/(kg· V) X 20 V X 1000 X O. 85=14280000KJ
要加熱循環(huán)油量為300m3/小時的導(dǎo)熱油所需14280000KJ的熱量才能滿足系統(tǒng)循環(huán)生產(chǎn)需求。而電廠的日常供熱低品位蒸汽O. 8Mpa、265°C的熱量為2981KJ/Kg(據(jù)焓熵表查得)，因?qū)嵊偷倪M(jìn)油溫度為230°C故蒸汽在導(dǎo)熱油加熱裝置中只能釋放出一部份熱量，通過熱平衡計算放熱后蒸汽壓力不變、溫度降為240°C (據(jù)焓熵表查得)其熱量為2927KJ/Kg， 據(jù)上得出I噸蒸汽在導(dǎo)熱油加熱裝置內(nèi)可放出熱量為 2981KJ/Kg-2927KJ/kgX1000=54000KJ
根據(jù)電廠的蒸汽可利用量為300噸/小時計算，加熱循環(huán)油量300m3 /小時的導(dǎo)熱油所
需的蒸汽量為
14280000KJ +54000kj=264. 4噸/小時；300噸蒸汽的熱量> 300m3 /小時導(dǎo)熱油提高5°C所需的熱量，即利用熱電廠265噸/小時的蒸汽量流過這個導(dǎo)熱油加熱裝置后所釋放出的熱量完全能滿足整個系統(tǒng)循環(huán)生產(chǎn)需要。而經(jīng)過導(dǎo)熱油加熱裝置熱利用后的蒸汽雖然在品位上稍有所下降但仍不影響下游用戶的正常使用，對熱電廠來說其損失也微乎其乎。循環(huán)油量300m3/小時蒸汽加電輔熱導(dǎo)熱油加熱裝置設(shè)計換熱面積為2500 m2的一個壓力容器，導(dǎo)熱油管直徑設(shè)計直徑為20mm、共計5680根導(dǎo)熱油換熱管，并配置功率為3000KW兩組電輔熱加熱器元件。當(dāng)換熱器蒸汽量不足或蒸汽溫度偏低時達(dá)不到導(dǎo)熱油所需的溫度時投用電輔熱加熱器。例如當(dāng)加熱循環(huán)量300m3/小時的導(dǎo)熱油量相對應(yīng)蒸汽量的蒸汽溫度偏 低5°C時，其蒸汽加熱后的導(dǎo)熱油溫度也相應(yīng)降低了 5°C，此時可能就不能滿足生產(chǎn)需求，據(jù)系統(tǒng)設(shè)定要求投用電輔熱系統(tǒng)。提高5°C油溫電輔熱系統(tǒng)所需消耗的電能為
一度電的熱量為lkw · h = 3600 kj，每千克導(dǎo)熱油提高I度油溫所需的熱量為2.8kj。加熱 300m3/小時的導(dǎo)熱油所需的熱量 2.8 kj X 300m3/hX 1000X0. 85kg/m3 =714000kj，要提高5°C油溫所需的熱量為，714000 kjX5°C =3570000 kj，提高5°C所需消耗的電能為，3570000 kj3600 kj=991. 6kw · h
本實施例所述的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置用蒸汽與電輔熱系統(tǒng)就能代替一臺相當(dāng)于500萬大卡發(fā)熱量的燃煤鍋爐，其能耗成本大大降低。實施例2
如圖I、圖2和圖4所示，一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，供定型機(jī)加熱使用，包括罐體I，及其安裝在罐體I內(nèi)的若干個導(dǎo)熱油管2、3個電輔熱加熱器131、5個支撐板3、5個隔板4、汽室底板5和汽室頂板6等,其中，汽室底板5和汽室頂板6均設(shè)有復(fù)數(shù)個通孔,所述加熱器罐體I從下而上依次被汽室底板5和汽室頂板6分為第一油室11、汽室12和第二油室13，導(dǎo)熱油管2分別沿罐體I豎直方向均勻地排列在汽室12中，所述導(dǎo)熱油管2底部和頂部分別脹接固定在汽室底板5和汽室頂板6的通孔內(nèi)，并通過設(shè)置在罐體I內(nèi)壁上的支撐板3進(jìn)行支撐和固定；所述導(dǎo)熱油管2分別通過汽室底板5和汽室頂板6上的通孔與第一油室
