脫油裝置節(jié)能降耗論文范文

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1預(yù)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(jù)傳熱可知，提高傳熱效率的途徑有三條：提高傳熱系數(shù)K，增大換熱面積A；加大對(duì)數(shù)平均溫差ΔT適當(dāng)?shù)脑龃髶Q熱面積和增大對(duì)數(shù)平均溫度差可以提高換熱效率，提高熱傳遞系數(shù)K：K－總熱傳遞系數(shù)，ao－管外流體給熱系數(shù)，at－管內(nèi)流體給熱系數(shù)，rdo－管外污垢熱阻，rdt－管內(nèi)污垢熱阻，rw－管壁熱阻，Ao/At－管外表面積和管內(nèi)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(guī)格一旦選定，則管外徑與內(nèi)徑之比、壁厚及導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)也隨之確定下來(lái)。提高管內(nèi)、外換熱系數(shù)ao和at、降低污垢系數(shù)rt和ro,能夠有效提高換熱器的總傳熱系數(shù)K。

1.2預(yù)冷換熱器溫度變化曲線分析根據(jù)GB151-1999附錄F中描述，傳熱系數(shù)K固定不變時(shí)，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(guò)程，符號(hào)純逆流換熱，T0為原料氣管層進(jìn)口溫度，T1為原料氣管層出口溫度，t1為產(chǎn)品氣殼層進(jìn)口溫度，t0為產(chǎn)品氣殼層出口溫度。ΔT1=T1-t1為丙烷蒸發(fā)器制冷后溫度差，ΔT0=T0-t0為出預(yù)冷換熱器管殼層溫度差。換熱面積=長(zhǎng)度×單位長(zhǎng)度換熱面積，圖2橫坐標(biāo)為換熱器長(zhǎng)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(guò)程，脫油脫水裝置中，原料氣進(jìn)氣溫度T0，經(jīng)預(yù)冷換熱器后交換熱量Q1使得溫度降至T1，經(jīng)丙烷蒸發(fā)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(fā)器制冷的熱量。經(jīng)丙烷蒸發(fā)器后的產(chǎn)品氣經(jīng)預(yù)冷換熱器吸收的熱量Q3使得溫度升至t0，產(chǎn)品氣吸收的熱量Q3為圖4陰影部分面積。進(jìn)出裝置消耗的總能量Q=Q1+Q2-Q3．假設(shè)ΔT1=ΔT0，即T1-t1=T0-t0；換熱器在換熱過(guò)程中，無(wú)能量損耗，能量只在進(jìn)行原料氣和產(chǎn)品氣間進(jìn)行熱傳遞。由于曲線變化速率一致，Q1=Q3，進(jìn)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(guò)程中，ΔT1≠ΔT0，設(shè)備存在散熱是必然的現(xiàn)象，做好設(shè)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(jié)能分析

2.1用電量節(jié)約由預(yù)冷換熱器變化曲線，可以得出丙烷蒸發(fā)器制冷是關(guān)鍵，溫度差過(guò)大，必然導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷增大，考慮降低溫度差可以降低丙烷蒸發(fā)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(dāng)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(jìn)出口溫度差5℃，換算日均處理500萬(wàn)m3天然氣需要消耗約8600kW•h電量。假設(shè)增大2倍換熱面積，不考慮設(shè)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(jìn)出口溫度差2.5℃，可以直接降低丙烷蒸發(fā)器的制冷量，減少了丙烷蒸發(fā)器的運(yùn)行負(fù)荷，可以選擇負(fù)荷更低的設(shè)備，有效的減少耗電量。

2.2采用節(jié)流閥降低溫度低溫分離器上游增設(shè)節(jié)流閥，取消丙烷蒸發(fā)器流程。節(jié)流閥能夠直接對(duì)天然氣進(jìn)行降溫。選擇合適的節(jié)流閥和預(yù)冷換熱器達(dá)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(tǒng)帶來(lái)的能量消耗，日均節(jié)省8600kW•h電量。當(dāng)壓力降為0.5MPa時(shí)，溫度差為1.935℃（0.5×3.87）；當(dāng)壓力降為1MPa時(shí)，溫度差3.87℃。缺點(diǎn)是增大了裝置運(yùn)行的壓降，氣量不易控制。

3結(jié)論和建議

（1）通過(guò)預(yù)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(shè)備與空氣間的隔熱，減少能量的損耗。（2）通過(guò)用電量的統(tǒng)計(jì)，分析適當(dāng)增加換熱面積，減少溫度差的途徑，選擇更低負(fù)荷的設(shè)備，有效的減少耗電量。（3）增加節(jié)流閥的途徑，直接進(jìn)行降溫處理，取代丙烷制冷消耗的能量，有效的進(jìn)行節(jié)能降耗。

作者：陳宗宇侯山郭萍劉宇坤 梁坤單位：中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采氣廠