電加熱與導(dǎo)熱油加熱的瀝青高溫儲(chǔ)罐節(jié)能效果分析

摘要：無(wú)錫市市政設(shè)施建設(shè)工程有限現(xiàn)有2臺(tái)日工3000型瀝青砼拌和機(jī)以及大小瀝青高溫儲(chǔ)罐12只，這些高溫儲(chǔ)罐的加熱、保溫以前都是采用導(dǎo)熱鍋爐來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在節(jié)約能源、提高效率的大背景下，選用更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式顯得尤為重要。文章介紹了無(wú)錫市市政設(shè)施建設(shè)工程有限公司選用的電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐在節(jié)能環(huán)保、降本增效方面的成效。

關(guān)鍵詞：電加熱；導(dǎo)熱油加熱；瀝青高溫儲(chǔ)罐；節(jié)約環(huán)保；降本增效 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TE965 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 背景

2008年4月1日，我國(guó)開(kāi)始施行了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》，其中對(duì)節(jié)約能源的解釋是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi)，有效、合理地利用能源。

2012年的6月6日，國(guó)務(wù)院下發(fā)的《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，節(jié)能技術(shù)和裝備將是節(jié)能產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)領(lǐng)域。在節(jié)約能源、提高效率的時(shí)代大背景下，選用更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的能源消耗方式，提高效益就顯得尤為重要，所以本文著重介紹我公司選用的電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐，在節(jié)能環(huán)保、降本增效方面的成效。我們無(wú)錫市市政設(shè)施建設(shè)工程有限公司是無(wú)錫市專(zhuān)業(yè)從事道路大、中、小修的市政單位，常年負(fù)責(zé)市區(qū)主要道路的養(yǎng)護(hù)和維修工作。目前，公司擁有大小瀝青高溫儲(chǔ)罐12只，其中常年處于工作狀態(tài)的瀝青高溫儲(chǔ)罐3只。

作為時(shí)時(shí)刻刻要保障廣大市民順利出行的市政道路養(yǎng)護(hù)單位，其本身的工作性質(zhì)要求我們的瀝青拌和設(shè)備全天候處于待命狀態(tài)，也就是說(shuō)我們?yōu)r青高溫儲(chǔ)罐內(nèi)的瀝青要時(shí)刻保持在150℃的待機(jī)狀態(tài)，以往我們使用導(dǎo)熱油爐對(duì)瀝青高溫儲(chǔ)罐進(jìn)行加熱和保溫，其燃油成本很高，而且導(dǎo)熱油管長(zhǎng)時(shí)間與罐內(nèi)瀝青直接接觸，其表面附著的瀝青因溫度較高，發(fā)生炭化、結(jié)焦的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，另外，炭化、結(jié)焦的瀝青包裹在導(dǎo)熱油管外面，形成了厚厚的一層保溫圈。這就使得導(dǎo)熱油管的熱量很難散發(fā)出來(lái)，不僅造成加熱十分緩慢，而且更造成了熱效率低，熱能?chē)?yán)重?fù)p失的問(wèn)題。同時(shí)，因?yàn)榧訜岜P(pán)管的特殊構(gòu)造使得人工無(wú)法清除盤(pán)管表面炭化結(jié)焦的瀝青層，這樣就造成了瀝青層越積越厚的惡性循環(huán)，使得新罐在使用幾年以后，就因其加熱的效果大大降低而不得不報(bào)廢淘汰，公司的運(yùn)行成本也就增加了不少。

1.炭化結(jié)焦的瀝青層；

2.高溫導(dǎo)熱油；

3.導(dǎo)熱油管

2 新技術(shù)的引進(jìn)

為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題，2012年，作為節(jié)能設(shè)備與新技術(shù)運(yùn)用的試點(diǎn)，我們采購(gòu)了一套直立圓筒結(jié)構(gòu)的電加熱瀝青儲(chǔ)罐，從實(shí)際使用的情況看，該套電加熱瀝青儲(chǔ)罐，在節(jié)約能源、降本增效方面是很值得推薦的。

2.1 電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)