11和第二油室13相連通；第一油室11內(nèi)設(shè)置有3個隔板4，將第一油室分隔為進(jìn)油室111、出油室112以及第一中轉(zhuǎn)油室113和第二中轉(zhuǎn)油室114 ;第二油室13內(nèi)設(shè)置有2個隔板4，將第二油室13均分為3個加熱室第一加熱室132、第二加熱室133和第三加熱室134，其中3個加熱室內(nèi)都設(shè)置有電輔熱加熱裝131 ;導(dǎo)熱油進(jìn)油管7和出油管8分別連接在進(jìn)油室111和出油室112 ;蒸汽進(jìn)汽管9連接在汽室的下端，蒸汽出汽管10連接在汽室的上端。在本實施例中，所述支撐板3呈D形，由圓弧段和直線段組成，其中圓弧段的圓弧直徑與罐體內(nèi)徑大小一致，固定焊接在汽室內(nèi)壁上，所述支撐板3上還設(shè)置有若干個可供導(dǎo)熱油穿過的通孔；
上述5個支撐板3等間距交錯固定在汽室內(nèi)壁，使蒸汽在汽室內(nèi)呈曲線形流動，減緩蒸汽流動的速度，增長蒸汽流程。支撐板3越多，導(dǎo)熱油管2固定支撐效果越好，而且可以延長蒸汽在汽室12內(nèi)的流程，使導(dǎo)熱油管2受熱更充分，更均勻。上述導(dǎo)熱油管2的直徑和數(shù)量根據(jù)實際需求而定，本實施例選擇導(dǎo)熱管直徑為30mm，數(shù)量為7800根。所述電輔熱加熱器131垂直設(shè)置在第一加熱室132和第二加熱室133內(nèi)和第三加熱室134。電輔熱加熱器131的功率也根據(jù)導(dǎo)熱油循環(huán)油量而定，本實施例選擇輸出功率300-5000kw電輔熱加熱器131，所述電輔熱加熱器131可以直接在市場購買所得，如無錫恒業(yè)電熱電器有限公司生產(chǎn)的型號為PGZ-1000，在使用時根據(jù)油量、汽量的大小或油溫、汽溫的高低來調(diào)節(jié)電輔熱加熱器131的加熱功率。當(dāng)需要提供較大的加熱量時，則提高電輔熱加熱器131的輸出功率，但導(dǎo)熱油不需要太大加熱量時，則降低電輔熱加熱器131的輸出功率。所述罐體I汽室12下端的罐壁上還設(shè)置有一疏水管121和疏水管閥門122，當(dāng)導(dǎo)熱油管2的油溫較低時，汽室12內(nèi)的蒸汽與導(dǎo)熱油管2熱交換時會產(chǎn)生凝結(jié)水，然后通過 疏水管121排出罐體I。所述罐體I汽室12上端的罐壁上還設(shè)置有一汽室壓力表123，用于檢測汽室內(nèi)的壓力狀態(tài)。所述蒸汽進(jìn)汽管9設(shè)置了連接在靠近出油室112的汽室12罐壁上，這樣可以使出油管8內(nèi)的導(dǎo)熱油最后與蒸汽進(jìn)汽管9的高溫段熱交換，以減小與進(jìn)汽溫度的端差。在進(jìn)汽管9上設(shè)有閥門91，閥門91與罐體I之間的進(jìn)汽管9上還設(shè)有一溫度計92和一壓力計93，用于檢測進(jìn)汽管9的溫度和壓力與調(diào)整進(jìn)汽量。所述出汽管10上設(shè)有閥門101，閥門101與罐體I之間的出汽管10上也設(shè)有一溫度計102和一壓力計103，用于檢測出汽管10的溫度和壓力。導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73 —端連接定型機(jī)84出油口，一端連接進(jìn)油管7，在進(jìn)油管7上從上而下依次設(shè)有進(jìn)油管閥門71和循環(huán)油泵72。導(dǎo)熱油出油集箱82 —端連接定型機(jī)84的進(jìn)油口，另一端連接出油管8，在出油管8上從上而下依次設(shè)有油溫計83、出油管閥門81。導(dǎo)熱油出油集箱82上還設(shè)有一油溫計85和壓力計86，用于檢測導(dǎo)熱油出油集箱82的油溫和壓力。一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱方法，包括如下步驟
