油罐維溫加熱節(jié)電措施*

馬桂新，劉風闖，王俊生

（中國石油大連潤滑油廠，遼寧大連116032）

油罐維溫加熱節(jié)電措施*

馬桂新，劉風闖，王俊生

（中國石油大連潤滑油廠，遼寧大連116032）

計算了油罐實行維溫加熱能夠節(jié)約的電量，為實施這項措施提供了理論依據(jù)。措施實施2年來，達到了預(yù)期的效果，2008、2009年總耗電量比2007年下降了約1/3，生產(chǎn)用電單耗降低了約0.6 kWh/t，證明這項措施切實可行有效。

維溫加熱；沿程摩阻；局部摩阻；性能曲線

調(diào)合裝置是將1種或多種潤滑油基礎(chǔ)油作為組分油，在調(diào)合罐進行混合、加熱，至工藝規(guī)定的溫度范圍后，按順序加入各種添加劑，進行調(diào)合，以制得各種成品潤滑油。成品潤滑油經(jīng)管道系統(tǒng)泵送火車出廠或付包裝裝置灌裝。調(diào)合罐均為地上立式金屬油罐，罐內(nèi)安裝分段管式加熱器，采用大連石化三催化裝置免費提供的余熱進行熱水循環(huán)加熱。每年調(diào)合成品油7萬t左右，出廠基礎(chǔ)油和成品油16萬t左右。2007年以前每年耗電量45萬kWh左右，于是在2008年針對實際情況，制定了利用三催化裝置余熱對油罐進行維溫加熱的節(jié)電措施。

以往關(guān)于油品加熱的規(guī)定是：調(diào)合時將罐內(nèi)油品溫度升至工藝規(guī)定的溫度范圍，調(diào)合后關(guān)閉加熱，自然降溫；若在防凍凝期，加熱管內(nèi)熱水微量循環(huán)，保證油品不凍凝就可以了。這樣，基礎(chǔ)油向調(diào)合罐移動過程中及成品油在出庫過程中，溫度就會較低，粘度就會較大。泵運轉(zhuǎn)的耗電量就會很大。這里以7508 CF-4 15/40用11號泵裝車為例，分別計算油品溫度為40℃和10℃時泵的耗電量。油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質(zhì)列于表1。

表1 油品CF-4 15/40在40℃和10℃時的性質(zhì)Table 1 Properties of oil CF-4 15/40 at40℃and10℃

1 繪制輸送40℃和10℃油品時泵的性能曲線

11號泵為電動離心泵，其型號為ZA80—2315D。1臺離心泵，當工作轉(zhuǎn)數(shù)為一定值時，其揚程H、效率η與泵流量Q之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，這種表示H—Q、η—Q的關(guān)系的曲線稱為性能曲線。11號泵的性能曲線見圖1，由泵制造廠提供，是輸送常溫清水時的性能曲線。

圖1 11號泵系統(tǒng)的裝置特性圖Fig.1 Characteristic of No.11 pumpsystem

一般來說，一臺離心泵在轉(zhuǎn)數(shù)不變的情況下用來輸送運動粘度大于20 mm2/s的液體時，泵的揚程、流量都要減小，泵的效率將降低，曲線都要下降，需進行性能曲線換算。

本文用美國水力協(xié)會的換算方法，從圖1 H—Q、η—Q性能曲線中查出其最高效率點的各參數(shù)ηmax=62%，Hopt=74 m，Qopt=0.025 m3/s，并在Q=（0.6～ 1.2）Qopt的范圍內(nèi)取0.6Qopt、0.8Qopt、1.0Qopt、1.2Qopt四點，并查出各點對應(yīng)的H和η值。根據(jù)Hopt、Qopt值及40℃和10℃油品的運動粘度值（從《泵和壓縮機》圖1-57上查出換算系數(shù)KQ、KH、Kη值。用Q=KQ·Q，Hν=KH·H，η=Kη·η三式進行計算，分別得輸送40℃和10℃油品時4個對應(yīng)點的參數(shù)。將這些參數(shù)值標繪到圖1上，并用光滑曲線連接，便得到泵輸送40℃和10℃油品時的性能曲線Hν1—Qν1，Hν2—Qν2，ην1—Qν1，ην2—Qν2。

2 繪制管路特性曲線

管路特性是指管徑、管長、管閥件節(jié)流一定的某管路，輸送性質(zhì)一定的某種油品時，管道壓降h隨流量Q變化的關(guān)系，這種表示h—Q的關(guān)系的曲線稱為管路特性曲線。同一管道，當所輸油品粘度不同或管道閥件節(jié)流程度不同，管路特性曲線的陡度就不同。粘度愈大、節(jié)流愈多，管道特性曲線愈陡。管道壓降h主要由3部分組成：油品沿管路的摩阻損失（沿程摩阻hr）；油品通過管件、閥件和設(shè)備（彎頭、三通、閘閥、單向閥等）的摩阻損失（局部摩阻hj）和油品從起點輸送到終端所克服的位差（高差ΔZ）。