該電加熱瀝青儲(chǔ)罐采用直立圓筒結(jié)構(gòu)，下部安裝電加熱管，上部安裝攪拌器，中間還有一道中間隔板。

2.2 降低瀝青在存儲(chǔ)過(guò)程的熱能損失

該電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐以降低瀝青在存儲(chǔ)過(guò)程的熱能損失，盡最大限度節(jié)約能源，提高瀝青儲(chǔ)罐的熱效率為第一目標(biāo)。在設(shè)計(jì)上重點(diǎn)突出了以下五個(gè)方面：（1）瀝青儲(chǔ)罐的筒體外圍均設(shè)計(jì)有保溫材料覆裹，以防止熱量散失；（2）在罐體下部設(shè)置有可調(diào)控溫度的專(zhuān)用電加熱器，可均勻加熱瀝青；（3）在罐體中間位置設(shè)置隔板，以加快融化凝固在底部的瀝青；（4）頂部設(shè)立的攪拌裝置，能夠更好的保證上下部瀝青溫度一致，避免上部溫度過(guò)熱或者底部加熱管壁炭化結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生；（5）直立圓筒形罐體在減少了占地面積的同時(shí)，也提高熱能利用率。

2.3 在節(jié)約能源方面

電加熱與導(dǎo)熱油加熱相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，以我公司兩只分別使用電加熱與導(dǎo)熱油加熱的瀝青高溫儲(chǔ)罐作對(duì)比。

2.4 電加熱瀝青儲(chǔ)罐的原理

下面簡(jiǎn)單介紹該電加熱瀝青儲(chǔ)罐的原理以及如何安全有效地對(duì)電加熱系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2.4.1 電加熱裝置的結(jié)構(gòu)和原理。我們先來(lái)看看它的電加熱器的構(gòu)造，如圖3：

該結(jié)構(gòu)避免了罐內(nèi)瀝青與發(fā)熱管的直接接觸，最大限度地降低了加熱管損壞和瀝青變質(zhì)、炭化、結(jié)焦情況的發(fā)生，而且抽拉式的結(jié)構(gòu)，更加方便以后的維護(hù)與更換。電加熱系統(tǒng)進(jìn)行控制方式和原理如下：

瀝青儲(chǔ)罐的溫度控制通過(guò)管式加熱器上的自動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度控制由瀝青排出口附近的K型熱電偶的測(cè)量值，與控制盤(pán)內(nèi)的溫度計(jì)（TCI）的設(shè)定值自行比較后自動(dòng)控制。溫度計(jì)的動(dòng)作范圍為設(shè)定值±0.45℃，假如事先將溫度設(shè)置為150℃，若瀝青溫度低于149.55℃以下時(shí)，加熱器自動(dòng)打開(kāi)加熱；若瀝青溫度高于150.45℃時(shí)，加熱器自動(dòng)關(guān)閉，停止加熱，如此自動(dòng)反復(fù)調(diào)溫。

2.4.2 安全與穩(wěn)定性。就瀝青儲(chǔ)罐的安全裝置而言，為防止燒損管式加熱器，在管式加熱器的表面及內(nèi)部分別設(shè)置有熱電偶，并與各個(gè)溫度計(jì)相連接。在溫度計(jì)上，加熱器的表面溫度（TC2）設(shè)置為250℃，防止過(guò)度燃燒溫度（TC3）設(shè)置為390℃左右。TC2也可以根據(jù)設(shè)定的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，TC3如果超出設(shè)定溫度，警報(bào)會(huì)自動(dòng)響起，并且管式加熱器的所有電源將自動(dòng)全部切斷。

3 使用效果的分析

我公司自安裝電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐以來(lái)，已經(jīng)連續(xù)使用了半年左右，其較之傳統(tǒng)的導(dǎo)熱油加熱的瀝青高溫儲(chǔ)罐的節(jié)約環(huán)保的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。

其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

3.1 節(jié)約了能源，減少了二氧化碳的排放

導(dǎo)熱油加熱的瀝青儲(chǔ)罐必須與導(dǎo)熱油爐相匹配，其配套的附屬管道也是熱能損失的主要方面。電加熱瀝青儲(chǔ)罐獨(dú)特的設(shè)計(jì)和構(gòu)造以及精確的控制系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)瀝青高溫儲(chǔ)罐的缺陷，降低了熱能損耗，提高了能源的利用效率，節(jié)約了能源。而選用更加清潔環(huán)保的電能作為加熱的能源，在減少了燃油爐灶使用的同時(shí)，也減少了二氧化碳的排放。

