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电加热炉系统详细说明

发布时间:2021-04-27   点击次数:168次

本文主要介绍了电加热炉系统:

1 电加热炉系统

电加热炉系统是先将导热油存储在储油罐中,然后用循环泵将导热油送至电加热炉(或者热油炉)中加热至所需温度后,将其供给各用热设备,然后经油气分离器,排除导热油中的气体和杂质后,Z后再返回电加热炉中加热,循环利用下去。其主要的设备有储油罐、循环泵、电加热炉(热油炉)、热用户、油气分离器、膨胀槽等设备,其主要工艺流程见图1所示。系统运行依次为注油、升温脱水和正常操作三个阶段。

注油阶段:开机前,将导热油通过注油泵及循环泵注入电加热炉、热用户、油气分离器、膨胀槽、连接管道等整个系统,直至导热油液位达到高度(液位在膨胀槽的1/3~1/4处)为止。

升温脱水阶段:根据导热油生产厂提供的热传导液升温、脱水操作要求进行。在此阶段,导热油经膨胀槽,在循环泵、电加热炉、热用户、油气分离器、膨胀槽、循环泵间不断循环。逸出的水汽和低分子物则通过膨胀槽上部的放空管排出系统。

正常操作阶段:导热油在循环泵、电加热炉、热用户、油气分离器、循环泵间循环,将电加热炉之热量输送给热用户,此阶段导热油不经过膨胀槽。

2 主要设备设计

 

2.1 电加热器(电加热炉)

电加热器是整个电加热炉系统的核心设备。导热油在电加热器内以设计规定的流速流动,电加热管产生的热能通过管壁传给导热油。导热油载体和电加热管本身其设计不允许超温运行,否则将造成事故。导热油操作温度一般要求比它Z高允许使用温度低10~20℃左右。同时还必须保证电加热器内的导热油流速不低于设计规定的Z油载体和电加热管本身其设计不允许超温运行,否则将造成事故。导热油操作温度一般要求比它Z高允许使用温度低10~20℃左右。同时还必须保证电加热器内的导热油流速不低于设计规定的Z低流速。如流速过低,将使电加热炉内流体的流动状态由湍流变为层流,虽然导热油平均温度并没有超过其Z高使用温度,但是在紧贴电加热管外壁面高温区域中,可能已经发生了局部超温、分解、变质、结焦等现象。此时情况将恶性循环,局部结焦,使导热油流动更加不畅,局部超温的现象更加严重,很快就严重损坏了导热油载体和电加热芯,甚至导致电加热器的报废。电加热炉所用电热元件的金属护套表面Z大热流密度一般不超过0.02 MW/m2,对于管道式电加热炉所用电热元件,在保证低温启动安全的条件下,其金属护套表面Z大热流密度可以适当提高。

2.2 膨胀糟

膨胀槽的作用是在系统加热过程中,导热油由于温升产生的膨胀量,导热油在膨胀槽内膨胀、缓冲并储存,使系统的压力维持特定值。槽的容积应大于膨胀后的导热油储存量的1.3 倍,Z小容量不能小于文献中推荐的容积。其标高须高出所有用热设备,包括导热油输送管道之Z高点1.5 m 以上。为降低膨胀槽的安装高度,可使膨胀槽内呈微正压。同时膨胀槽的标高位置,必须使循环泵吸入口有相当的液柱压力,确保循环泵不发生气蚀现象,保持正常运行。

导热油循环系统中还应至少有一个膨胀管与膨胀槽相连。膨胀管需要转弯时,其弯曲角度不宜小于120 度;膨胀管上不应装设阀门,且不应缩颈。膨胀罐和膨胀管不应采取保温措施。

2.3 储油罐

储油罐应尽可能安装在系统中Z低位置,以便在发生事故时,迅速接受系统中的导热油。其容积应不小于系统工作温度下整个电加热炉系统,包括设备和管道中导热油总体积的1.2 倍。储油罐上有N2 管、注油泵来的导热油进料管、膨胀槽溢流来的导热油进料管及电加热炉底部来的导热油排放管。这些管均插入液面以下。插入管管口距罐底距离约20~30 mm。罐上还设有液位、压力和分析仪表接口。导热油出口和排净口设在罐底部。在突然停电时,膨胀槽内的低温导热油将电加热炉内的高温导热油置换至储油罐内。

