橡胶工业节能技改与导热油加热技术
| 0 前言 在橡胶工业生产中，热能所占成本比例最高可达18％左右，为提高橡胶制品企业的经济效益和产品质量，为使橡胶制品工业在供热及用热设备实现高效、节能，采用导热油供热技术比较可行。 导热油加热经济实用的******应用温度为100～3800C，这与橡胶工业的生产设备之工作温度范围十分匹配，且运行安全可靠、高效、节能、成本低。目前在国内采用导热油加热技术改造企业的供热系统普遍取得了满意的技术效果和经济效益。 1导热油加热的主要优点 （1） 热效率高节能效果好 导热油循环加热是利用导热油通过加热器热传导降温放出热能达到加热目的，是一种封闭式的强制循环系统，故无热量损失；而蒸汽加热一般为非封闭式的非循环加热系统，冷凝水及废汽不回收或回收不彻底，故热能损失大。导热油加热与蒸汽加热其热能无效损耗对比。通过(对中型平板硫化机)节能测试计算，两者比较可节能6 0％左右，生产效率可提高2 0％，有效的优化了加热设备性能。 (2)运行安全可靠，成本低 当工艺要求温度为1 2 0～2 00℃时，若使用饱和工业蒸汽加热，其蒸汽压力必须达到0.25～1.7 MPa。导热油加热是在极低的运行压力下进行循环供热。而使用导热油加热，因其无汽相压力，只克服管道阻力，故可使所用设备及管道材料强度和密翔要求降低，有利于降低设备制造费用和使用维护成本，且较易满足生产工艺要求温度。 (3)温度稳定，调温方便 导热油加热工作面温度控制误差为±20C。加热时可根据温度要求直接控制油加热炉膛内燃料的燃烧量，并可实现油加热炉油出口处油温误差在±5℃以内，再通过对进入加热器的导热油进行流量调节可得到稳定的工作温度。由于导热油循环加热所用设备及管道均较使用蒸汽简单，且管道输送距离较近，所以既安全可靠，维修方便，又使设备投资及运行费用降低。 2 导热油循环系统的设计 2．1导热油循环系统的组成 一个较完整的导热油加热循环系统的构成。主要是由下列部分组成。 (1)导热油加热炉 由燃料燃烧室、导热油加热器、回油预热器三大炉体构件组合而成。为了提高油加热炉的热效率，在其顶部设有回油预热器，以使油加热炉所用燃料的热能得到充分利用，使其整体系统的节能效果更好。 (2)导热油循环系统 该系统主要是由油泵和管道构成，油泵可选用离心泵或低压大流量齿轮泵，用热设备较多时可选用离心泵，用热设备较少时可选用齿轮泵。导热油循环管路系统除运行功能完善、布局合理外其导油管要有足够的通流面积(Fk)，即导油管之内径应使其油液流速能满足较佳流速推荐值Vi，对于吸油管，V1=1．5～2 m／s；对于进油管，V2=2～2．5m／s；对于回油管K=2．5～3．5m／s，确定各管道油流速度后，则可依下式求出管道内径 DN，(m m)，即：  式中： Q——油泵输油率，L／min。 管路安装应力求少弯曲、少转弯并尽量减短管路长度和避免管道交叉，对于较长管道还应考虑克服其热胀冷缩变形的相应结构措施。 (3)压力、流量及温度调控仪表装置 导热油循环供热系统是属于压力运行系统，管道中的微压力主要用于克服管道和加热器孔道对油液运行产生的摩擦阻力，系统中的压力调控装置为压力表和压力(溢流)阀，主要用于调温节流时油液通过溢流阀分流回油炉。流量控制是由系统中的可调节流阀(开关阀门)实现，其作用是控制单位时间内进入加热器的导热油量，并依此进行对加热器的温度微调。加热器工作面的温度控制主要是通过油加热炉出口处的油温来实现，即通过节流阀门开启的大小来实现，是由油加热炉燃烧器和节流阀双重控制。