I)先打開進(jìn)油管閥門71和出油管閥門81，并開啟設(shè)置在進(jìn)油管7上的循環(huán)油泵72，在循環(huán)油泵72的作用下，導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)入進(jìn)油室111，接著通過與進(jìn)油室111相連通的導(dǎo)熱油管2進(jìn)入汽室12和第一加熱室132，經(jīng)過第一加熱室132的導(dǎo)熱油依次經(jīng)過汽室12 —第一中轉(zhuǎn)油室113 —汽室12 —第二加熱室133 —汽室12 —第二中轉(zhuǎn)油室114 —汽室12 —第三加熱室134 —汽室12，最后到達(dá)出油室112，通過出油管8進(jìn)入導(dǎo)熱油出油集箱82 ;同時，開啟電輔熱加熱器131，對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，因為在蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置剛開始工作時，蒸汽未排入汽室12，汽室12內(nèi)的導(dǎo)熱油管2溫度較低，可以先通過電輔熱加熱器131對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)導(dǎo)熱油出油溫度的提升調(diào)節(jié)電輔熱加熱器131的輸出功率直至停用電輔熱加熱器131。2)待導(dǎo)熱油正常循環(huán)后，先打開蒸汽管旁路閥94，再微開蒸汽出汽管閥門101，使少量蒸汽從出汽管10進(jìn)入汽室12，對導(dǎo)熱油管2進(jìn)行緩慢地逆向加熱，以防止進(jìn)汽過大，使導(dǎo)熱油管2冷熱膨脹不均勻、熱應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油管2焊口裂開或脹口松開產(chǎn)生漏油。3)接著，打開疏水管閥門122，將汽室12內(nèi)的凝結(jié)水通過疏水管121排出汽室12。4)檢查蒸汽室壓力表123，當(dāng)壓力表123緩慢上升時，繼續(xù)緩慢打開蒸汽出汽管閥門101，使蒸汽從出汽管10進(jìn)入汽室12再從疏水管121排出。5)檢查出油管8上的油溫計83，當(dāng)油溫計83緩慢平穩(wěn)地上升時，逐漸開大蒸汽出汽管閥門101，檢查疏水管121排汽情況，當(dāng)疏水量逐漸減少，轉(zhuǎn)而變成冒白汽，直至冒白汽逐漸變成排過熱蒸汽時，開啟蒸汽進(jìn)汽管閥門91，關(guān)閉疏水管閥門122。當(dāng)完全打開進(jìn)汽管閥門91后，再完全打開進(jìn)汽管閥門101，再關(guān)閉蒸汽管旁路閥94，此時全部蒸汽在汽室12內(nèi)流經(jīng)各支撐板3對導(dǎo)熱油進(jìn)行充分加熱后再給下游用戶用。出油管8將經(jīng)過蒸汽加熱后的導(dǎo)熱油匯集到導(dǎo)熱油出油集箱82，然后輸送給各臺定型機(jī)84。在出油室112和出油閥門81之間的出油管8上還設(shè)有油溫計83，用于檢測出油管8的導(dǎo)熱油溫度。在導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱73上也設(shè)有油溫計74，用于檢測進(jìn)油管7的導(dǎo)熱 油溫度。蒸汽進(jìn)汽管9和出汽管10設(shè)置的溫度計92和溫度計102用于檢測蒸汽的進(jìn)出口溫度。壓力計93和壓力計103用于檢測蒸汽進(jìn)出口的壓力。此外，在加熱器的進(jìn)油管7和出油管8之間設(shè)有旁路閥75，用以在運(yùn)行工況發(fā)生變化時及時調(diào)整以滿足生產(chǎn)需要。以一臺800萬大卡發(fā)熱量鍋爐循環(huán)油量500m3/小時、進(jìn)油溫度230°C、出油溫度250°C設(shè)計的導(dǎo)熱油加熱裝置，所需要的總熱量為；
據(jù)熱量表達(dá)式Q = C mA t Q——表示總吸收的熱量，單位為kj/kg ；
