热油加热系统在6 000 DWt沥青船上的应用.pdf

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1、第39卷第5期2010年10月船海工程SHIP&0CEANENGINEERINGV01．39No．5Oct．2010DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2010．05．015热油加热系统在6000DWt沥青船上的应用乐成刚，陈爱国。向安玉(中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北宜昌443007)摘要：分析沥青船上热油加热系统的组成、布管原则及安装、焊接、试压、投油工艺，通过实际上的工程应用，验证各项丁艺的合理性。关键词：青；热油系统；热膨胀；氩弧焊；密性试验；投油中图分类号：U674．1文献标志码：A文章编号：1671—7953(2010)05-0050-05

2、近年来，随着我国对沥青需求量的不断增加，使液态沥青船近年来得到蓬勃发展。由于沥青的特殊物理性能，热油加热系统在液态沥青船上也得到了大量运用。2008～2009年，葛洲坝机械船舶有限公司先后为香港船东建造了4艘6000DWt沥青船，其沥青的保温和加热就是选用了热油加热系统。1锅炉热油系统概述锅炉热油系统原理见图1。热油膨胀26022柜210℃．J，L鼍Li．L上，废气锅炉日【，废气热热油箱环泵140。C‘上I山T，．H⋯I_．佣l甘一。，燃油却燃油刊曲L胡的骨国一热油燃油锅炉热油循环泵t-豫锅炉—潍成一．：}郢--I多余热油冷却器J矧j：b。5商∞1一1甚。一一·函-件◎口暑棚一吲

3、了幸寺一彳180。c一dL一‘孙H目．山图1锅炉热油系统原理6000DWt沥青船有两个独立的液货舱，每个液货舱分隔为4个货舱，每个货舱容积约为600---800ITl3。该船根据不同品种的沥青，其液货维持温度也不相同。其最大液货维持温度为200℃，加热温升率在货舱满载T况下每24h温50收稿日期：2010-05—13修回日期：2010—07—05作者简介：乐成刚(1973一)，男，大学，T程师。研究方向：轮机丁程E-mail：Luckman002000@163．corn升lO℃。机舱内设2台燃油热油锅，当液态沥青需要保温时，使用1台；需要升温时，两台同时使用。在每个货油舱内，设2

4、组并联式加热盘管，沥青保温时使用1组；升温时，需2组同时使用。除燃油热油锅炉外，该船另设1台废气热油锅炉，与燃油热油锅炉一起共同组成本船锅炉热油系统。燃油热油锅炉容量为1000kW，热油进出口温度分别为210℃和260℃；废气热油锅炉容量为600kW，热油进出口温度分别为140℃和热油加热系统在6000DWt沥青船上的应用——乐成刚，陈爱国，向安玉180℃。除锅炉外，另设燃油锅炉热油循环泵3台，废气锅炉热油循环泵2台。另外系统还设有注油泵、热油冷却器、膨胀柜及锅炉热油系统控制屏，系统采用自动控制。在该船热油系统中，设有2个加热回路，即燃油热油锅炉组成的货油加热回路和废气热油锅炉组

5、成的机舱加热回路。在两个回路中设有连接管，当2个回路的热量供需不平衡时，可通过温度自动控制阀或人工控制阀予以热量补充。2导热油管系的布管原则及注意事项2．1规范对布管的要求在管系施工设计时应遵循CCS规范和瑞典海事管理法规(SJOFS)，船舶热油系统管系布置有如下要求L1j。压力表、压力开关及传感器应在其与含90℃以上热介质的管路间装冷却管，安装示意图见图2；温度开关、传感器和温度表安装应避免更换时热油泄漏，安装示意图见图3。图2压力表安装示意图唇；镥I-t；，温度传感器保护套管}／热油管--．．it＼(＼Ii／(uOV／I图3温度传感器安装示意图对于机舱内的加热管(舱柜盘管除外

6、)和伴热管，其外表一般不需涂油漆；对于外露于甲板上的热油管，考虑T作环境，一般管路外表涂敷耐高温油漆。除泄放管外，舱柜外所有的加热管均需绝热包覆，规格见表l。表1热油管绝热包覆参数管路通径／mm绝热材料厚度／mm绝热材料包覆2．2热油管热膨胀的控制措施该船热油管系及加热盘管均采用II级无缝管。由于热油系统下作温度高，对于两端有同定约束的直管道，受热时所产生的应力盯为：a=EXe=E×△L／L=EXa×At(1)式中：卜管材的弹性模量，MPae——管道的相对变形量；△L——热膨胀量，mmiL——管原长，m。其中钢管弹性模量E=2×105，MPa一般线膨胀系数口一12．5×10_6℃

7、，式(1)可简化为a=2×105×12．5×10—6×At=2．5AtMPa。当管路温升出为260℃时，热应力将达到650MPa。为减小管路热膨胀的影响，管路布置设计时应使管路能吸收热膨胀。一种措施是改变管路的布置形式，如采用L形弯、n形弯或Z形弯；另一种措施是改变管子支撑的位置。以上措施是通过弯管部分的挠性形变，减少直管部分的相对变形量￡，从而达到减小热膨胀应力的目的。钢管的弯曲半径一般不少于管子外径的2．5倍，这样更能有效吸收热膨胀，减小热应力。管子支撑紧同件在布置和安装时应