導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及在橡膠工業(yè)上的應(yīng)用

418橡膠工業(yè)200】年第48卷導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及在橡膠工業(yè)上的應(yīng)用劉錦文.田斌青島橡膠』二業(yè)設(shè)計(jì)院昌樂(lè)橡膠機(jī)械實(shí)驗(yàn)廠,山東昌樂(lè)262400摘要:總結(jié)丁導(dǎo)熱油加熱技術(shù)推廣應(yīng)用的原因,介紹r導(dǎo)熱油加熱循環(huán)采統(tǒng)的畦計(jì)過(guò)程及加熱器設(shè)計(jì)制造應(yīng)注意的要點(diǎn)。導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)由導(dǎo)熱油加熱爐、輸油泵、導(dǎo)熱油管路系統(tǒng)和壓力、流量和溫度調(diào)控系統(tǒng)組成。導(dǎo)熱油應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,并具有較高的閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和導(dǎo)熱系數(shù)。關(guān)鍵詞:導(dǎo)熱油;循環(huán)供熱;工藝面;熱教率中圈分類(lèi)號(hào):TQ3304+93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000一890x(200107一0418一03導(dǎo)熱油加熱目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)實(shí)用的最佳應(yīng)用溫度為100~380℃。這與橡膠制品多種需要熱能的設(shè)備(如硫化、烘布、擦腔和煉膠等所需的工作溫度十分匹配,故目前在國(guó)內(nèi)外已有不少企業(yè)在其加熱設(shè)備七進(jìn)行技改,使導(dǎo)熱油加熱技術(shù)得到推廣和應(yīng)用,并取得r較好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。1導(dǎo)熱油加熱技術(shù)推廣應(yīng)用的原因(1熱效率高、節(jié)能效果好。導(dǎo)熱油循環(huán)加熱是利用導(dǎo)熱油通過(guò)熱傳導(dǎo)降溫放出的熱能達(dá)到加熱目的,是一種封閉式強(qiáng)制循環(huán)過(guò)程,無(wú)熱量損失,因此熱效率高,節(jié)能效果好。而蒸汽加熱則是非封閉式的非循環(huán)過(guò)程,一般不回收冷凝水及廢汽,故熱能損失較大,熱效率低。通過(guò)對(duì)在硫化機(jī)上的節(jié)能計(jì)算,兩者比較,導(dǎo)熱油加熱可節(jié)能60%左右,生產(chǎn)效率可提高20%。(2導(dǎo)熱油加熱無(wú)氣相壓力,可使所用設(shè)備的材料強(qiáng)度和密封要求降低,有利于降低設(shè)備成本。導(dǎo)熱油加熱能在較低的運(yùn)行壓力(克服管道阻力下進(jìn)行循環(huán)供熱,可以較容易地達(dá)到工藝要求溫度。橡膠硫化工藝面所需溫度通常為120~170℃,在此溫度時(shí)所用飽和工業(yè)蒸作者簡(jiǎn)介:劉錦文(1937..男,山東昌樂(lè)人,青島橡膠工業(yè)設(shè)計(jì)院橡膠機(jī)械實(shí)驗(yàn)廠商圾工程師,工學(xué)學(xué)上,主要從事高分子材料加工機(jī)械方面的研究、開(kāi)發(fā)和管理工作。汽壓力為0.25~0.90MPa,由此可知蒸汽加熱設(shè)備所要求的材料強(qiáng)度和密封性能將是導(dǎo)熱油加熱設(shè)備的25~9倍。(3導(dǎo)熱油加熱設(shè)備投資少,而且溫度調(diào)節(jié)較容易,溫度控制穩(wěn)定、精度高。加熱T藝面上溫度控制誤差達(dá)到±1.5℃。導(dǎo)熱油加熱時(shí)可根據(jù)溫度要求直接控制油加熱爐鏜燃料的燃燒量而節(jié)能。并可保證油加熱爐出口油溫誤差在±5℃以?xún)?nèi)。由于導(dǎo)熱油所用設(shè)備及管道均較使用蒸汽簡(jiǎn)單,且管道輸送距離較短,使之設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用低,且安全可靠,維修方便。2導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1組成(1導(dǎo)熱油加熱爐為了提高加熱油爐的熱效率,應(yīng)在其頂部設(shè)有回油預(yù)熱器,以使加熱油爐所用燃料的熱能得以充分利用,提高系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。(2導(dǎo)熱油循環(huán)的動(dòng)力元件——輸油泵輸油泵可選用低壓大流量齒輪泵或離心泵。