大型原油儲罐加熱盤管面積計算

董超　張洋

摘要：南蘇丹原油具有高黏度、高傾點的特點，在進入沉降罐進行原油處理或者進入儲罐貯存時，為保證原油流動性，維持工藝處理所需的溫度要求，防止凝罐，一般采取加熱的辦法進行維溫。文章介紹了原油儲罐儲存時的熱損失計算，并確定了盤管的加熱面積，通過蘇丹在建項目的實例介紹了計算方法在實際工程中的應用。

關鍵詞：大型原油；原油儲罐維溫；加熱盤管；面積計算；原油處理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE972 文章編號：1009-2374（2016）07-0069-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.036

南蘇丹原油具有高黏度、高傾點的特點，在進入沉降罐進行原油處理或者進入儲罐貯存時，為保證原油流動性，維持工藝處理所需的溫度要求，防止凝罐，一般采取加熱的辦法進行維溫。大型儲罐對大罐熱量損失及加熱盤管的計算一般采用《油田油氣集輸設計技術手冊》中的公式和要求，但是在計算中發(fā)現(xiàn)手冊中的公式引用有一些錯誤，部分參數(shù)的選擇說明不夠清晰，因此本文結合蘇丹在建項目對10000方原油沉降罐罐加熱盤管面積重新進行了計算，以滿足現(xiàn)場生產需要。主要的計算分以下三步：（1）對罐頂、罐底、罐壁的傳熱系數(shù)分別進行計算；（2）得到油罐的總傳熱系數(shù)并計算散失到周圍介質的總熱量；（3）計算加熱盤管面積。

1 計算公式選取

1.1 罐頂傳熱系數(shù)的計算公式

4 以蘇丹在建項目為例進行計算

蘇丹在建的原油沉降罐直徑30m、高18m，進罐原油維溫溫度為75℃，外界環(huán)境溫度最低為18.7℃，參數(shù)選取及計算過程如下：

4.1 罐壁傳熱系數(shù)Kb的計算

鋼罐罐壁保溫層厚40mm，保溫層的導熱系數(shù)為0.057W/（m·℃），則罐壁傳熱系數(shù)Kb為1.425W/m2·℃。

4.2 罐頂傳熱系數(shù)Ka的計算

罐頂?shù)耐獠糠艧嵯禂?shù)以及輻射放熱系數(shù)均可按照罐壁放熱系數(shù)來計算，但是應將式中罐壁溫度改為罐頂溫度，罐頂溫度可近似取罐內氣體空間溫度和罐外大氣的平均值。在計算對流系數(shù)使用Gr、Pr時需要取大罐內的氣體空間層高度為定性尺寸，油面溫度和罐頂溫度的平均值為定性溫度。罐頂溫度取罐內氣體空間溫度和罐外大氣溫度的平均值。

4.3 罐底傳熱系數(shù)Kc的計算

5 結語

油田油氣集輸設計技術手冊中對罐頂，罐壁和罐底的傳熱系數(shù)給出了經驗值，無保溫的地上立式金屬罐，罐壁傳熱系數(shù)為4.5～8.2W/（m2·℃），罐頂傳熱系數(shù)為1.2～2.4W/（m2·℃），罐底傳熱系數(shù)為0.35W/（m2·℃），在實際應用中以上參數(shù)的選取范圍較寬，針對實際工況計算時，經驗值與實際值相差較大。本文結合HYSYS以及實際原油物性對各傳熱系數(shù)分別計算，最終得到比較準確的傳熱系數(shù)和合理的尺寸設計，滿足現(xiàn)場生產需要，該方法對其他類似項目也具有較好的參考價值。

參考文獻

[1] 《油田油氣集輸設計技術手冊》編寫組.油田油氣集輸設計技術手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[2] 設備及管道絕熱技術通則（GB/T 4272-2008）[S].

作者簡介：董超（1983-），男，甘肅人，中國石油工程建設公司北京設計分公司中級工程師，研究方向：油氣儲運及油氣田地面工程設計。

（責任編輯：王 波）