導(dǎo)熱油計量表
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)，夾持型渦街流量計特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響；無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小；夾持型渦街流量計參數(shù)能長期穩(wěn)定。夾持型渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-40℃～+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作，有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
主要特點(diǎn)：
?**度較高，液體測量精度為±1.0%；氣體測量精度為±1.5%
?壓損小，約為孔板流量計的1/4，屬于節(jié)能流量儀表
?安裝方式靈活，可水平，垂直和不同角度傾斜安裝
?采用消擾電路和抗震動傳感頭，具有一定抗壞境震動性能
?無可動部件，儀表壽命長
技術(shù)參數(shù)：
儀表型號 | HLLU-N | HLLU-A | HLLU-B | HLLU- C | HLLU- D1/D2 |
信號輸出 | 脈沖 | 4-20mA | 無 | 4-20mA | 可選4-20mA或脈沖 |
供電電源 | 24VDC±15% | 24VDC±15% | 鋰電池 | 24VDC±15% | 24VDC±15%和鋰電池 |
通訊接口 | 無 | 無 | 無 | 可選RS485 | 可選RS485 |
精度等級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | ||
顯示器 | 無 | 有 | 有 | ||
儀表材質(zhì) | 304SS | 304SS | 304SS | ||
防爆等級 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | ||
防護(hù)等級 | IP65 | IP65 | IP65 | ||
整機(jī)功耗 | ＜1W | ＜1W | ＜1W | ||
儀表通經(jīng) | DN15~DN300 | DN15~DN300 | DN15~DN300 | ||
安裝方式 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | ||
耐壓等級 | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | ||
介質(zhì)溫度 | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | ||
環(huán)境溫度 | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | ||
流量范圍：
儀表口徑（mm) | 液體流量范圍(m3/h) | 氣體流量范圍(m3/h) |
15 | 1.2-6.2 | 2.8-12 |
20 | 1.5-10 | 6-30 |
25 | 1.6～16 | 8.8-55 |
40 | 2～40 | 25～205 |
50 | 3～60 | 35～350 |
80 | 6.5～130 | 86～1100 |
100 | 15～220 | 133～1700 |
150 | 30～450 | 347～4000 |
200 | 45～800 | 560～8000 |
250 | 65～1250 | 890～11000 |
300 | 95～2000 | 1360～18000 |
(300) | 100～1500 | 1560～15600 |
(400) | 180～3000 | 2750～27000 |
(500) | 300～4500 | 4300～43000 |
(600) | 450～6500 | 6100～61000 |
(800) | 750～10000 | 11000～110000 |
(1000) | 1200～1700 | 17000～170000 |
>(1000) | 協(xié)議 | 協(xié)議 |
注：表中（300）—（1000）口徑為插入式。
電加熱導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計與分析：
