脱油装置节能降耗论文范文

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1预冷换热器换热效率分析

1.1管壳式换热器的传热原理热传递基本公式：Q=KAΔT（1）根据传热可知，提高传热效率的途径有三条：提高传热系数K，增大换热面积A；加大对数平均温差ΔT适当的增大换热面积和增大对数平均温度差可以提高换热效率，提高热传递系数K：K－总热传递系数，ao－管外流体给热系数，at－管内流体给热系数，rdo－管外污垢热阻，rdt－管内污垢热阻，rw－管壁热阻，Ao/At－管外表面积和管内表面积比，η－翅化比（螺纹管外表面积/光管外表面积）。而换热管的材料、规格一旦选定，则管外径与内径之比、壁厚及导热系数等参数也随之确定下来。提高管内、外换热系数ao和at、降低污垢系数rt和ro,能够有效提高换热器的总传热系数K。

1.2预冷换热器温度变化曲线分析根据GB151-1999附录F中描述，传热系数K固定不变时，在纯逆流换热器中，流体温度变化情况。按照脱油脱水装置换热器的换热过程，符号纯逆流换热，T0为原料气管层进口温度，T1为原料气管层出口温度，t1为产品气壳层进口温度，t0为产品气壳层出口温度。ΔT1=T1-t1为丙烷蒸发器制冷后温度差，ΔT0=T0-t0为出预冷换热器管壳层温度差。换热面积=长度×单位长度换热面积，图2横坐标为换热器长度L，图2可以描述为在不同的换热面积后，温度差的变换过程，脱油脱水装置中，原料气进气温度T0，经预冷换热器后交换热量Q1使得温度降至T1，经丙烷蒸发器制冷交换热量Q2使得温度降至t1，原料气总消耗热量Q原=Q1+Q2，Q1为图3阴影部分面积，Q2为丙烷蒸发器制冷的热量。经丙烷蒸发器后的产品气经预冷换热器吸收的热量Q3使得温度升至t0，产品气吸收的热量Q3为图4阴影部分面积。进出装置消耗的总能量Q=Q1+Q2-Q3．假设ΔT1=ΔT0，即T1-t1=T0-t0；换热器在换热过程中，无能量损耗，能量只在进行原料气和产品气间进行热传递。由于曲线变化速率一致，Q1=Q3，进出装置的总消耗能量为Q=Q2，为丙烷制冷消耗的能量。正常使用换热器过程中，ΔT1≠ΔT0，设备存在散热是必然的现象，做好设备与空气间的隔热非常重要，能够减少能量的损耗。

2脱油脱水装置节能分析

2.1用电量节约由预冷换热器变化曲线，可以得出丙烷蒸发器制冷是关键，温度差过大，必然导致设备运行负荷增大，考虑降低温度差可以降低丙烷蒸发器的制冷能耗。由热传递基本公式Q=KAΔT，降低温度差，热传递效率下降，适当增大换热面积能够有效提高传递效率。苏里格第五天然气处理厂12月装置处理气量13338×104m3天然气，装置耗电量22.95×104kW•h，装置进出口温度差5℃，换算日均处理500万m3天然气需要消耗约8600kW•h电量。假设增大2倍换热面积，不考虑设备与大气间的热传递，保证热传递效率与原先的一样，温度差可减半，装置进出口温度差2.5℃，可以直接降低丙烷蒸发器的制冷量，减少了丙烷蒸发器的运行负荷，可以选择负荷更低的设备，有效的减少耗电量。

2.2采用节流阀降低温度低温分离器上游增设节流阀，取消丙烷蒸发器流程。节流阀能够直接对天然气进行降温。选择合适的节流阀和预冷换热器达到低温分离器温度，夏季温度降低至-5℃（冬季温度降低至-15℃），减少了丙烷制冷系统带来的能量消耗，日均节省8600kW•h电量。当压力降为0.5MPa时，温度差为1.935℃（0.5×3.87）；当压力降为1MPa时，温度差3.87℃。缺点是增大了装置运行的压降，气量不易控制。

3结论和建议

（1）通过预冷换热器温度差变化曲线分析装置能量的变化情况，装置总的消耗能量为丙烷制冷。有效的做好设备与空气间的隔热，减少能量的损耗。（2）通过用电量的统计，分析适当增加换热面积，减少温度差的途径，选择更低负荷的设备，有效的减少耗电量。（3）增加节流阀的途径，直接进行降温处理，取代丙烷制冷消耗的能量，有效的进行节能降耗。

作者：陈宗宇侯山郭萍刘宇坤 梁坤单位：中国石油长庆油田分公司第三采气厂