C——表示導(dǎo)熱油的比熱容，在本實例中，導(dǎo)熱油比熱容為2. 8kJ/(kg · °C)；
m-表示導(dǎo)熱油的質(zhì)量，單位為kg ；
Δ t 表不提聞的溫度，單位為°〇；
導(dǎo)熱油的密度0. 85kg/m3
500m3/小時 X 2. 8 kj/kg · V X 20°C X 1000 X O. 85=23800000KJ/小時要加熱循環(huán)油量500m3/小時的導(dǎo)熱油所需23800000KJ的熱量才能滿足系統(tǒng)循環(huán)生產(chǎn)需求。用電廠的日常產(chǎn)生的新蒸汽壓力為4.81^&、溫度為4851，其熱量(焓值)為3399. 72KJ/Kg，比容為O. 07059m3 /kg ；(據(jù)焓熵表查得)因?qū)嵊退栌蜏囟葹?50°C ·。因此用電廠供來的新蒸汽與導(dǎo)熱油加熱裝置進(jìn)行熱交換，最后新蒸汽在導(dǎo)熱油加熱裝置內(nèi)擴(kuò)容放熱后，將其出口壓力控制為O. 8Mpa，溫度為260°C，此時蒸汽的熱量(焓值)是2970. 6kj/kg，比容是O. 33629m3 /kg，此參數(shù)的蒸汽正好為其他供熱用戶利用。據(jù)上得出I噸新蒸汽在導(dǎo)熱油加熱裝置內(nèi)放熱至壓力為O. 8Mqa溫度260°C時所放出的熱量為:3399. 7 kj/kg-2970. 6 kj/kg =429. I kj/kg
O. 33629 m3/kg + 0. 07059 m3 /kg=4. 76429. I kj/kgX4. 76X 1000=2042516kj/kg循環(huán)量為500m3小時的導(dǎo)熱油所需的新蒸汽量為；
23800000kj + 2042516kj=ll. 65 噸(蒸汽)
這樣通過此方案利用電廠11. . 65噸的新蒸汽即可代替原800萬大卡的導(dǎo)熱油鍋爐。其換熱后的蒸汽仍不浪費(fèi)還可為其他熱用戶繼續(xù)利用。
循環(huán)油量500m3/h蒸汽加電輔熱導(dǎo)熱油加熱裝置設(shè)計換熱面積為4000 Hl2的一個壓力容器，導(dǎo)熱油管直徑設(shè)計直徑為30mm、共計7800根導(dǎo)熱油換熱管，并配置功率為5000KW兩組電輔熱加熱器元件。當(dāng)換熱器蒸汽量不足或蒸汽溫度偏低時達(dá)不到導(dǎo)熱油所需的溫度時投用電輔熱加熱器。例如當(dāng)500m3的導(dǎo)熱油量相對應(yīng)蒸汽量的蒸汽溫度偏低5°C時，其蒸汽加熱后的導(dǎo)熱油溫度也相應(yīng)降低了 5°C，此時可能就不能滿足生產(chǎn)需求，據(jù)系統(tǒng)設(shè)定要求投用電輔熱系統(tǒng)。提高5°C油溫電輔熱系統(tǒng)所需消耗的電能為
一度電的熱量為lkw · h = 3600 kj，每千克導(dǎo)熱油提高I度油溫所需的熱量為2. 8kj。加熱 500m3/小時的導(dǎo)熱油所需的熱量 2.8 kj X 500m3 X 1000 X O. 85kg/m3 =1190000kj，要提高5°C油溫所需的熱量為，1190000 kj X 5°C =5950000 kj，提高5°C所需消耗的電能為，5950000 kj3600 kj=1652. 7 kw.h
本實施例所述的蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置用蒸汽與電輔熱系統(tǒng)就能代替一臺相當(dāng)于800萬大卡發(fā)熱量的燃煤鍋爐。大大節(jié)省能源成本。導(dǎo)熱油管2的直徑根據(jù)實際需求而定，除上述的實施例的20mm、30mm外，還可以選擇直徑為25mm、35mm或40mm等其他大小的導(dǎo)熱油管2。