温度显示可根据不同测量位置 选用不同结构形式的热电偶温度计。 2．2油循环系统的运行功能设计 导热油供热循环系统的设计，在满足对多台用热设备供热时，油循环系统必须具备两大功能：①导热油循环功能，用热设备的温度及供热量的调节控制功能；②供热系统的油质清理、更换及油液补充。 当供热系统用热设备台数较多和加热设备工作面在不同时间用热量变化梯度较大时，油循环系统可采用两台不同输油量油泵并联组合式供油系统(见图1件8泵Q1、Q2)，即根据系统在不同工作时间内对用热量的不同要求实现三种不同油量的供给(即泵Q1开或Q2开；Q1、Q2同时开)，其主要优点是能在较大范围内实现导热油供给并使油循环系统节电和减少系统的调温溢流，有利于系统的供热性能稳定。 根据上述供热系统设计原则，供橡胶制品车间多台加热设备使用的导热油加热循环系统如图1所示，其具体运行功能及油循环路线如下：  (2)调温溢流回油循环运行路线 图1中的M1．及M2，系加热炉内部油量储存调节空间。小型导热油循环供油系统的设计可以省略或简化上述(3)、(4)、(5)运行线路，只需一台输油泵即可。 3 提高工艺面加热质量的技术措施 在导热油循环供热技术中，为了提高加热工作面的加热质量使加热温度均匀稳定，工艺面上的温度误差不大于±20C，对于不同结构形式的工艺面应采取不同的技术措施： (1)提高橡胶制品强力层纤维织物大型烘干滚筒及炼胶机滚筒等的温度均匀性 在滚筒的两轴端盖内设置过油阻尼孔盘(两端均有且对称)使进入和流出滚筒之导热油能沿加热滚筒的内壁均匀流动，从而提高滚筒表面的温度均匀性。 (2)提高大型橡胶平板硫化机热压板的温度均匀性 热压板内导热油加热油循环孔道应制成分段(多组)并联的回曲式结构。 (3)提高加热(预热)平台的温度均匀性 平台热管应制成(多组)并联管排式结构的热管加热器。 4系统设计中的热能平衡计算 对导热油循环供热的主要要求是必须满足在单位时间内加热设备工作面上应能得到所需的总热量，即在单位时间内导热油进入加热器的油量和进入加热器时的要求温度t1，及加热器工作面上限定的热传导导出的温度t2与t1，之间的差值，并依此进行工作面所需热量的计算。 (1)加热器工作面上所需导出之热量，可按下式算出：  式中： E1——导出热量，kJ／h； λ——导热件所用材料的导热系数，硫化机热板用45号钢其λ=163．2 9 kJ／m.h.oC； H——加热设备工作面有效工作面积，m2； a——导热件传导层厚度，m m。 (2)导热油循环系统供给(出)的热量，可按下式算出： E2=4．1 86Q(tb1一tb2)θ 式中： E2——导热油有效供给(出)热量，kJ／h； Q——循环油泵输油率，kg／h； tb1——导热油进入导油管中要求的最高温度，0C； 、 tb2，——导热油回油管中最低许可(限定)温度，0C； θ——导热油热焓值(4．186kJ／kg..0C)，此热焓值可近似的取其油温值(tb1)代替。 考虑到供热能力的可靠性，应对热能平衡计算结果进行验算，常用验算公式为： E2=1．2 E1 式中1．2为供热安全储备系数。 5结语 通过对橡胶制品车间使用导热油供热节能改造，使其加热设备技术性能大有提高，生产效率可提高20％，与技改前的蒸汽加热比较可节能60％左右。导热油的******使用温度为100～3800C，因其无汽相压力，可使设备和管道的材料强度及密封性能要求容易满足，并使供热系统运行安全可靠。导热油加热技术是目前国内外许多相关企业节能技改和相关加热设备节能降耗改进性能的理想选择。 |
