沥青储运系统导热油加热技术改造.docx
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沥青储运系统导热油加热技术改造
项目名称：
沥青储运系统导热油加热技术改造
项目建设单位：
中国石化股份有限公司齐鲁分公司胜利炼油厂
建设单位负责人：
孙振光
编制单位：
山东三维石化工程股份有限公司
编制单位负责人：
曲思秋
编制侯京立
校核邓巍
审核邹广
审定王成富
项目负责人侯京立
编制人员名单
热工:
侯京立邓巍邹广
自控:
赵锁王欣杜兰芳
给排水：
刘文帆唐文祥
电气:
刘立静黄近成
土建:
史淑英李娟戴宏强
储运：
王建峰侯京立朱继兰
设备：
张洪刚毕立雪张书玲
概算：
任婕毕彩虹高辉
总图：
李进山勾西国
环保:
侯京立邓巍邹广
劳动卫生:
侯京立邓巍邹广
目录
1概述7
1.1编制依据7
1.2设计原则7
1.3项目建设的必要性8
1.4项目概况及特点8
1.5主要技术经济指标9
2工艺装置9
2.1工艺流程说明9
2.2主要操作条件10
2.3设备平面布置10
2.4装置定员10
3改造内容10
3.1新增导热油加热设施10
3.2设备改造情况10
3.3自控改造情况11
3.4土建改造情况11
3.5电气改造情况11
3.6储运11
4自动控制11
4.1自动控制水平11
4.2仪表选型11
4.3仪表电缆的敷设11
4.4仪表供电12
4.5主要仪表清单12
4.6设计中采用的主要标准规范12
5总图12
5.1工程位置12
5.2平面布置及竖向布置13
6土建13
6.1工程平面位置13
6.2工程方案的选择和原则13
6.3设计内容13
6.4结构方案13
6.5地基处理方案13
6.6装置建、构筑物情况14
6.7存在问题14
6.8设计采用的现行规范14
7设备15
7.1设备设计规定15
7.2设备概况16
7.3标准，规范16
8储运17
8.1项目范围17
8.2项目内容17
9公用工程及辅助设施18
9.1给排水及消防18
9.2电气部分19
10能耗分析及节能措施21
10.1本项目消耗21
10.2能耗分析21
10.3节能措施21
11环境保护21
12劳动安全卫生22
12.1危险因素分析22
12.2劳动安全卫生防护措施22
12.3预期效果及评价23
13防火23
13.1火灾危险因素分析23
13.2防火措施23
14企业组织及定员24
14.1项目组织体制24
14.2定员24
15项目实施计划24
16投资估算24
16.1概述24
16.2编制依据24
16.3指标和费用计取原则24
16.4设备及材料计价依据25
16.5其他费计价依据25
17资本金筹措26
18财务评价27
18.1概述27
18.2评价依据及参数27
18.3综合评价28
1概述
1.1编制依据
1.1.1《沥青储运系统导热油加热技术改造等项目讨论会会议纪要》（生产技术部，2010-2-25日）。
1.1.22005年中国石油化工集团公司石油化工项目可行性研究报告编制规定。
1.2设计原则
本次进行的沥青储运系统导热油加热技术改造项目，本着充分利用沥青储运系统已有设备及原公用工程、仪表室、变配电室等设施，对沥青储运系统进行导热油加热方式改造，满足安全生产需要，尽可能节省投资的原则。
1.3项目建设的必要性
沥青车间储运罐区共有12个沥青罐，其中有效容积5000m3储罐3个，有效容积3000m3储罐6个，有效容积2000m3储罐3个，总储存容积为39000m3。
目前，重交沥青罐保温、升温加热均采用1.0MPa蒸汽，不但加热速度慢，而且蒸汽耗量非常大，2007年全年蒸汽耗量为73297t，2008年全年蒸汽耗量为68277t，2009年全年蒸汽耗量为77670t。
在冬季各重交沥青罐均低位储存，周期较长（约4～5个月），用蒸汽保温浪费较大。
因罐内沥青温度需保持在150℃左右，造成蒸汽凝结水高温排放，大量显热未被有效利用，能量浪费较大；并且，高温凝结水的排放也导致严重的热污染。
国家科研部门和应用单位对导热油加热技术总结出以下几项优点：
1）与蒸汽加热技术相比可以节约能源30～50%，大幅度减轻工人的劳动强度。
2）能在比较低的压力下运行并获得比较高的温度，液相输送温度在300℃时比较水蒸汽压力小70倍，安全性能高。
3）闭路循环，热损失小，热效率高，加热周期短。
4）具有完备的运行控制和安全监测装置，能比较精确的控制加热温度避免沥青过温老化。
导热油加热技术克服了传统沥青加热方式的不足，热量可以得到有效利用，没有能量损失，具有很明显的先进性。