用熱設(shè)備較多時(shí)可選用離心泵,用熱設(shè)備較少時(shí)可選用齒輪泵。(3導(dǎo)熱油管路系統(tǒng)導(dǎo)熱油管路系統(tǒng)除布局合理外,其油管要有足夠的流通面積,油管內(nèi)徑應(yīng)使油液流速滿(mǎn)足較佳速度推薦值u。對(duì)于吸油管,”=1.5~萬(wàn)方數(shù)據(jù)第7期劉錦文等導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及在橡膠工業(yè)上的應(yīng)用4192m-s;對(duì)于進(jìn)油管,w=2~2.5m?s-。;對(duì)于回油管,”=3~4m?s。確定各管道油液流速,可根據(jù)下式計(jì)箅內(nèi)徑D。:D、“s/詈式中Q為油泵輸油速率。管路安裝應(yīng)力求少?gòu)澢?、少轉(zhuǎn)彎,盡量減小管道長(zhǎng)度,并避免管道交叉。對(duì)于較K管道,還應(yīng)考慮克服熱脹冷縮變形的措施。(4壓力、流量和溫度調(diào)控系統(tǒng)導(dǎo)油管路中的壓力主要是克服導(dǎo)管和加熱器對(duì)液流產(chǎn)生的阻力。流量可由系統(tǒng)中的節(jié)流閥闊控,主要控制單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入加熱器的導(dǎo)熱油量,井據(jù)此來(lái)進(jìn)行加熱器溫度的微調(diào)?？刂萍訜嵊蜖t出口處導(dǎo)熱油的溫度是油溫控制的主要途徑,即加熱工藝面溫度的控制是由加熱油爐燃燒器和節(jié)流閥雙重調(diào)控米實(shí)現(xiàn)的。溫度測(cè)試可根據(jù)不同被測(cè)位置選用不同結(jié)構(gòu)形式的熱電偶溫度計(jì)。另外,還應(yīng)注意導(dǎo)熱油品質(zhì)的選擇。導(dǎo)熱油的質(zhì)量直接影響油加熱爐及加熱設(shè)備的正常運(yùn)行和安全。常用的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)熱油為:①烷烴(脂肪烴類(lèi)化合物;②環(huán)烷烴類(lèi)化合物;③芳烴類(lèi)化合物;④硅油和氯化石蠟油類(lèi)產(chǎn)品。其共同特點(diǎn)是:①化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好;②閃點(diǎn)、沸點(diǎn)較高;③導(dǎo)熱系數(shù)較高。在導(dǎo)熱油中絕對(duì)不能混入汽油、煤油等易燃、易氣化的油品及水分等雜質(zhì),這是導(dǎo)致導(dǎo)熱油應(yīng)用不安全的重要原因。劣質(zhì)的油品及混雜物還會(huì)因受熱后游離出沉淀物及瀝青等導(dǎo)致管路和控制元件堵塞,給系統(tǒng)造成不必要的清洗停工損失。2.2功能設(shè)計(jì)導(dǎo)熱油循環(huán)供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要能夠滿(mǎn)足加熱設(shè)備提供熱能的要求,還要考慮到油液的清理、更換和補(bǔ)充及維修等輔助功能的需要和實(shí)施。在滿(mǎn)足上述各項(xiàng)功能要求的情況下,結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。導(dǎo)熱油循環(huán)供油系統(tǒng)實(shí)例如圖1所示,其各運(yùn)行功能液流路線(xiàn)如下。(1正常工作循環(huán)供油時(shí)導(dǎo)熱油循環(huán)路線(xiàn)為:M2—3一b÷K—Q一5一M】一2一e—M2。(2凋溫節(jié)流回油路線(xiàn)為:Q—f—a—M,。圉l導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1過(guò)濾氣筒;2一回油預(yù)熱器;3導(dǎo)熱油爐加熱器;4燃燒摩;5一工藝面加熱器‰b,c,d,e,h一流鼉調(diào)節(jié)閥;}一啦力調(diào)節(jié)器;Ml,M2一油量?jī)?chǔ)存蛹節(jié)箱;K過(guò)濾器;Q一油泵;w1.w2油箱(3系統(tǒng)中油質(zhì)清理過(guò)濾時(shí)油流路線(xiàn)為:W1一c—K_+(}+d—W1。(4系統(tǒng)中所用油液更換時(shí)油流路線(xiàn)為:Ml一2一e—M2—3一b—K—Q÷h+W2。(5系統(tǒng)補(bǔ)充加油時(shí)油流路線(xiàn)為:w,一c—K+Q÷5一Ml一2一e—M2—3。加熱器換油時(shí)加、放油所用臨時(shí)軟管如圖1中虛線(xiàn)所示。3加熱器設(shè)計(jì)制造要點(diǎn)3.1熱能功率主要應(yīng)考慮在單位時(shí)間內(nèi)加熱工藝面上應(yīng)得到的總熱量要求。滿(mǎn)足其要求的影響因素是單位時(shí)間內(nèi)油泵所能輸入的載熱油體(導(dǎo)熱油的油量及導(dǎo)熱油進(jìn)入加熱器時(shí)的工藝要求溫度口t和加熱器工藝要求導(dǎo)出的溫度日2兩者的差值,并據(jù)此進(jìn)行估算。