導(dǎo)熱油系統(tǒng)是化工工藝裝置中的公用物料發(fā)生系統(tǒng), 通過熱傳導(dǎo)液為化工工藝生產(chǎn)過程傳遞熱量, 與化工工藝主流程配套。其高效、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)使得在多行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。但時, 導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計和技術(shù)資料, 廠家一般會嚴(yán)格保密, 很難搜索到相關(guān)的信息。希望通過本文的分析和研究能讓設(shè)計人員和工作人員對該系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的認(rèn)識, 以及為設(shè)計和技術(shù)人員深入研究, 提供一些資料和依據(jù)。
1 導(dǎo)熱油系統(tǒng)
導(dǎo)熱油系統(tǒng)是先將導(dǎo)熱油存儲在儲油罐中, 然后用循環(huán)泵將導(dǎo)熱油送至電加熱器 (或者熱油爐) 中加熱至所需溫度后, 將其供給各用熱設(shè)備, 然后經(jīng)油氣分離器, 排除導(dǎo)熱油中的氣體和雜質(zhì)后, *后再返回電加熱器中加熱, 循環(huán)利用下去。其主要的設(shè)備有儲油罐、循環(huán)泵、電加熱器 (熱油爐) 、熱用戶、油氣分離器、膨脹槽等設(shè)備, 其主要工藝流程見圖1所示。
系統(tǒng)運(yùn)行依次為注油、升溫脫水和正常操作三個階段
注油階段:開車前, 將導(dǎo)熱油通過注油泵及循環(huán)泵注入電加熱器、熱用戶、不銹鋼粉末管過濾器、油氣分離器、膨脹槽、連接管道等整個系統(tǒng), 直至導(dǎo)熱油液位達(dá)到高度 (液位在膨脹槽的1/3~1/4處) 為止。
升溫脫水階段:根據(jù)導(dǎo)熱油生產(chǎn)廠提供的熱傳導(dǎo)液升溫、脫水操作要求進(jìn)行。在此階段, 導(dǎo)熱油經(jīng)膨脹槽, 在循環(huán)泵、電加熱器、熱用戶、油氣分離器、膨脹槽、循環(huán)泵間不斷循環(huán)。逸出的水汽和低分子物則通過膨脹槽上部的放空管排出系統(tǒng)。為了降低系統(tǒng)壓力降, 導(dǎo)熱油不流經(jīng)不銹鋼粉末管過濾器。
正常操作階段:導(dǎo)熱油在循環(huán)泵、電加熱器、熱用戶、不銹鋼粉末管過濾器、油氣分離器、循環(huán)泵間循環(huán), 將電加熱器之熱量輸送給熱用戶, 此階段導(dǎo)熱油不經(jīng)過膨脹槽。
2 主要設(shè)備設(shè)計
2.1 電加熱器 (熱油爐)
電加熱器是整個導(dǎo)熱油系統(tǒng)的核心設(shè)備。導(dǎo)熱油在電加熱器內(nèi)以設(shè)計規(guī)定的流速流動, 電加熱管產(chǎn)生的熱能通過管壁傳給導(dǎo)熱油 (圖1) 。導(dǎo)熱油載體和電加熱管本身其設(shè)計不允許超溫運(yùn)行, 否則將造成事故。導(dǎo)熱油操作溫度一般要求比它*高允許使用溫度低10~20℃左右。同時還必須保證電加熱器內(nèi)的導(dǎo)熱油流速不低于設(shè)計規(guī)定的*低流速。如流速過低, 將使電加熱器內(nèi)流體的流動狀態(tài)由湍流變?yōu)閷恿?/span>, 雖然導(dǎo)熱油平均溫度并沒有超過其*高使用溫度, 但是在緊貼電加熱管外壁面高溫區(qū)域中, 可能已經(jīng)發(fā)生了局部超溫、分解、變質(zhì)、結(jié)焦等現(xiàn)象。
圖1 電加熱導(dǎo)熱油工藝流程圖
2.2 膨脹糟
膨脹槽的作用是在系統(tǒng)加熱過程中, 導(dǎo)熱油由于溫升產(chǎn)生的膨脹量, 導(dǎo)熱油在膨脹槽內(nèi)膨脹、緩沖并儲存, 使系統(tǒng)的壓力維持特定值。槽的容積應(yīng)大于膨脹后的導(dǎo)熱油儲存量的1.3倍, *小容量不能小于文獻(xiàn)中推薦的容積。其標(biāo)高須高出所有用熱設(shè)備, 包括導(dǎo)熱油輸送管道之*高點(diǎn)1.5 m以上[2]。為降低膨脹槽的安裝高度, 可使膨脹槽內(nèi)呈微正壓。同時膨脹槽的標(biāo)高位置, 必須使循環(huán)泵吸入口有相當(dāng)?shù)囊褐鶋毫?/span>, 確保循環(huán)泵不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象, 保持正常運(yùn)行。
