1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

目前，自A公司向B公司輸送苯，管線全長(zhǎng)約8600m，采用蒸汽伴熱，苯伴熱由A公司和B公司分段兩端供蒸汽。原設(shè)計(jì)A公司至地點(diǎn)B為A公司供汽，A公司至地點(diǎn)A伴熱管口徑為DN50，長(zhǎng)度約3050m，地點(diǎn)A至地點(diǎn)B處伴熱管口徑為DN50，長(zhǎng)度約1550m；B公司至地點(diǎn)B處為B公司供蒸汽，伴熱管口徑為DN50，長(zhǎng)度約4000m。冬季時(shí)，由于A公司蒸汽供應(yīng)不足，供蒸汽只能到地點(diǎn)A處，長(zhǎng)度約3000m，剩余管線的伴熱均由B公司供汽。由于B公司供蒸汽長(zhǎng)度增加，造成B公司蒸汽損耗增加，同時(shí)導(dǎo)致B公司的苯流量計(jì)零點(diǎn)漂移，計(jì)量不準(zhǔn)。

為減少蒸汽損耗，精確計(jì)量，將B公司至地點(diǎn)A處苯線伴熱由蒸汽伴熱改為熱水伴熱，熱水由B公司提供，水溫約為90℃。

2 環(huán)境條件及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）冬季zui冷月平均溫度為-1.5℃；（2）極端zui低溫度為-14℃；（3）采暖運(yùn)行季≤5℃日平均溫度為3.2℃；（4）冬季平均風(fēng)速2.6m/s；（5）年伴熱時(shí)間按10月15日至來(lái)年3月15日共約151天考慮。

（6）苯磁性翻板液位計(jì)介質(zhì)流向從A公司至B公司，輸送起點(diǎn)介質(zhì)溫度zui低10℃，苯凝固點(diǎn)為5.5℃。苯磁性翻板液位計(jì)規(guī)格為Φ108×4.0mm，保溫采用玻璃棉制品管殼，保溫厚度為50mm。

3 熱水需要量及磁性翻板液位計(jì)壓力降計(jì)算

3.1 B公司提供熱水量計(jì)算

熱水伴熱磁性翻板液位計(jì)利舊原蒸汽伴熱線DN50(Φ57x4.0mm)，苯線DN100(Φ108×4.0mm)，保溫厚度50mm。

①zui低熱水溫度計(jì)算。根據(jù)公式

式中：K—熱損失附加系數(shù)，取1.25；ta—主管內(nèi)介質(zhì)溫度，苯磁性翻板液位計(jì)取10℃；te—環(huán)境溫度，取zui冷月平均溫度-1.5，℃；a—保溫層外表面向大氣的放熱系數(shù)，a=11.6+7.0[3]；風(fēng)速Vw取冬季平均風(fēng)速2.6m/s，所以a=22.9W/(m2·K)；λ—保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，0.041+0.00011×(ta+te)/2 [3]，λ=0.04146W/(m·K)；Dd—管殼外直徑=0.268，m；dd—管殼內(nèi)直徑=0.168，m；acd—保溫層內(nèi)加熱空間空氣向保溫層的放熱系數(shù)，acd =13.95，W/(m2·K)；abc—伴熱管向保溫層內(nèi)加熱空間的放熱系數(shù)，由于空氣自然對(duì)流放熱系數(shù)在1~10之間，本工程伴熱管直徑較大，不能保證伴熱磁性翻板液位計(jì)與主管的充分點(diǎn)接觸，因此，工程保守做法在計(jì)算放熱系數(shù)只考慮自然對(duì)流，又考慮到伴熱線一側(cè)與保溫層有接觸，且磁性翻板液位計(jì)內(nèi)存在較大的對(duì)流空間，因此計(jì)算取放熱系數(shù)5W/(m2·K)是安全的；ab —伴熱線介質(zhì)溫度，℃；Db—伴熱線外徑=0.057，m；

因?yàn)楸酱判苑逡何挥?jì)介質(zhì)輸送起始點(diǎn)溫度為10℃，而當(dāng)伴熱線熱水溫度大于18.1℃時(shí)，取安全系數(shù)1.25后仍能保證苯線介質(zhì)溫度高于10℃。該熱損失計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮苯磁性翻板液位計(jì)的傳熱吸收，因此實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中熱水的出水溫度會(huì)低于18.1℃，這是由于苯磁性翻板液位計(jì)中的介質(zhì)會(huì)吸收熱量，而由于苯磁性翻板液位計(jì)會(huì)吸收熱量會(huì)導(dǎo)致對(duì)大氣平均傳熱溫度會(huì)低于計(jì)算值，這在工程中是保守的。項(xiàng)目中苯伴熱終點(diǎn)熱水溫度取20℃。

3.2 B公司提供熱水量Wb計(jì)算

根據(jù)熱損失

式中：q—每米長(zhǎng)度隔熱層外表面散熱損失量，W/m；te—環(huán)境溫度，取冬季zui冷月平均溫度為-1.5，℃；tb—伴熱線介質(zhì)溫度取大值平均溫度，自B公司出來(lái)的熱水溫度為90℃，本項(xiàng)目伴熱起點(diǎn)熱水溫度取80℃，終點(diǎn)取20℃，平均溫度=(80+20)/2=50℃；a-隔熱層外表面向大氣的放熱系數(shù)，a=22.9W/(m2·K)；λ—保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，λ=0.04146W/(m·K)；

熱水量

Wb≈2222kg/h

zui終B公司選用的熱水泵流量為Q=2.5m3/h。

4 節(jié)能效果分析

每年伴熱時(shí)間按10月15日至來(lái)年3月15日共151天考慮，節(jié)能計(jì)算用平均環(huán)境溫度按5℃考慮。改造前每年需0.8MPa飽和蒸汽約3185t/a，按蒸汽價(jià)格為260元/噸（含稅價(jià)）計(jì)算，每年運(yùn)行費(fèi)用約82.81萬(wàn)元/年；改造后每年需90℃熱水約9060t/a，熱水熱能根據(jù)業(yè)主要求不計(jì)算成本，按5%計(jì)算水損耗，損耗單價(jià)按循環(huán)水單價(jià)考慮為0.4元/t；每年需用電5653.44kW·h，按電為0.68元/度（含稅價(jià)）計(jì)；每年運(yùn)行費(fèi)用約為0.76萬(wàn)元/年；投資后每年節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用約82.05萬(wàn)元/年。