11號泵出入口管線均為d=0.100 m的無縫鋼管，全長L=230 m，包括25個90。雙縫焊接彎頭、10個三通、10個閘閥、一個單向閥、一次泵入口，全程高差ΔZ為10 m。

（1）沿程摩阻hr的計算，可按達西公式計算

g—重力加速度，m/s2；

λ—水力摩阻系數(shù)，其隨流體的流態(tài)而不同（為雷諾數(shù)Re和相對粗糙度ε的函數(shù)）。

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式，經(jīng)計算得相應(yīng)流量下的hr值，見表2。

（2）局部摩阻hj的計算

表2 輸40℃和10℃油品時的沿程摩阻Table 2 Frictionindexes whentransporting 40℃and10℃oil

式中：ξ0—紊流狀態(tài)下的局部阻力系數(shù)，由《油庫設(shè)計與管理》表3-6查得；

φ—與雷諾數(shù)有關(guān)的修正系數(shù)，根據(jù)Re值由《油庫設(shè)計與管理》表3-7查得。

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式，得相應(yīng)流量下的hj值，見表3。

表3 輸40℃和10℃油品時的局部摩阻及管道壓降Table 3 Partial resistance andpipe pressure dropwhentransporting 40℃and10℃oil

（3）繪制管路特性曲線

將表3的Q、h數(shù)據(jù)標繪在圖1上并用光滑曲線連接，得輸送40℃和10℃時油品時的管路特性曲線hν1—Qν1，hν2—Qν2。

3 確定輸送40℃和10℃油品的工作點

由泵和水力學可知，離心泵性能曲線上的每一點，表示在相應(yīng)流量下泵所給出的壓頭（能量）；而管路特性曲線上的每一點，表示在相應(yīng)流量下為克服管路摩阻和管路終點與起點高差所需的壓頭。這兩條曲線的交點便是泵與管路系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)的工作點，其對應(yīng)下的流量、揚程、效率便是泵的工作流量、工作揚程、工作效率。

將hν1—Qν1，hν2—Qν2分別與Hν1—Qν1，Hν2—Qν2相迭合，兩曲線交點A1、A2即為輸送40℃和10℃油品時的工作點，即裝置特性，從圖上可查出工作流量Qν、工作揚程Hν、工作效率ην，列于表4。

表4 輸送40℃和10℃油品時的工作點的數(shù)值Table 4 Value of operating points whentransporting 40℃and 10℃oil

4 計算裝1車Q=60 m3的40℃和10℃油品的耗電量

根據(jù)下列公式計算軸功率Nν，耗電量Wν。下兩式中字母為斜體

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式，計算結(jié)果列于表5。

表5 裝一車60 m3的40℃和10℃油品時的耗電量Table 5 Electricity consumptions forfilling a60 m3tanker with 40℃and10℃oil

5 結(jié)論

由表5可見，溫度較高（40℃）時，裝一車60 m3的油品要比溫度低（10℃）時少耗電19.346 kWh。裝置2007年調(diào)合7.2萬t、出廠16.2萬t油品，如果在平均溫度40℃情況下移動，比在平均溫度10℃的情況下，預(yù)計每年可節(jié)約用電9萬kWh。

如果潤滑油長期儲存在50℃以上，容易氧化變質(zhì)，故在2008年采取的節(jié)電措施是：通過調(diào)節(jié)油罐加熱管進出口閥門開度，使罐內(nèi)油品溫度保持在40～50℃之間，即維溫加熱。

經(jīng)過2年的運行，2008、2009年總耗電量比2007年耗電量下降約1/3，生產(chǎn)用電單耗降低約0.6 kWh/t。充分證明了這項措施切實、可行、有效。

[1]郭光臣，董文蘭，張志廉.油庫設(shè)計與管理[M].北京：石油大學出版社，2005.

[2]錢錫俊，陳弘.泵和壓縮機[M]北京：石油大學出版社，2004.

[3]郭光臣.煉油廠油品儲運[M].北京：中國石化出版社，1999.

[4]袁恩熙.工程流體力學[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[5]楊筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計與管理[M].北京：石油大學出版社，2004.

Discussion on Electricity Saving Measure of Oil Tank With Temperature-keeping Process by Heating

MA Gui-xin，LIU Feng-chuang，WANGJun-sheng
（PetroChinaDalianBlending Plant，Liaoning Dalian116032，China）

Afterimplementing temperature-keeping measure by heating foroil tank，electricity saving quantity was calculated，whichprovidedatheory basis forimplementationof the measure.After2 years of implementation，the measure reduced total consumption by 1/3 in 2008 and 2009 than in 2007.Per-unit electricity consumption of production reducedby 0.6 kWh/t.Itwas provedby factthatthe measure is practical，feasible andeffective.

Temperature-keeping by heating；Frictionindex；Partial resistance；Performance curve

TQ083+.4

A

1671-0460（2010）04-0403-03

2010-06-18

馬桂新（1968-），女，遼寧康平人，工程師，1991年畢業(yè)于撫順石油學院石油儲運專業(yè)，一直從事潤滑油調(diào)合工作。E-mail：maguixinshiyou@163.com。