电加热装置在润滑油调合设备上的应用
付振东
（中国石油集团东北炼化工程有限公司， 辽宁 大连 116085）
[摘 要] 由于润滑油的调合温度对油品质量影响较大，所以润滑油调合设备需要稳定、可靠的热源来提供热量。本文介绍了润滑油调合设备电加热供热改造的实施方案，该方案通过增设罐体夹套的方式，利用电加热器对夹套内导热油进行加热，再通过导热油对润滑油调合设备进行供热。同时探讨了该方案的优势以及实施中的注意事项。经过对润滑油调合设备的电加热改造，加强了设备热源的控制，大大提高了润滑油的调合效率。[关键词] 电加热；夹套；导热油；加热；应用 作者简介：付振东（1981—），男，山东临沂人，硕士研究
生，工程师。现主要从事石油化工设备设计工作。
表1 技术参数
润滑油是液体或半固体润滑剂，主要起润滑、辅助冷却、防锈等作用。通常采用基础油与功能添加剂，经过特定的调合工艺，生产出商品级润滑油。罐式调合是常见的一种润滑油调合工艺[1]，将基础油和添加剂按比例直接送入调合罐，经加热、搅拌后，即为成品润滑油。罐式调合系统主要包括成品罐、混合装置、加热系统、加入装置、计量设备等设施。应当注意的是，调合组分时需要选择适宜的调合温度，温度过高可能引起油品和添加剂的氧化或热变质，温度偏低使组分的流动性能变差而影响调合效果。
某厂润滑油调合罐采用外盘管供热，这种
方式热能的有效利用率低，延长了油品的调合周期，调合罐润滑油生产效率低，特别是冬季气温较低时，严重影响调合罐润滑油生产效率。本文针对该厂润滑油调合罐存在的供热问题，采用增设外部夹套及电加热系统的方式，通过电加热器加热夹套内导热油，为润滑油调合罐提供稳定、可靠的热源，大大提高了调合罐润滑油生产效率。1 调合设备主要技术参数
润滑油调合罐是润滑油调合的主要设备，该设备为常压容器，顶部为平顶顶盖带搅拌器，底部为标准椭圆封头，采用裙座支撑方式。调合设备改造前结构简图如图1所示，技术参数见表1。
参数说明内筒增设夹套工作压力MPa 常压常压设计压力MPa 常压常压最高工作温度℃80120设计温度℃120140外形尺寸mm 2600×4100
2920×2500
容积m 3
25 4.9操作介质润滑油导热油壳体材质S30408Q345R 备注
罐顶带搅拌器
夹套带电加热器
2 调合设备改造方案
本方案首先为润滑油调合罐增设外部夹套，
将电加热器直接插入导热油中，通过电加热器对导热油进行加热，导热油加热到120℃，以导热油为载体为调合罐进行供热，调合设备改造后结构简图如图2所示，新增夹套其他参数见表1。导热油电加热器在较低的运行压力下即可获得较高的工作温度，降低了设备的压力等级，可提高整个系统的安全性。同时，导热油具有良好的导热性能，在传热过程中热量损失较小，节能效果显著[2]
。图2 调合设备改造后结构简图
便携式洒弹器2.1 设备设计方案
(1)对增设夹套的润滑油调合罐进行设备强度计算，保证设备整体安全性、可靠性。同时，作为改造设备，原设备裙座直径和高度、地脚螺栓大小和布置都不能改变，需要对其进行校核计算。
(2)电加热器与润滑油调合罐夹套连接方式采用套管法兰连接形式，便于电加热器的安装和后期维护与更换，密封性能较好。
(3)电加热器电阻丝采用镍铬合金材料（Cr20Ni80）作为发热元件，该材料为奥氏体组织非磁性合金，高温强度高，具有较高而稳定的电阻率，耐腐蚀，表面抗氧化性能好，高温使用
不变形，延伸率好，加工时不易断裂，长期使用后塑性较好，冷却后不变脆，温度系数小，能够保证输出功率的稳定和均匀发热。电阻丝Cr20Ni80的化学成分见表2，物理性能见表3。
合金牌号化学成分（质量分数）/%
C P S
Mn
Si Cr Ni Al Fe 其他不大于Cr20Ni80
0.08
0.020
0.015
0.60
活动看台0.75~1.60
20.0~23.0
余
≤0.50
≤1.0
—
表2 合金牌号及化学成分
合金牌号元件最高使用温度℃熔点（近似）℃密度g/cm 3
电阻率（20℃）μΩ•m 比热容
J•(g•K )
导热系数
（20℃）
W•(m•K )
平均线膨胀系数α（20℃~1000℃）10-4•K Cr20Ni80
1200
1400
8.40 1.090.461518.0
无心磨床自动上料机
表3 主要物理性能
(4)电加热器采用高精度高纯度结晶氧化镁粉