若将加热方式改为导热油加热，则不仅加热速度快，而且可根据沥青出厂情况灵活调节加热量，同时避免了高温凝结水排放，具有明显的节能和环境保护效益。
许多沥青企业竞相改用导热油炉，地处厂区北侧的山东省沥青站已改用多年，节能效果显著，操作简单。
随着国内经济形势的发展，近几年沥青装置生产量越来越大，开工时数逐年增多，虽然采取了多种节能节汽措施，沥青储运系统耗汽量始终居高不下，因此，该项目的实施是非常有必要的。
1.4项目概况及特点
1.4.1项目概况
增设导热油加热、循环系统一套，本方案设导热油炉2台。
本项目包括改造部分的工艺、安装、总图、设备、土建、自控、电气、给排水、储运专业的设计。
1.4.2装置生产方法及特点
本项目采用的技术为成熟可靠的通用技术，导热油炉及循环泵均为通用定型设备，运行安全可靠。
本设计采用的导热油最高工作温度可到320℃，其闪点达250℃，为丙类可燃介质，正常生产时运行安全性较高；虽然导热油炉的燃料瓦斯具有易燃易爆性，但在采取可靠的安全防护措施以后，可以保证正常生产时安全可靠。
1.5主要技术经济指标
1.5.1设计规模
本项目设额定供热能力为3000kW的导热油炉2台，年开工时间按7200小时计，以瓦斯作燃料，年耗瓦斯约1500吨。
1.5.2主要技术经济指标
建设投资：
1460万元
年均利润：
743.39万元
投资利润率：
50.92％
财务税后内部收益率：
45.62%
全部投资回收期：
3.17年（含建设期1年）
2工艺装置
2.1工艺流程说明
沥青储运系统导热油加热所需的热量主要由三部分组成：
第一部分为沥青罐加热升温所需的热量，第二部分为沥青罐维温所需的热量，第三部分为沥青管道伴热所需的热量。
沥青储运系统加热运行工况分为两种：
第一种为少数罐加热升温、其余罐维温，这种工况出现在停工后的开工初期；第二种为全部罐均维温，没有升温加热负荷。
根据计算，第一种工况热负荷约5300kW，第二种工况热负荷约1700kW。
为满足不同工况下热负荷的需要，本项目设额定供热能力为3000kW的导热油炉2台，高负荷时开2台，低负荷时开1台，可灵活调节。
导热油为闭路循环加热，主要工艺流程为：
导热油循环泵→导热油炉（将导热油加热至约200℃）→导热油供油管→沥青罐加热管束/伴热管→导热油回油管（回油温度约170℃）→导热油循环泵；沥青罐内温度维持在150℃左右。
本项目导热油炉采用全自动燃气燃烧器，燃料为瓦斯，由北区火炬附近燃料气管网引来。
为降低排烟温度、提高热效率，导热油炉设空气预热器，以排出的烟气对助燃风进行加热。
烟风系统主要工艺流程为：
排烟：
导热油炉→空气预热器→烟囱（排烟温度约160℃），鼓风流程：
鼓风机→空气预热器→燃烧器。
工艺流程图见19010042F-05-DW01、DW02。
2.2主要操作条件
2.2.1导热油炉操作条件
操作介质：
导热油
操作温度：
200℃～170℃
操作压力：
0.7MPa（g）
导热油闪点：
250℃
2.2.2导热油循环泵操作条件
操作介质：
导热油
操作温度：
200℃
操作压力：
0.7MPa（g）
导热油闪点：
250℃
2.2.3瓦斯罐操作条件
操作介质：
瓦斯
操作温度：
40℃
操作压力：
0.5MPa（g）
含硫量：
≤0.1%
2.3设备平面布置
本项目需新建导热油加热、循环设施1套，布置在沥青储运罐区西侧空地上,设备平面采用流程式布置。
设备平面布置见图19010042F-05-DW03。
2.4装置定员
新建的导热油设施由沥青车间管理，所需人员由炼厂内部调剂解决，定员不变。
3改造内容
3.1新增导热油加热设施
本项目需新建导热油加热、循环设施1套，布置在沥青储运罐区西侧空地上。
主要由导热油炉、循环泵、导热油储油罐和膨胀罐、瓦斯罐、烟囱等组成。
3.2设备改造情况
所有沥青罐加热器均改造为双层式，并在罐内部增设罐底部油层与罐上部气层间融通用的“融通管”，以保证停工后开工时罐体安全。
3.3自控改造情况
导热油炉自带PLC控制系统1套，另外增设的部分控制回路和指示回路引入PLC预留回路，增加部分现场表。
3.4土建改造情况
新建导热油炉棚1座，新建低压变电所1座，增加部分设备基础和管架。
3.5电气改造情况
新建低压变电所1座，新增设备的动力、接地及照明。
3.6储运
建立导热油循环系统管网，将现有蒸汽加热、伴热系统改造为导热油加热系统。
4自动控制
4.1自动控制水平
沥青储运罐区加热系统由蒸汽加热改为导热油加热，厂房及导热油炉布置在沥青罐区西侧。
