三維電熱消息    本文主要介紹了電加熱爐系統(tǒng)：

1 電加熱爐系統(tǒng)

電加熱爐系統(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)熱油送至電加熱爐（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，最后再返回電加熱爐中加熱，循環(huán)利用下去。其主要的設(shè)備有儲油罐、循環(huán)泵、電加熱爐（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：開機(jī)前，將導(dǎo)熱油通過注油泵及循環(huán)泵注入電加熱爐、熱用戶、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)到指定高度（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、電加熱爐、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)。

正常操作階段：導(dǎo)熱油在循環(huán)泵、電加熱爐、熱用戶、油氣分離器、循環(huán)泵間循環(huán)，將電加熱爐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(jì)

2.1 電加熱器（電加熱爐）

電加熱器是整個電加熱爐系統(tǒng)的核心設(shè)備。導(dǎo)熱油在電加熱器內(nèi)以設(shè)計(jì)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。導(dǎo)熱油載體和電加熱管本身其設(shè)計(jì)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最高允許使用溫度低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(jì)規(guī)定的最油載體和電加熱管本身其設(shè)計(jì)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最高允許使用溫度低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(jì)規(guī)定的最低流速。如流速過低，將使電加熱爐內(nèi)流體的流動狀態(tài)由湍流變?yōu)閷恿?，雖然導(dǎo)熱油平均溫度并沒有超過其最高使用溫度，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。此時情況將惡性循環(huán)，局部結(jié)焦，使導(dǎo)熱油流動更加不暢，局部超溫的現(xiàn)象更加嚴(yán)重，很快就嚴(yán)重?fù)p壞了導(dǎo)熱油載體和電加熱芯，甚至導(dǎo)致電加熱器的報(bào)廢。電加熱爐所用電熱元件的金屬護(hù)套表面最大熱流密度一般不超過0.02 MW/m2，對于管道式電加熱爐所用電熱元件，在保證低溫啟動安全的條件下，其金屬護(hù)套表面最大熱流密度可以適當(dāng)提高。

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，最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)熱油輸送管道之最高點(diǎn)1.5 m 以上。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?，確保循環(huán)泵不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，保持正常運(yùn)行。

導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)中還應(yīng)至少有一個膨脹管與膨脹槽相連。膨脹管需要轉(zhuǎn)彎時，其彎曲角度不宜小于120 度；膨脹管上不應(yīng)裝設(shè)閥門，且不應(yīng)縮頸。膨脹罐和膨脹管不應(yīng)采取保溫措施。

2.3 儲油罐

儲油罐應(yīng)盡可能安裝在系統(tǒng)中最低位置，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)工作溫度下整個電加熱爐系統(tǒng)，包括設(shè)備和管道中導(dǎo)熱油總體積的1.2 倍。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)料管及電加熱爐底部來的導(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)熱油將電加熱爐內(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 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最高液位至循環(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，其中一臺備用。其輸送能力應(yīng)按導(dǎo)熱油電加熱爐額定流量的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(jì)

管道設(shè)計(jì)應(yīng)是完整的，應(yīng)在對其熱膨脹量進(jìn)行計(jì)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，在最低處應(yīng)裝設(shè)排泄閥門，最高處應(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。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)槽管管徑大一級。應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的管道壓力降計(jì)算結(jié)果，調(diào)整上述由經(jīng)驗(yàn)值流速確定的管道直徑。電加熱爐導(dǎo)熱油進(jìn)口管最低點(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(jì)

（1）電加熱爐：一般對最高使用溫度的控制是在電加熱爐的高溫導(dǎo)熱油輸出管上安裝測溫元件，并有超溫報(bào)警的電控線路，這樣對溫度實(shí)行監(jiān)控。導(dǎo)熱油在電加熱爐內(nèi)的流速，一般用電加熱爐上導(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，在電加熱爐供熱系統(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)熱油出電加熱爐壓力值高于調(diào)定值，就由警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出“壓力報(bào)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(bào)警。通常膨脹槽液位在其1/4～3/4 之間，當(dāng)液位高于最低液位20～50 mm 報(bào)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）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(jì)，通常采用孔板流量計(jì)；導(dǎo)熱油電加熱爐出口總管及進(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)。

（5）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，電加熱爐系統(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)液輸送管道最高點(diǎn)1.5 m 以上。

（2）儲油罐應(yīng)盡量放在系統(tǒng)的最低處，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。

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