目前白酒行業原酒儲運過程中,對儲罐內的原酒或者成品酒加溫,基本上采用罐內安裝集束管式或盤管式加熱器等傳統方式,使罐內物品通過與熱媒體(一般以飽和蒸汽為熱媒體)的交換,實現升溫,降低粘度,改善其流動性,以便于泵的輸送。這種傳統方式在某種程度上存在加溫周期長,熱能利用率低的弊端,大量蒸汽做了無用功,蒸汽耗量大。在目前中國能源短缺,國家大力倡導創建節約型社會的背景下,如何通過改革工藝、節能降耗、挖潛增效就成為各個企業所面臨的重要課題。
自從產業革命以來,蒸汽已被廣泛地應用在各個工業部門,特別在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業,都大量的使用蒸汽。及時排出蒸汽系統中的凝結水、減少蒸汽的泄露;提高蒸汽使用設備的熱效率等問題。得到了各部門的普遍重視,蒸汽疏水器就是解決這些問題的主要裝置。疏水器也稱疏水閥,也稱自動排液器,它是用在蒸汽加熱設備或蒸汽輸送管網上,起自動阻汽排水作用的裝置。疏水器的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統的安全運行和節能工作的好壞。
一、傳統盤管式或集束管式儲罐加熱器現狀調查
1、蒸汽利用率低:在實際生產過程中,當只需使用少量流體或者成品酒時,也要對整個罐內的物品全部進行加熱,整體升溫,使大量的蒸汽做了無用功。
2、熱量利用率低:加熱器冷凝水出口溫度過高,常伴隨大量蒸汽排出,排出口溫度≥100℃,浪費了大量的熱力資源。
3、流體或化工品溫度難以控制:傳統加熱器對流體或者化工品的加熱是一種靜置式的自然對流換熱,其放熱系數極低。貼近加熱器的物品溫度較高,遠離加熱器的物品溫度較低。
4、生產效率低:由于不能按生產需要的流體定量加溫,只能對整罐物品進行整體加溫,熱量耗散面積大,流體加熱升溫緩慢,加溫時間長,而且流體整體升溫分布不均衡。特別是在冬季生產中,由于受環境溫度的影響,加熱時間會更長。
5、影響流體質量:流體在長時間、多次反復的加熱過程中產生大量細小的分解物,溶于流體中,對質量產生一定的影響,增加了后期處理的成本。
二、解決方案
針對上述問題,本著提高生產效率,節能降耗的指導思想,我公司成立了“儲罐局部快速加熱,提高生產效率,節能降耗”攻關小組。成功設計研發出了一款《原酒儲罐局部快速加熱器》;在實際運用中取得了良好效果,節能明顯,有效解決了加熱過程中能耗過大的弊端,生產效率明顯提升,生產運行費用大大降低。
獨特的換熱元件及先進的內部工藝流程結構,使加熱器實現了熱效率高、耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢等功能靠、節能效果突出、安裝維修方便、可實現自動化恒溫控制的特點,極大地提高了換熱器整體性能,并且不會因為加熱器的安裝而影響罐體的使用安全。有效解決了各類儲罐加熱過程中能耗過大的弊端,生產效率明顯提升,運行費用大大降低,獲得行業專業人士的高度認可,并在行業中得以推廣和應用。
三.原酒儲罐局部快速加熱器換熱原理
其原理:是將“渦流熱膜換熱器”,沿儲罐徑向伸入于儲罐底部,熱媒介質(蒸汽或高溫水)走管底,流體從殼程內的管間流動,殼體直接通向罐內介質。蒸汽經過溫控閥進入熱換器的管程,通過渦流熱膜管與管壁外部的流體充分換熱以后,冷凝水自換熱器出口排出。換熱器采用高效的渦流熱膜管作為換熱元件,保證流體在管間的合理流動。其強化傳熱機理是:流體在內外表面流動時,產生了震蕩和沖刷作用,流動的方向不斷改變,使緊貼管壁表面的流體導熱層變薄以致破壞,金屬表面熱量傳遞加快,流體內微觀渦流加強,是流體內部熱擴散強化。同時,由于流體的震蕩、流動和沖刷作用,不會使緊貼表面的流體產生局部過熱器。
選擇疏水器時,不能單純從最大排放量選擇,應特別注意:“覺不允許只根據管徑大小來套用疏水器”而必須根據疏水器選擇原則并結合凝結水系統的具體情況選用。一般情況下,應按以下三個方面選用。
首先根據加熱設備和對排出凝結水的要求,選擇確定疏水器的型式。對于要有最快的加熱速度,加熱溫度控制要求嚴的加熱設備,需保持在加熱設備中不能積存凝水,只要有水就的排,則選擇能排飽和水的機械型疏水器為最好。因為它有水就排的疏水器,能及時消除設備中積水造成的不良后果,迅速提高和保障設備所要求的加熱效率。
對于有較大的受熱面,對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴的設備,可以允許積水,如:蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應選用熱靜力疏水器為最好。
對于中低壓蒸汽輸送管道,管道中產生的凝結水必須迅速完全排除,否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高,使蒸汽的溫度降低,滿足不了用汽設備工藝要求。因此,中低壓蒸汽輸送管道選用機械型疏水器為最好。
可見,必須根據加熱設備和用途對疏水器型式進行合理選擇。
四、原酒儲罐局部快速加熱器在寒冷地區的應用:
我國北方地區冬季寒冷,冬季最寒冷氣溫一般在-18℃左右,由于環境氣候的特點,會出現氣溫越低,流體加熱升溫越慢,能耗越高的現象。而原酒儲罐局部就快速加熱器,在節能降耗、提高運行效率方面優勢更加明顯突出。可在較短時間內使流體迅速升溫至所需要的溫度。采用這種局部加熱工藝方法,相比傳統加熱工藝其優勢不言而喻,在實際運用中實測數據也充分論證上述優勢。因此出光快速加熱器在實踐應用上簡單易行,安全方便。
五、現場實際采集數據對比
經濟效益分析:從上表中可以看出在同等工況條件下,采用《原酒儲罐局部快速加熱器》具有如下明顯優勢和特點:加溫速度快:原需一、二天的升溫操作過程在數小時內即可完成,極大提高了生產效率叫列管式加熱器生產用時縮短了10多倍。
在目前白酒行業原酒儲運過程中,對儲罐內的原酒或成品酒加溫,基本上采用關內安裝集束管式或盤管式加熱器等傳統方式,使罐內物品通過與熱媒體(一般以飽和蒸汽為熱媒體)的交換,實現升溫。這種傳統方式在某種程度上存在加溫周期長,熱能利用率低的弊端,大量蒸汽做了無用功蒸汽耗量大,
在目前中國能源短缺,國家大力倡導創建節約型社會的背景下,如何通過公益、節能降耗、挖潛增效就成為各個企業所面臨的重要課題。
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