新增导热油炉2台，采用1套PLC控制系统完成对工艺参数的监控。
PLC系统及导热油炉部分的仪表由设备生产厂配套提供。
进出装置及配套设施部分的仪表引入新增PLC系统预留通道显示监控。
4.2仪表选型
现场温度测量仪表选用带外保护套管的双金属温度计。
安装形式为M33×2固定螺纹。
远传至操作室的温度信号选用符合国际IEC标准，分度号为Pt100的热电阻，其安装形式为M33×2固定螺纹。
现场压力指示仪表选用普通工业压力表。
流量测量采用双转子流量计。
压力变送器、差压变送器选用智能变送器，二线制4～20mADC输出，变送器均应配套变送器接头及安装附件。
在瓦斯罐及锅炉附近可能泄漏或积聚可燃性气体的场所，设置了可燃性气体检测器。
检测器带有现场声光报警，防护等级不低于IP65，采用三线制4～20mA输出信号至PLC系统报警。
4.3仪表电缆的敷设
仪表电缆选用阻燃电缆，穿保护管沿系统管架及仪表电缆沟敷设。
4.4仪表供电
仪表用电量约为3KVA，由电气提供220VAC50Hz电源。
4.5主要仪表清单
序号
仪表名称
单位
数量
备注
1
双金属温度计
支
6
2
热电阻
支
5
3
工业压力表
块
5
4
双转子流量计
台
2
5
压力变送器
台
5
6
单座调节阀
台
1
7
可燃气体检测器
台
4
8
工业微机监控系统
套
1
随炉子订货
9
安装材料
批
1
4.6设计中采用的主要标准规范
序号
标准编号
标准名称
1
GB/T2625-1981
过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号
2
GB50058-92
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
3
GB50493-2009
石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范
4
SH3005-1999
石油化工自动化仪表选型设计规范
5
SH/T3019-2003
石油化工仪表管道线路设计规范
6
SH3021-2001
石油化工仪表及管道隔离和吹洗设计规范
7
SH/T3081-2003
石油化工仪表接地设计规范
8
SH/T3082-2003
石油化工仪表供电设计规范
9
SH3126-2001
石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范
10
SH/T3104-2000
石油化工仪表安装设计规范
5总图
5.1工程位置
胜利炼油厂沥青储运系统导热油加热技术改造项目位于胜利炼油厂北沥青装置沥青储运罐区西侧，占地面积0.2公顷。
新增设施距离东侧沥青储运罐区5000立方米沥青储罐26.0米；距南侧齐胜股份有限公司成品油罐区45.0米；距西侧沥青车间办公楼110.0米；距北侧已报废仓库20.5米。
详细位置见平面布置图19010042F-05-DW04。
5.2平面布置及竖向布置
在满足设计防火规范要求的前提下，根据场地情况和工艺流程的要求来进行布置，以使平面布置及竖向布置尽量与现有场地情况相协调。
现有消防道路设置满足规范规定的要求，不需新铺消防道路。
6土建
6.1工程平面位置
本装置位于炼油厂北沥青装置沥青原料罐区西侧。
6.2工程方案的选择和原则
6.2.1合理地采用新技术、新材料、新结构，采用当地材料，并注意经济效益。
严格遵守有关规范及规定。
6.2.2在平面布置、空间处理、构造措施及结构选型、材料选用上，针对石化企业的生产特点，满足防火、防爆、防腐蚀等各项要求。
6.2.3建、构筑物的结构设计，遵循坚固适用，技术先进，安全适用，经济合理，节约用地的原则，合理选择结构型式。
6.3设计内容
本次改造内容建构筑物包括厂棚、低压变电所、钢框架、导热油炉基础、烟囱基础、泵基础、风机基础、电缆沟等。
6.4结构方案
6.4.1设备框架：
采用钢结构，焊接连接，在满足工艺操作要求条件下，优先采用H型钢柱、框架梁及设备梁。
6.4.2厂棚采用门式刚架结构，夹芯板屋面。
6.4.3大、中型设备基础及电缆沟采用钢筋混凝土结构。
6.4.4小型设备基础采用混凝土结构。
6.4.5配电室采用钢筋混凝土框架结构。
6.5地基处理方案
建筑物、构筑物及设备基础采用天然地基或3:
7灰土换填处理。
6.6装置建、构筑物情况
建筑物一览表见表－6.1，构筑物一览表见表－6.2。
表－6.1建筑物一览表
序号
单元
名称
单位
数量
建筑面（m2）