（纯度：＞98%）作为加热元件的填充料，其在高温下具有优异的导热性能、极高的可靠性，特别适合长周期运行工况。
(5)电加热器加热管采用S32168不锈钢管制造，耐腐蚀、耐氧化、耐高温，是高性能加热管的优良材质。
(6)电加热器电热元件的封口材料采用耐高温
二次固化绝缘密封（环氧树脂类材料），所配制的材料必须随配随用。同时，要避免电热元件长期工作绝缘下降、泄漏电流增大的不安全隐患。2.2 电加热器设计
根据技术参数计算得出电加热功率，设计确定采用33台加热功率为2.7kW 的电加热器，每台加热器浸入长度为1.1m 。加热器分组及布置方案：27台加热器分为三组，布置在罐体夹套筒体周
图3 电加热器简图
表4 电加热器参数
围；6台加热器为一组，布置在罐体夹套封头处，加强对底部封头部分导热油的加热效果。加热器具体布置如图3、图4所示，其他技术参数见表4。
另外，防爆接线盒内设有内接地，电加热器外壳
肉模图4 电加热器分布图
设有外接地，并设置明显的接地标志；同时，设置常规的电气保护，如：短路保护、液位保护、过载保护、超温保护等。
设备名称电加热器加热功率 2.7kW 加热器数量33台额定电压380V、3相频率50Hz 控制精度±1℃
功率分配第一组：2.7kW×9台
三相整流器
第二组：2.7kW×9台
6aaaa
第三组：2.7kW×9台第四组：2.7kW×6台
控制方式可控硅控制模式
PLC+触摸屏
2.3 温度控制
在夹套罐体上靠近每组电加热器处各设置一个高精度温度传感器，用于测量夹套介质温度，内部元件为PT100热电阻，PT100为铂热电阻，其阻值会随着温度的变化而改变。热电阻将检测到的温度变送成4~20mA 信号送入仪表柜内的PLC 上，通过PLC 输出4~20mA 控制信号至动力柜的可控硅执行元件上，实现无级调功，从而使加热器输出达到预定温度。2.4 液位控制
在夹套罐体上安装一个液位控制器，用于检测夹套罐体内液位的高低，防止由于液位过低造成电加热器干烧导致电加热器损坏。一旦导热油液位过低时，液位控制器发出信号到仪表柜进行
连锁保护，立即停止电加热器工作。2.5 现场防爆分线箱
夹套罐体圆周方向分布的27台加热器，每9台2.7kW 的电缆进入一支一进九出的防爆分线箱，每3台2.7kW 作为1相，9台2.7kW 接成Y 形接法，作为1组加热；封头部位分布的6台2.7kW 的电缆进入一支一进六出的防爆分线箱，每2台2.7kW 作为1相，6台2.7kW 接成Y 形接法，作为1组加热。3 优势分析及注意事项
导热油电加热装置是在被加热介质内部直接生热，具有加热均匀、加热效率高、升温速度快、安全环保、低耗节能、操作简单、操作压力低、运行稳定可靠等优点。同时，通过电加热方
◆参考文献
[1] 张泽娜. 综述润滑油的调合方法及设备[J].广东化工，2007，34(6)：86-89.
[2] 刘文科，谭娜，张俊华. 导热油加热控制系统的研究与改进[J].电气技术，2014，(10)：85-88.
[3] 牛慧. 石化行业中电加热器的设计及注意事项[J].石油化工设计，2015，32(3)：15-18.
收稿日期：2018-10-15；修回日期：2018-11-26
式可获得较高温度，控温精度高，易于实现温度的自动控制和远程控制，可按需要使被加热物体保持一定的温度分布，因此导热油电加热装置作为一种供热方式在许多行业都有广泛应用。导热油电加热装置在设计、安装及后续运行过程中，应当注意以下几点：
(1)加热器的功率计算，通常情况下考虑理论所需热量转化为电功率，但是在实际设计中，还需考虑10%电压波动[3]，根据电压波动情况，考虑加热温度所需加热器的根数及备用根数。(2)夹套罐体周围加热器为垂直倒装，应当注意加热器与套管连接处法兰密封情况，防止发生泄漏现象，造成火灾，同时也要避免电加热器的干烧。
(3)设备运行过程中，加热器可能出现结焦现象，运行中应当予以关注。
(4)作为改造设备，在电加热器设计时，应充
分考虑裙座高度对加热器长度的限制，避免造成无法安装的情况发生。4 结束语
通过对润滑油调合设备进行导热油电加热供热改造，为润滑油调合设备提供更加稳定、高效的热源，大大提高了润滑油调合罐生产效率，提高润滑油产品质量，提高企业的经济效益。同时，加强了对设备热源的控制，改造后设备运行更加安全、稳定、可靠。
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