脫油裝置節能降耗論文范文

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1預冷換熱器換熱效率分析

1.1管殼式換熱器的傳熱原理熱傳遞基本公式：Q=KAΔT（1）根據傳熱可知，提高傳熱效率的途徑有三條：提高傳熱系數K，增大換熱面積A；加大對數平均溫差ΔT適當的增大換熱面積和增大對數平均溫度差可以提高換熱效率，提高熱傳遞系數K：K－總熱傳遞系數，ao－管外流體給熱系數，at－管內流體給熱系數，rdo－管外污垢熱阻，rdt－管內污垢熱阻，rw－管壁熱阻，Ao/At－管外表面積和管內表面積比，η－翅化比（螺紋管外表面積/光管外表面積）。而換熱管的材料、規格一旦選定，則管外徑與內徑之比、壁厚及導熱系數等參數也隨之確定下來。提高管內、外換熱系數ao和at、降低污垢系數rt和ro,能夠有效提高換熱器的總傳熱系數K。

1.2預冷換熱器溫度變化曲線分析根據GB151-1999附錄F中描述，傳熱系數K固定不變時，在純逆流換熱器中，流體溫度變化情況。按照脫油脫水裝置換熱器的換熱過程，符號純逆流換熱，T0為原料氣管層進口溫度，T1為原料氣管層出口溫度，t1為產品氣殼層進口溫度，t0為產品氣殼層出口溫度。ΔT1=T1-t1為丙烷蒸發器制冷后溫度差，ΔT0=T0-t0為出預冷換熱器管殼層溫度差。換熱面積=長度×單位長度換熱面積，圖2橫坐標為換熱器長度L，圖2可以描述為在不同的換熱面積后，溫度差的變換過程，脫油脫水裝置中，原料氣進氣溫度T0，經預冷換熱器后交換熱量Q1使得溫度降至T1，經丙烷蒸發器制冷交換熱量Q2使得溫度降至t1，原料氣總消耗熱量Q原=Q1+Q2，Q1為圖3陰影部分面積，Q2為丙烷蒸發器制冷的熱量。經丙烷蒸發器后的產品氣經預冷換熱器吸收的熱量Q3使得溫度升至t0，產品氣吸收的熱量Q3為圖4陰影部分面積。進出裝置消耗的總能量Q=Q1+Q2-Q3．假設ΔT1=ΔT0，即T1-t1=T0-t0；換熱器在換熱過程中，無能量損耗，能量只在進行原料氣和產品氣間進行熱傳遞。由于曲線變化速率一致，Q1=Q3，進出裝置的總消耗能量為Q=Q2，為丙烷制冷消耗的能量。正常使用換熱器過程中，ΔT1≠ΔT0，設備存在散熱是必然的現象，做好設備與空氣間的隔熱非常重要，能夠減少能量的損耗。

2脫油脫水裝置節能分析

2.1用電量節約由預冷換熱器變化曲線，可以得出丙烷蒸發器制冷是關鍵，溫度差過大，必然導致設備運行負荷增大，考慮降低溫度差可以降低丙烷蒸發器的制冷能耗。由熱傳遞基本公式Q=KAΔT，降低溫度差，熱傳遞效率下降，適當增大換熱面積能夠有效提高傳遞效率。蘇里格第五天然氣處理廠12月裝置處理氣量13338×104m3天然氣，裝置耗電量22.95×104kW•h，裝置進出口溫度差5℃，換算日均處理500萬m3天然氣需要消耗約8600kW•h電量。假設增大2倍換熱面積，不考慮設備與大氣間的熱傳遞，保證熱傳遞效率與原先的一樣，溫度差可減半，裝置進出口溫度差2.5℃，可以直接降低丙烷蒸發器的制冷量，減少了丙烷蒸發器的運行負荷，可以選擇負荷更低的設備，有效的減少耗電量。

2.2采用節流閥降低溫度低溫分離器上游增設節流閥，取消丙烷蒸發器流程。節流閥能夠直接對天然氣進行降溫。選擇合適的節流閥和預冷換熱器達到低溫分離器溫度，夏季溫度降低至-5℃（冬季溫度降低至-15℃），減少了丙烷制冷系統帶來的能量消耗，日均節省8600kW•h電量。當壓力降為0.5MPa時，溫度差為1.935℃（0.5×3.87）；當壓力降為1MPa時，溫度差3.87℃。缺點是增大了裝置運行的壓降，氣量不易控制。

3結論和建議

（1）通過預冷換熱器溫度差變化曲線分析裝置能量的變化情況，裝置總的消耗能量為丙烷制冷。有效的做好設備與空氣間的隔熱，減少能量的損耗。（2）通過用電量的統計，分析適當增加換熱面積，減少溫度差的途徑，選擇更低負荷的設備，有效的減少耗電量。（3）增加節流閥的途徑，直接進行降溫處理，取代丙烷制冷消耗的能量，有效的進行節能降耗。

作者：陳宗宇侯山郭萍劉宇坤 梁坤單位：中國石油長慶油田分公司第三采氣廠