结构型式
1
低压变电所
座
1
130
框架结构
表－6.2构筑物一览表
序号
名称
单位
数量
结构型式
1
导热油炉厂棚
座
1
轻钢结构
2
导热油炉基础
座
2
混凝土结构
3
泵基础
座
3
混凝土结构
4
风机基础
座
2
混凝土结构
5
钢框架
座
1
钢结构
6
电缆沟
米
100
钢筋混凝土
7
导热油储罐基础
座
1
钢筋混凝土
8
空气加热器基础
座
2
混凝土结构
9
瓦斯分液罐基础
座
1
钢筋混凝土
10
烟囱基础
座
1
钢筋混凝土
6.7存在问题
本次设计构筑物所在场地无地质报告，待地质报告提供后，根据实际情况再做调整。
6.8设计采用的现行规范
1
建筑结构荷载规范（2006年版）
GB50009-2001
2
砌体结构设计规范
GB50003-2001
3
钢结构设计规范
GB50017-2003
4
建筑抗震设计规范（2008年版）
GB50011-2001
5
混凝土结构设计规范
GB50010-2002
6
建筑地基基础设计规范
GB50007-2002
7
石油化工企业设计防火规范
GB50160-2008
8
石油化工生产建筑设计规范
SHJ3017-1999
9
建筑设计防火规范
GB50016-2006
10
烟囱设计规范
GB50051-2002
11
建筑地基处理技术规范
JGJ79-2002
12
石油化工企业建筑物结构设计规范
SHJ3076-96
13
石油化工企业落地式离心泵基础设计规范
SH/T3057-2007
14
石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范
SH/T3068-2007
15
石油化工设备混凝土基础工程施工及验收规范
SH3510-2000
16
石油化工钢结构工程施工及验收规范
SH3507-1999
17
砌体工程施工质量验收规范
GB50203-2002
18
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
19
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
7设备
7.1设备设计规定
7.1.1适用范围
本规定适用于“沥青储运系统导热油加热技术改造”项目的可研设计。
7.1.2设计基础数据
设计基础数据:
绝对最低气温－22.5℃，最冷月（一月）日最低平均气温－8.4℃
设计雪荷载0.45kN/m2
基本风压0.40kN/m2
地震设防烈度7度
场地土类别II类
7.1.3设计方法
设备应按JB/T4735-1997《钢制常压容器》、GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》要求进行设计。
7.1.4材料选用
设备所用材料应按JB/T4735-1997《钢制常压容器》、SH3075-95《石油化工钢制压力容器材料选用标准》及本院技术标准要求选用
7.1.5保温及防腐涂料
7.1.5.1保温材料：
设备保温材料选用岩棉（外加镀锌铁皮）。
7.1.5.2外防腐材料：
设备制造完毕后，外表面应刷防锈油漆。
无外保温设备外表面涂两遍防锈底漆和两遍面漆。
有外保温的设备涂两遍防锈底漆。
7.1.6防火材料：
立式设备的裙座防火采用厚涂层30mm的防火材料，耐火极限≥1.5小时。
7.2设备概况
本装置新增非标设备2台，定型设备2套。
表－7.1主要新增和改造设备明细表
序号
设备名称
数量（台）
规格
材质
备注
1
导热油炉
2
YQW-3000（250）Q-K型
额定功率：
3000kW
新增
配燃烧器
2
导热油储罐
1
V=20m3
Q235-B
设备配套
3
膨胀罐
1
V=10m3
Q235-B
设备配套
4
导热油循环泵
3
WRY125-100-250型N=75kW
设备配套
5
注油泵
1
2CY-3.3/3.3-1型N=2.2kW
设备配套
6
瓦斯分液罐
1
V=2m3
Q245R
新增
7
空气预热器
2
设备配套
8
鼓风机
2
4-72-11No.5AN=11kW
设备配套
9
烟囱
1
Φ1600/Φ700×40000mm
Q345R
7.3标准，规范
本项目在设计、设备制造、安装、施工验收中所依据的主要标准规范如下：
国家质量技术监督局（1999年）颁发的《压力容器安全技术监察规程》
GB150-1998《钢制压力容器》（含2000年第1号修改单，2004年第2号修改单）
JB/T4710-2005《钢制塔式容器》
GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》
GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》
GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》
GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》
JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
JB/T4730-2005《承压设备无损检测》
HG20850-20854-1998《钢制化工容器设计基础规定》等五项规定
GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
SH3514-2001《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》
SH/T3515-2003《大型设备吊装工程施工工艺标准》
SH3524-1999《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》
8储运
8.1项目范围
本项目储运部分主要包括：
沥青罐区内新设导热油管网、储罐内加热器更换、管道伴热线改造、新设高压瓦斯管道。
8.2项目内容
8.2.1导热油管网
由导热油炉至沥青罐区内新设两条DN250导热油管网（1供1回），其中2000米3储罐设DN100的分支伴热线，3000米3储罐设DN125的分支伴热线，5000米3储罐设DN150的分支伴热线，罐区内管道设DN20的分支伴热线。
8.2.2储罐内加热器更换
沥青储罐内部的加热器由原单层更换为双层式，并在罐底部油层与罐上部油气层之间设“融通管”，防止储罐内上、下层沥青受热不均匀。
导热油通过罐前分支线由供油主管进入罐内加热器绕行一圈后进入回油主管，然后返回导热油炉。
每台罐的伴热分支线线出入口设置相应的隔断阀。
储罐所需加热器面积具体见表－8.1。
表－8.1储罐所需加热器面积
罐编号
公称容积
单罐加热器面积
罐G-201/10、11、12
5000米3
110米2
罐G-201/1、2、3、4、8、9
3000米3
65米2
罐G-201/5、6、7
2000米3
43米2
8.2.3管道伴热线改造
取消罐区内沥青管道原伴热线的蒸汽加气、排气设置，将管道原伴热线重新规整后扣至罐区内供油、回油DN250的主管道上，其中每条伴热线的供油、回油点间隔100米设置，供油、回油伴热线均设置隔断阀。
在沥青装置与罐区之间的管廊上新设DN80的供油、回油主管道，以便于为沥青装置与罐区之间的3条管道进行伴热，其每条伴热线的供油、回油点间隔100米设置，供油、回油伴热线均设置隔断阀。
8.2.4新设高压瓦斯管道
本项目需从北区火炬附近的燃料气管网新设一根DN80的燃料气线至导热油炉，燃料气线设置伴热线并做保温。
9公用工程及辅助设施
9.1给排水及消防
9.1.1设计范围
本次项目给排水和消防部分主要是新增新鲜水、含油污水和消防的设计。
9.1.1.1新鲜水
新设锅炉棚拖布池所需的新鲜水就近接自南侧已有管带处的新鲜水管道。
9.1.1.2含油污水
新产生的含油污水就近排入南侧已有污水管道，经污水管网进入污水处理场
处理，达标后排放。
9.1.2管道材质、接口及防腐
新鲜水采用低压流体输送用焊接钢管，含油污水管道采用输送流体用钢管，电焊连接，埋地部分采用特加强级聚乙烯胶粘带防腐。
9.1.3井室选用
污水井选用混凝土结构，井壁及井底均采用C30混凝土，抗渗等级不小于S8，井内外壁刷厚浆型防渗涂料，管道穿井壁处设防水套管，井盖及盖座采用重型，接缝处用水泥砂浆密封，且井盖不留孔洞。
9.1.4消防设施
本项目消防主要依托厂内已有的消防泵站、消防水系统管网、消防车等消防设施。
新增设备处按规范设手提式磷酸铵盐灭火器，用于对初期火灾的控制及小火灾的扑灭。
为了防止火灾蔓延，在排水出口设置水封井，水封高度不小于250毫米。
9.1.5采用的主要标准和规范
《石油化工企业设计防火规范》GB50160－2008
《石油化工企业给水排水系统设计规范》SH3015-2003
《石油化工给水排水管道设计规范》SH3034-199
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