(1加熱丁藝面所需熱量E.可按下式計(jì)算:r、、H(口l口2Ll=^艿式中^——加熱器所用材料的導(dǎo)熱系數(shù);H——加熱工藝面有效1二作面積;萬(wàn)方數(shù)據(jù)橡膠工業(yè)2001年第48卷d——加熱工藝面實(shí)用導(dǎo)熱件(材料厚度。(2供熱系統(tǒng)供給熱量E:可按下式計(jì)算:E2=Q(乩l一日b28式中氏l——導(dǎo)熱油進(jìn)入加熱器要求的晟高溫度5口b2——導(dǎo)熱油流出加熱器時(shí)所要求的最低溫度;e——導(dǎo)熱油熱焓值,可近似地取其油溫值?？紤]供熱的可靠性,取E2=1.2El。3.2加熱工藝面溫度的均勻性與穩(wěn)定性加熱工藝面溫度的均勻性與穩(wěn)定性主要取決于下述因素。(1導(dǎo)熱油溫度調(diào)控系統(tǒng)的靈敏度和穩(wěn)定性。將加熱微控閥門(mén)裝于出油(回油管道上,使管道內(nèi)油流速度穩(wěn)定性大為提高(如圖2所示。(2加熱工藝面所用加熱器結(jié)構(gòu)的合理性。加熱器各導(dǎo)油管路長(zhǎng)度應(yīng)力求相等且布置均勻,如圖2(a和(b所示。加熱器導(dǎo)油管路還應(yīng)力求減少局部阻力和溫度死角,以避免造成局部熱點(diǎn)或冷點(diǎn),影響產(chǎn)品質(zhì)量,如圖2(c所示。3.3結(jié)構(gòu)的工藝性和可靠性結(jié)構(gòu)的T藝性和可靠性具體體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可能性與經(jīng)濟(jì)性,并且制造方便,安全可靠。如圖2(c所示,采用焊接結(jié)構(gòu)較容易施工。若采用鑄造結(jié)構(gòu),則清砂等將不易進(jìn)行。3.4安裝、調(diào)試和維修的方便性主要應(yīng)考慮在安裝和使用過(guò)程中可能發(fā)生的一些具體問(wèn)題,如制作和使用變形、除污及損壞管件更換等,因此采用焊接與法蘭聯(lián)接組合式結(jié)構(gòu)可給制造和維修帶來(lái)極大方便。4結(jié)語(yǔ)導(dǎo)熱油循環(huán)加熱技術(shù)的最佳應(yīng)用溫度為100~380℃,與橡膠制品多種加熱設(shè)備所需溫K回油≥弓弓嘩哪岫m?■K供油撇』刪眥牽睪I單—F瀛《(a硫化機(jī)熱板回曲式導(dǎo)熱油管道布置圖(b儲(chǔ)料庫(kù)頂熱平臺(tái)管式加熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖f一萬(wàn)方數(shù)據(jù)導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及在橡膠工業(yè)上的應(yīng)用作者:劉錦文,田斌作者單位:青島橡膠工業(yè)設(shè)計(jì)院昌樂(lè)橡膠機(jī)械實(shí)驗(yàn)廠,刊名:橡膠工業(yè)英文刊名:CHINARUBBERINDUSTRY年,卷(期:2001,48(7被引用次數(shù):3次本文讀者也讀過(guò)(10條1.段小波導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)的工藝優(yōu)化和節(jié)能評(píng)價(jià)[期刊論文]-化工設(shè)計(jì)通訊2002,28(32.高殿斌.楊公源.蔣秀明.李核心.阮健慧導(dǎo)熱油電加熱爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[期刊論文]-自動(dòng)化儀表2001,22(113.吳學(xué)慶導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要參數(shù)確定[期刊論文]-齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版2009,25(44.王偉銘導(dǎo)熱油電加熱器精確控溫的一種新方法[期刊論文]-職大學(xué)報(bào)2002(45.盛克儉.金寄春導(dǎo)熱油混用的研究與應(yīng)用實(shí)踐[會(huì)議論文]-20066.王秀琳.陸廣平.蔣根才.WANGXiu-lin.LUGuang-ping.JIANGGen-cai1200KW防爆導(dǎo)熱油電加熱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[期刊論文]-自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用2008,27(127.陳南嶺導(dǎo)熱油加熱與蒸汽加熱在節(jié)能方面的比較[期刊論文]-化工進(jìn)展2006,25(z18.林憲喜.祝仰勇導(dǎo)熱油加熱技術(shù)在蒸氨系統(tǒng)中的應(yīng)用[期刊論文]-燃料與化工2004,35(39.劉國(guó)文.張士贏.張凌燕.付保金導(dǎo)熱油系統(tǒng)的清洗