2.3 儲油罐
儲油罐應(yīng)盡可能安裝在系統(tǒng)中*低位置, 以便在發(fā)生事故時, 迅速接受系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油。其容積應(yīng)不小于系統(tǒng)工作溫度下整個導(dǎo)熱油系統(tǒng), 包括設(shè)備和管道中導(dǎo)熱油總體積的1.2倍[3]。
儲油罐上有N2管、注油泵來的導(dǎo)熱油進(jìn)料管、膨脹槽溢流來的導(dǎo)熱油進(jìn)料管及電加熱器底部來的導(dǎo)熱油排放管。這些管均插入液面以下。插入管管口距罐底距離約20~30 mm。罐上還設(shè)有液位、壓力和分析儀表接口。導(dǎo)熱油出口和排凈口設(shè)在罐底部。在突然停電時, 膨脹槽內(nèi)的低溫導(dǎo)熱油將電加熱器內(nèi)的高溫導(dǎo)熱油置換至儲油罐內(nèi)。
2.4 油氣分離器
導(dǎo)熱油入口設(shè)在氣液分離器中間, 在分離器頂部設(shè)氣體出口, 分離器底部設(shè)導(dǎo)熱油出口。油氣分離器通常采用立式容器, 分離器直徑為入口管徑的兩倍, 分離器的直筒體高度為分離器直徑的兩倍。
2.5 不銹鋼粉末管過濾器
不銹鋼粉末管過濾器過濾導(dǎo)熱油在系統(tǒng)運(yùn)行過程中因氧化、過熱等而形成的焦粒、細(xì)小固體、膠質(zhì)物等不溶物。在過濾器進(jìn)液管上設(shè)置孔板流量計, 導(dǎo)熱油流量計前后設(shè)有切斷閥, 導(dǎo)熱油流量計旁并聯(lián)一帶閥門的管道, 在過濾器的出液管上設(shè)置切斷閥。為了觀察過濾器的壓力降, 在進(jìn)、出液管間設(shè)置一組帶有旁路和前后均有切斷閥的手動遙控閥。使用過濾器時, 手動遙控閥有一適當(dāng)?shù)拈_啟度, 開啟度大小據(jù)流量計所示的流量來確定。確定流量依據(jù)為:在不使過濾器壓力降超過允許值 (0.25 MPa) 的前提下, 使整個系統(tǒng)內(nèi)的熱傳導(dǎo)液能在12~24 h內(nèi)過濾一次。
2.6 注油泵與循環(huán)泵
注油泵一般為齒輪泵, 一臺, 不設(shè)備用泵。泵出口壓力大于膨脹槽*高液位至循環(huán)泵進(jìn)料液總管之垂直距離的液柱高度所產(chǎn)生的壓力與膨脹槽內(nèi)壓力之和。循環(huán)泵為屏蔽泵, 一般為兩臺, 期中一臺備用。其輸送能力應(yīng)按導(dǎo)熱油電加熱器額定流量的1.1倍選取。對設(shè)有膨脹槽的熱傳導(dǎo)液加熱系統(tǒng), 循環(huán)泵出口一般不設(shè)置止回閥。
3 管道系統(tǒng)設(shè)計
管道設(shè)計應(yīng)是完整的, 應(yīng)在對其熱膨脹量進(jìn)行計算的基礎(chǔ)上, 確定管道的固定點(diǎn)、非固定點(diǎn)及膨脹伸縮接頭, 在轉(zhuǎn)向處不應(yīng)存在淤液死角。管道應(yīng)有合理坡度, 在*低處應(yīng)裝設(shè)排泄閥門, *高處應(yīng)設(shè)排氣閥。
膨脹槽的安全膨脹管、放空管及儲油罐的放空管公稱直徑需與加熱爐的供熱量相適應(yīng)。其公稱直徑選取參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17410-2008有機(jī)熱載體爐[4]。膨脹槽底部的進(jìn)槽管管徑與循環(huán)泵出口管徑相同, 出槽管管徑較進(jìn)槽管管徑大上等。應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計中系統(tǒng)的管道壓力降計算結(jié)果, 調(diào)整上述由經(jīng)驗(yàn)值流速確定的管道直徑。
電加熱器導(dǎo)熱油進(jìn)口管*低點(diǎn)至儲油罐的回液管上, 在靠近加熱爐處應(yīng)設(shè)置雙閥。熱傳導(dǎo)液加熱爐處液管上的安全閥排放管應(yīng)接至儲油罐進(jìn)液管的垂直管段上, 在安全閥前后設(shè)切斷閥, 以便檢修或更換安全閥, 切斷閥設(shè)鉛封開。
4 儀表控制設(shè)計