2.4 油气分离器

导热油入口设在气液分离器中间,在分离器顶部设气体出口,分离器底部设导热油出口。油气分离器通常采用立式容器,分离器直径为入口管径的两倍,分离器的直筒体高度为分离器直径的两倍。

2.5 注油泵与循环泵

注油泵一般为齿轮泵,一台,不设备用泵。泵出口压力大于膨胀槽Z高液位至循环泵进料液总管之垂直距离的液柱高度所产生的压力与膨胀槽内压力之和。循环泵为屏蔽泵,一般为两台,其中一台备用。其输送能力应按导热油电加热炉额定流量的1.1 倍选取。对设有膨胀槽的热传导液加热系统,循环泵出口一般不设置止回阀。

3 管道系统设计

管道设计应是完整的,应在对其热膨胀量进行计算的基础上,确定管道的固定点、非固定点及膨胀伸缩接头,在转向处不应存在淤液死角。管道应有合理坡度,在Z低处应装设排泄阀门,Z高处应设排气阀。

膨胀槽的安全膨胀管、放空管及储油罐的放空管公称直径需与加热炉的供热量相适应。其公称直径选取参考国家标准GB/T17410-2008 有机热载体炉。膨胀槽底部的进槽管管径与循环泵出口管径相同,出槽管管径较进槽管管径大一级。应根据工程设计中系统的管道压力降计算结果,调整上述由经验值流速确定的管道直径。电加热炉导热油进口管Z低点至储油罐的回液管上,在靠近加热炉处应设置双阀。热传导液加热炉处液管上的安全阀排放管应接至储油罐进液管的垂直管段上,在安全阀前后设切断阀,以便检修或更换安全阀,切断阀设铅封开。

4 仪表控制设计

(1)电加热炉:一般对Z高使用温度的控制是在电加热炉的高温导热油输出管上安装测温元件,并有超温报警的电控线路,这样对温度实行监控。导热油在电加热炉内的流速,一般用电加热炉上导热油的进、出管口装测压元件测量压力来予以监测,并且有电传讯号到电控柜,在电加热炉供热系统调试的时候,就将确保安全运行的压力值在仪表上调整确定,在运行中,一旦导热油出电加热炉压力值高于调定值,就由警报系统发出“压力报警”表示系统故障,流速降低于安全运行必须值,必须由操作工马上排除故障,否则就要停炉、降温,

使供热系统停止运行。

(2)储油罐:设置压力指示,液位指示。

(3)膨胀槽:设置压力指示及压力自动调节,即由膨胀槽气相压力来开启和调节惰性气体进气管的控制阀。液相设置温度指示。设置液位指示和低液位报警。通常膨胀槽液位在其1/4~3/4 之间,当液位高于Z低液位20~50 mm 报警。在膨胀槽底部的进液管或出液管与加热炉出液管的连通管上设置全开、全关气动阀。

(4)导热油管道系统:热用户分散在两个或两个车间以上时,需在各车间的导热油进液总管上设置流量计,通常采用孔板流量计;导热油电加热炉出口总管及进口总管间,并联与热用户末端设置自动控制阀,用以流量调节。

(5)在热用户设备上设置测温点,用于测量热用户的工作温度。有恒定温度要求的热用户,在用户热传导介质的进料管上,设置依据用户所需的恒定温度值来自动调节导热油流量的控制阀。

5 系统布置

总图布置上,电加热炉系统应尽量靠近热用户,缩短导热油输送管道之长度和降低操作费用。在布置上建议如下:

(1)膨胀槽支座底面必须高出所有用热设备,包括热传导液输送管道Z高点1.5 m 以上。

(2)储油罐应尽量放在系统的Z低处,以便能够放净系统中所有导热油。

(3)热传导液加热炉\循环泵\注油泵等均应布置在底层。

(4)循环泵宜靠近热用户加热炉布置,膨胀槽尽量设置在循环泵上方,也可设在用户上方。

(5)油气分离器可与膨胀槽设在同一平面,靠近膨胀槽布置。

 

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