上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于包括罐體，以及安裝在罐體內(nèi)的若干個導(dǎo)熱油管、若干個電輔熱加熱器、若干個支撐板、若干個隔板、汽室底板和汽室頂板，其中，汽室底板和汽室頂板均設(shè)有復(fù)數(shù)個通孔，所述加熱器罐體從下而上依次被汽室底板和汽室頂板分為第一油室、汽室和第二油室，導(dǎo)熱油管分別沿罐體豎直方向均勻地排列在汽室中，所述導(dǎo)熱油管底部和頂部分別固定在汽室底板和汽室頂板的通孔內(nèi)，并通過設(shè)置在罐體內(nèi)壁上的支撐板進(jìn)行支撐和固定；所述導(dǎo)熱油管分別通過汽室底板和汽室頂板上的通孔與第一油室和第二油室相連通；第一油室內(nèi)設(shè)置有若干塊隔板，將第一油室分隔為進(jìn)油室、出油室以及I個或I個以上的中轉(zhuǎn)油室；第二油室內(nèi)也設(shè)置有多塊隔板，將第二油室分隔為2個或2個以上的加熱室，其中每個加熱室內(nèi)都設(shè)置有電輔熱加熱器；導(dǎo)熱油進(jìn)油管和出油管分別連接在進(jìn)油室和出油室；蒸汽進(jìn)汽管連接在汽室的下端，蒸汽出汽管連接在汽室的上端。
2.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油加熱裝置汽室內(nèi)設(shè)置有3-5塊支撐板，等間距交錯固定在汽室內(nèi)壁；上述支撐板呈D形，由圓弧段和直線段組成，其中圓弧段的圓弧直徑與罐體內(nèi)徑大小一致，所述支撐板上設(shè)置有若干個可供導(dǎo)熱油管穿過的通孔。
3.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于第一油室設(shè)有2-4塊隔板，所述隔板固定焊接在第一油室內(nèi)，將第一油室分割為相互獨立的進(jìn)油室、出油室以及中轉(zhuǎn)油室。
4.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于第二油室設(shè)有1-3塊隔板，所述隔板固定焊接在第二油室內(nèi)，將第二油室分割為相互獨立的2-4個加熱室。
5.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱油管直徑為20-40_，其底部和頂部分別通過焊接或脹接固定在汽室底板和汽室頂板的通孔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述罐體汽室下端的罐壁上還設(shè)置有一疏水管和疏水管閥門，罐體汽室上端的罐壁上還設(shè)置有一汽室壓力表。
7.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述蒸汽進(jìn)汽管連接在靠近出油室的汽室罐壁上，在進(jìn)汽管上設(shè)有閥門，閥門與罐體之間的進(jìn)汽管上還設(shè)有一溫度計和一壓力計，用于檢測進(jìn)汽管的溫度和壓力；所述蒸汽出汽管上設(shè)有閥門，閥門與罐體之間的出汽管上也設(shè)有一溫度計和一壓力計，用于檢測出汽管的溫度和壓力。
8.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述電輔熱加熱器水平或垂直設(shè)置在各個加熱室內(nèi)，輸出功率為300-5000KW。
9.如權(quán)利要求I所述的一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置，其特征在于所述進(jìn)油管另一端連接導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱，進(jìn)油管從上而下依次設(shè)有進(jìn)油管閥門和循環(huán)油泵；所述出油管另一端連接導(dǎo)熱油出油集箱，出油管從上而下依次設(shè)有油溫計和出油管閥門。
