熱泵站設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題課件

（參閱教材第七章相關(guān)內(nèi)容）一、輸油站工藝流程輸油站的工藝流程是指油品在站內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程，是由站內(nèi)管道、管件、閥門(mén)所組成的、并與其它輸油設(shè)備（包括泵機(jī)組、加熱爐和油罐）相連的輸油管道系統(tǒng)。該系統(tǒng)決定了油品在站內(nèi)可能流動(dòng)的方向、輸油站的性質(zhì)和所承擔(dān)的任務(wù)。

1、工藝流程設(shè)計(jì)原則熱泵站設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題

(1)工藝流程要滿(mǎn)足各輸油生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需要。輸油管建成后，存在三個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)：試運(yùn)投產(chǎn)、正常輸油和停輸再啟動(dòng)。(2)中間輸油泵站的工藝流程要和采用的輸送方式(開(kāi)式、閉式)相適應(yīng)；(4)經(jīng)濟(jì)、節(jié)約；(5)采用先進(jìn)工藝技術(shù)及設(shè)備，提高輸油技術(shù)水平。2、輸油站主要流程及其應(yīng)用范圍(3)便于事故處理和檢修；(1)來(lái)油與計(jì)量來(lái)油→流量計(jì)→閥組→罐該流程僅存在于首、末站，用于與外系統(tǒng)的油品交接計(jì)量。(2)站內(nèi)循環(huán)或倒罐罐→泵→爐→閥組→罐應(yīng)用范圍：管道投產(chǎn)時(shí)作站內(nèi)聯(lián)合試運(yùn)；輸油干管發(fā)生故障或檢修，防止站內(nèi)系統(tǒng)的管道或設(shè)備凝油；下站罐位超高或發(fā)生冒罐事故，本站罐位超低或發(fā)生抽空現(xiàn)象；本站出站壓力緊急超壓；作為流程切換時(shí)的過(guò)渡流程。采用密閉輸油流程時(shí)，該流程僅存在于首、末站。應(yīng)用范圍：投產(chǎn)前管子預(yù)熱因各種原因使停輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需反輸活動(dòng)管線。管道輸量太低，必須正反輸交替運(yùn)行。清管器在進(jìn)站管段受阻需進(jìn)行反沖。先泵后爐流程：下站來(lái)油→閥組→泵→爐→閥組→上站先爐后泵流程：下站來(lái)油→閥組→爐→泵→閥組→上站(4)反輸上站來(lái)油→閥組→爐→閥組→下站應(yīng)用范圍：輸量較?。惠斢蜋C(jī)組發(fā)生故障不能加壓；供電系統(tǒng)發(fā)生故障或計(jì)劃?rùn)z修；站內(nèi)低壓系統(tǒng)的管道或設(shè)備檢修；冷卻水系統(tǒng)中斷，使輸油泵機(jī)組潤(rùn)滑得不到保證；作為流程切換時(shí)的過(guò)渡流程。(5)壓力越站上站來(lái)油→閥組→泵→閥組→下站應(yīng)用范圍：地溫高，輸量大，熱損失小，可不加熱；停爐檢修；加熱爐系統(tǒng)發(fā)生故障，但可以斷油源。(6)熱力越站上站來(lái)油→閥組→下站應(yīng)用范圍：加熱爐管破裂著火，無(wú)法切斷油源;加熱爐看火間著火，無(wú)法進(jìn)入處理;非全越站不能進(jìn)行站內(nèi)管道、設(shè)備施工檢修或事故處理。(7)全越站流程以上幾個(gè)工藝流程并非每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都使用，也不是每個(gè)站都具備，要根據(jù)各條管線及輸油站的具體情況選擇。首站工藝流程來(lái)油與計(jì)量、站內(nèi)循環(huán)或倒罐、正輸、反輸、發(fā)清管器二、熱泵站上先泵后爐流程的缺點(diǎn)熱泵站上，根據(jù)輸油主泵與加熱爐的相對(duì)位置，站內(nèi)流程可以是“先泵后爐”也可以是“先爐后泵”流程。我國(guó)70年代建設(shè)的管道大多采用先泵后爐流程?！跋缺煤鬆t”流程存在以下缺點(diǎn)：1、進(jìn)泵油溫低，泵效低進(jìn)泵油溫即為上站來(lái)油的進(jìn)站油溫，是站間最低溫度。由于原油粘度高，使泵效下降。