(1) 電加熱器:一般對*高使用溫度的控制是在電加熱器的高溫導(dǎo)熱油輸出管上安裝測溫元件, 并有超溫報警的電控線路, 這樣對溫度實(shí)行監(jiān)控。 導(dǎo)熱油在電加熱器內(nèi)的流速, 一般用電加熱器上導(dǎo)熱油的進(jìn)、出管口裝測壓元件測量壓力來予以監(jiān)測, 并且有電傳訊號到電控柜, 在電加熱器供熱系統(tǒng)調(diào)試的時候, 就將確保安全運(yùn)行的壓力值在儀表上調(diào)整確定, 在運(yùn)行中, 一旦導(dǎo)熱油出電加熱器壓力值高于調(diào)定值, 就由警報系統(tǒng)發(fā)出“壓力報警”表示系統(tǒng)故障, 流速降低于安全運(yùn)行必須值, 必須由操作工馬上排除故障, 否則就要停爐、降溫, 使供熱系統(tǒng)停止運(yùn)行。
(2) 儲油罐:設(shè)置壓力指示, 液位指示。
(3) 膨脹槽:設(shè)置壓力指示及壓力自動調(diào)節(jié), 即由膨脹槽氣相壓力來開啟和調(diào)節(jié)惰性氣體進(jìn)氣管的控制閥。 液相設(shè)置溫度指示。設(shè)置液位指示和低液位報警。通常膨脹槽液位在其1/4~3/4之間, 當(dāng)液位高于*低液位20~50 mm報警。在膨脹槽底部的進(jìn)液管或出液管與加熱爐出液管的連通管上設(shè)置全開、全關(guān)氣動閥。
(4) 不銹鋼粉末管過濾器:在過濾器的熱傳導(dǎo)液進(jìn)、出口管之間設(shè)置差壓指示, 通常*大壓差為0.25 MPa;導(dǎo)熱油進(jìn)口管上設(shè)流量指示, 采用孔板流量計;在導(dǎo)熱油進(jìn)、出口連通管上設(shè)置手動控制閥, 閥的開啟大小應(yīng)不使過濾器的壓力降超過允許值, 整個系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱油能在12~24 h內(nèi)過濾一次。
(5) 導(dǎo)熱油管道系統(tǒng):熱用戶分散在兩個或兩個車間以上時, 需在各車間的導(dǎo)熱油進(jìn)液總管上設(shè)置流量計, 通常采用孔板流量計;導(dǎo)熱油電加熱器出口總管及進(jìn)口總管間, 并聯(lián)與熱用戶末端設(shè)置自動控制閥, 用以流量調(diào)節(jié)。
(6) 在熱用戶設(shè)備上設(shè)置測溫點(diǎn), 用于測量熱用戶的工作溫度。有恒定溫度要求的熱用戶, 在用戶熱傳導(dǎo)介質(zhì)的進(jìn)料管上, 設(shè)置依據(jù)用戶所需的恒定溫度值來自動調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油流量的控制閥。
5 系統(tǒng)布置
總圖布置上, 導(dǎo)熱油系統(tǒng)應(yīng)盡量靠近熱用戶, 縮短導(dǎo)熱油輸送管道之長度和降低操作費(fèi)用。在布置上建議如下:
(1) 膨脹槽支座底面必須高出所有用熱設(shè)備, 包括熱傳導(dǎo)液輸送管道*高點(diǎn)1.5 m以上。
(2) 儲油罐應(yīng)盡量放在系統(tǒng)的*低處, 以便能夠放凈系統(tǒng)中所有導(dǎo)熱油。
(3) 熱傳導(dǎo)液加熱爐循環(huán)泵注油泵等均應(yīng)布置在底層。
(4) 循環(huán)泵宜靠近熱用戶加熱爐布置, 膨脹槽盡量設(shè)置在循環(huán)泵上方, 也可設(shè)在用戶上方。
(5) 油氣分離器可與膨脹槽設(shè)在同一平面, 靠近膨脹槽布置。
6 結(jié)論
導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)目前在許多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用, 但國內(nèi)在導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用方面還存在一些問題, 同時這方面系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)資料, 一般很難搜索到相關(guān)信息。通過提供典型的電加熱導(dǎo)熱油系統(tǒng)工藝流程圖。并介紹了系統(tǒng)中的主要設(shè)備、管道、儀表控制和系統(tǒng)布置的設(shè)計要點(diǎn)。希望通過以上的分析和研究能讓設(shè)計人員和工作人員對該系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的認(rèn)識, 以及為設(shè)計和技術(shù)人員深入研究, 提供一些資料和依據(jù)。