10.一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱方法，其特征在于包括如下步驟 I)先打開進(jìn)油管閥門和出油管閥門，并開啟設(shè)置在進(jìn)油管上的循環(huán)油泵，在循環(huán)油泵的作用下，導(dǎo)熱油進(jìn)油集箱內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)入進(jìn)油室，接著通過與進(jìn)油室相連通的導(dǎo)熱油管進(jìn)入汽室和加熱室，然后再經(jīng)過汽室到達(dá)中轉(zhuǎn)油室，接著再經(jīng)過汽室到達(dá)另一個加熱室，如此循環(huán)，最后再從汽室流入出油室，通過出油管進(jìn)入導(dǎo)熱油出油集箱；同時，開啟電輔熱加熱器，對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，因為在蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置剛開始工作時，蒸汽未排入汽室，汽室內(nèi)的導(dǎo)熱油管溫度較低，可以先通過電輔熱加熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)導(dǎo)熱油出油溫度的提升調(diào)節(jié)電輔熱加熱器的輸出功率直至停用電輔熱系統(tǒng)； 2)待導(dǎo)熱油正常循環(huán)后，先打開蒸汽管旁路閥，再微開蒸汽出汽管閥門，使少量蒸汽從出汽管進(jìn)入汽室，對導(dǎo)熱油管進(jìn)行緩慢地逆向加熱，以防止進(jìn)汽過大，使導(dǎo)熱油管冷熱膨脹不均勻、熱應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油管焊口裂開或脹口松開產(chǎn)生漏油； 3)接著，打開疏水管閥門，將汽室內(nèi)的凝結(jié)水通過疏水管排出汽室； 4)檢查蒸汽室壓力表，當(dāng)壓力表緩慢上升時，繼續(xù)緩慢打開蒸汽出汽管閥門，使蒸汽從出汽管進(jìn)入汽室再從疏水管排出； 5)檢查出油管上的油溫計，當(dāng)油溫計緩慢平穩(wěn)地上升時，逐漸開大蒸汽出汽管 閥門，檢查疏水管排汽情況，當(dāng)疏水量逐漸減少，轉(zhuǎn)而變成冒白汽，直至冒白汽逐漸變成排過熱蒸汽時，開啟蒸汽進(jìn)汽管閥門，關(guān)閉疏水管閥門；當(dāng)完全打開蒸汽進(jìn)汽管閥門后，再完全打開蒸汽出汽管閥門，再關(guān)閉蒸汽管旁路閥，此時全部蒸汽都經(jīng)蒸汽室與導(dǎo)熱油管換熱后再給下游用戶用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種蒸汽導(dǎo)熱油加熱裝置及其加熱方法，屬于導(dǎo)熱油加熱技術(shù)領(lǐng)域。包括罐體，以及安裝在罐體內(nèi)的若干個導(dǎo)熱油管、若干個電輔熱加熱器、若干個支撐板、若干個隔板、汽室底板和汽室頂板等，導(dǎo)熱油在循環(huán)油泵的作用下，進(jìn)入罐體，經(jīng)過罐體汽室內(nèi)蒸汽的加熱，再進(jìn)入加熱室，接著再經(jīng)過汽室到達(dá)出油室，經(jīng)過蒸汽和電輔熱加熱器加熱后的導(dǎo)熱油通過出油管，匯集到與出油管相連的導(dǎo)熱油出油集箱。用蒸汽替代傳統(tǒng)燃料，不僅可以使導(dǎo)熱油管加熱更充分更安全，且節(jié)能環(huán)保，此外，采用電輔熱加熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行預(yù)熱，可以使導(dǎo)熱油快速達(dá)到設(shè)定的出油溫度，而且當(dāng)進(jìn)汽管蒸汽溫度不足時，可以及時開啟電輔熱加熱器進(jìn)行彌補(bǔ)。
文檔編號F24H9/00GK102878676SQ201210372060
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者余建強(qiáng), 夏劍威 申請人:余建強(qiáng)