如任丘原油60℃時(shí)粘度為34mm2/s，40℃時(shí)為80mm2/s，泵效下降0.8％，大慶原油，油溫從60℃降到30℃，泵效降低1.8％。站內(nèi)管線常年在低溫下運(yùn)行，又無(wú)法在站內(nèi)清管，結(jié)蠟層較后，流通面積減小，使站內(nèi)阻力增加，造成電能的極大浪費(fèi)。如一條年輸量2000萬(wàn)噸的管線，若一個(gè)站的站內(nèi)損失增加10m油柱，則一個(gè)站全年多耗電約80萬(wàn)度（約40萬(wàn)元）。2、站內(nèi)油溫低，管內(nèi)結(jié)蠟嚴(yán)重，站內(nèi)阻力大3、加熱爐承受高壓，投資大，危險(xiǎn)性大加熱爐內(nèi)壓力為泵的出口壓力，高達(dá)6.0MPa，爐管及附件都處于高壓下工作，鋼材耗量大，投資增加，加熱爐在高壓下工作，易出事故，且難以處理，嚴(yán)重時(shí)可能引起加熱爐爆炸。我國(guó)過(guò)去建設(shè)的管道采用先泵后爐的流程，是與旁接罐流程分不開(kāi)的。在旁接罐流程下，若采用先爐后泵，則進(jìn)站壓力較低，加熱爐受上一站的控制。目前我國(guó)有些管線已經(jīng)將先泵后爐的流程改為先爐后泵流程。新設(shè)計(jì)的管線，不論是采用“泵到泵”輸送還是采用“旁接罐”輸送，都應(yīng)設(shè)計(jì)為先爐后泵流程，但進(jìn)站壓力一定要滿(mǎn)足加熱爐工作壓力的需要。三、直接加熱和間接加熱加熱輸送是目前輸送含蠟多、粘度大、凝點(diǎn)高的原油的普遍方法。對(duì)原油的加熱主要有兩種方式：直接加熱和間接加熱。1、直接加熱即原油直接在管式加熱爐內(nèi)加熱，爐膛四周并列排有爐管，原油從管內(nèi)流過(guò)，被火焰和煙氣直接加熱。加熱爐直接加熱油品，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，占地少，但不安全。加熱爐爐膛溫度高達(dá)700-800℃以上，若管內(nèi)原油流速過(guò)低或偏流，在某個(gè)部位就可能發(fā)生過(guò)熱、結(jié)焦，從而使局部過(guò)熱更嚴(yán)重，容易引起燒穿爐管事故，運(yùn)行時(shí)要求爐內(nèi)保持一定的流速，但流速大又會(huì)使?fàn)t內(nèi)的壓降增大，一般爐內(nèi)壓降都在0.1MPa左右。我國(guó)過(guò)去所建管線使用的加熱爐多為方箱式加熱爐，爐膛大、熱慣性大，升溫降溫都需要較長(zhǎng)的時(shí)間，一般在正式投入運(yùn)行前要先用木材等烘爐5天左右。若管線突然停輸，由于爐內(nèi)溫度很高，爐管內(nèi)的存油會(huì)汽化，使?fàn)t管內(nèi)壓力過(guò)高，或結(jié)焦穿孔，易發(fā)生事故。間接加熱的優(yōu)點(diǎn)：①運(yùn)行安全可靠一方面熱媒蒸汽壓低，加熱爐可在低壓下運(yùn)行(運(yùn)行壓力約為0.5MPa)；另一方面，由于被加熱爐直接加熱的是熱媒而不是原油，熱媒最高使用溫度在316℃以上，熱媒進(jìn)爐溫度為121℃，即熱媒的進(jìn)出爐溫差可達(dá)195℃，加熱爐直接加熱熱媒，一般沒(méi)有結(jié)焦問(wèn)題，所以避免了在加熱爐管內(nèi)的結(jié)焦問(wèn)題。②原油在熱媒原油換熱器中走殼程，原油壓力損失不超過(guò)0.05MPa

，與直接加熱相比，壓力損失可減少1/2以上。③熱效率高且效率基本上不隨熱負(fù)荷變化，因而對(duì)輸量和熱負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng)。加熱爐的效率可達(dá)92%以上，考慮到熱媒系統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)力消耗和熱媒罐、加熱管線及熱媒原油換熱器的熱損失又增加了能源損失，所以整個(gè)間接加熱系統(tǒng)的綜合熱效率要比熱媒加熱爐低5%左右，可達(dá)87%。④體積小,重量輕,便于實(shí)現(xiàn)加熱爐系統(tǒng)的輕型化和預(yù)制化。間接加熱的缺點(diǎn)：①設(shè)備多，占地面積大，投資大；②要求的自控水平和操作水平高；③熱媒為一種低毒有機(jī)化合物，當(dāng)熱媒溫度高于60℃時(shí)，熱媒與大氣接觸發(fā)生氧化，所以必須用氮?dú)饷芊狻?、熱力條件最差（即KLR最大）的站間的允許最小輸量即為全線的允許最小輸量。5個(gè)站間的KL