3.2 降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

相對(duì)于價(jià)格持續(xù)走高的燃油，電能在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑是無(wú)可比擬的。由表1我們可以看出電加熱瀝青罐與導(dǎo)熱油加熱的瀝青罐相比較，每年節(jié)省的加熱和保溫費(fèi)用還是相當(dāng)可觀的。對(duì)于企業(yè)而言，降低運(yùn)行成本，追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化是必然的選擇。

3.3 方便了高溫儲(chǔ)罐的維修與保養(yǎng)

傳統(tǒng)的導(dǎo)熱油加熱管一般都采用多層式盤(pán)罐結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱油在管內(nèi)往復(fù)循環(huán)以達(dá)到加熱保溫的作用。這樣的結(jié)構(gòu)使得管外壁長(zhǎng)期與瀝青接觸，在高溫環(huán)境下就產(chǎn)生了如圖1所示的碳化、結(jié)焦現(xiàn)象。因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu)，無(wú)法對(duì)加熱盤(pán)管的外壁進(jìn)行清除，更換加熱盤(pán)管的費(fèi)用也要達(dá)到新罐價(jià)格的60%，所以多數(shù)公司選擇直接更換。這不僅是對(duì)資源的浪費(fèi)，更是增加了企業(yè)的運(yùn)行成本。電加熱瀝青罐解決了以上諸多的問(wèn)題。

如圖3所示：（1）加熱室的平底結(jié)構(gòu)方便清潔與保養(yǎng)；（2）抽拉式的發(fā)熱管安裝方式方便以后的檢修與更換；（3）發(fā)熱管與受熱瀝青沒(méi)有直接接觸，避免了瀝青碳化與結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 提高了設(shè)備使用過(guò)程中的穩(wěn)定性與安全性

傳統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱的高溫儲(chǔ)罐受管壁瀝青結(jié)焦和碳化的影響，其加熱保溫的穩(wěn)定性得不到有效的保證。而電加熱瀝青高溫儲(chǔ)罐因?yàn)槠渚_到0.01℃的溫度控制系統(tǒng)，保證了加熱溫度的穩(wěn)定性，再者可靠的溫控和報(bào)警系統(tǒng)也確保了儲(chǔ)罐在使用過(guò)程中的安全性能。

3.5 減少了傳統(tǒng)臥式罐體占用的場(chǎng)地

傳統(tǒng)臥式罐體結(jié)構(gòu)占地面積較大，而直立式的罐體減少了50%的占地面積，對(duì)于目前寸土寸金的土地市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，企業(yè)能節(jié)約出這樣一塊土地，無(wú)疑是千金難買(mǎi)的。

4 結(jié)語(yǔ)

在節(jié)能減排的時(shí)代大背景下，在各級(jí)政府的大力支持和幫助下，企業(yè)應(yīng)該要以實(shí)際行動(dòng)積極響應(yīng)黨中央、國(guó)務(wù)院的號(hào)召，全面貫徹科學(xué)發(fā)展觀，進(jìn)一步把環(huán)保優(yōu)先、節(jié)能減排工作落到實(shí)際工作中去，加快建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的步伐，本著對(duì)社會(huì)、對(duì)環(huán)境高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，將節(jié)能減排貫穿于生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，積極選用更加環(huán)保節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品，替代傳統(tǒng)的老久技術(shù)與設(shè)備。雖然，短期的投入要相對(duì)高一點(diǎn)，但是，長(zhǎng)期來(lái)看這樣的投入將會(huì)換來(lái)更加豐厚的回報(bào)，企業(yè)也必將獲得更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們公司的決策層也正是基于這樣考慮，新安裝了這臺(tái)電加熱瀝青罐，從使用的效果來(lái)看還是相當(dāng)不錯(cuò)，值得推廣和應(yīng)用的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：倪偉（1979-），男，江蘇無(wú)錫人，無(wú)錫市市政設(shè)施建設(shè)工程有限公司工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）