大型原油储罐加热盘管面积计算

董超　张洋

摘要：南苏丹原油具有高黏度、高倾点的特点，在进入沉降罐进行原油处理或者进入储罐贮存时，为保证原油流动性，维持工艺处理所需的温度要求，防止凝罐，一般采取加热的办法进行维温。文章介绍了原油储罐储存时的热损失计算，并确定了盘管的加热面积，通过苏丹在建项目的实例介绍了计算方法在实际工程中的应用。

关键词：大型原油；原油储罐维温；加热盘管；面积计算；原油处理 文献标识码：A

中图分类号：TE972 文章编号：1009-2374（2016）07-0069-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.036

南苏丹原油具有高黏度、高倾点的特点，在进入沉降罐进行原油处理或者进入储罐贮存时，为保证原油流动性，维持工艺处理所需的温度要求，防止凝罐，一般采取加热的办法进行维温。大型储罐对大罐热量损失及加热盘管的计算一般采用《油田油气集输设计技术手册》中的公式和要求，但是在计算中发现手册中的公式引用有一些错误，部分参数的选择说明不够清晰，因此本文结合苏丹在建项目对10000方原油沉降罐罐加热盘管面积重新进行了计算，以满足现场生产需要。主要的计算分以下三步：（1）对罐顶、罐底、罐壁的传热系数分别进行计算；（2）得到油罐的总传热系数并计算散失到周围介质的总热量；（3）计算加热盘管面积。

1 计算公式选取

1.1 罐顶传热系数的计算公式

4 以苏丹在建项目为例进行计算

苏丹在建的原油沉降罐直径30m、高18m，进罐原油维温温度为75℃，外界环境温度最低为18.7℃，参数选取及计算过程如下：

4.1 罐壁传热系数Kb的计算

钢罐罐壁保温层厚40mm，保温层的导热系数为0.057W/（m·℃），则罐壁传热系数Kb为1.425W/m2·℃。

4.2 罐顶传热系数Ka的计算

罐顶的外部放热系数以及辐射放热系数均可按照罐壁放热系数来计算，但是应将式中罐壁温度改为罐顶温度，罐顶温度可近似取罐内气体空间温度和罐外大气的平均值。在计算对流系数使用Gr、Pr时需要取大罐内的气体空间层高度为定性尺寸，油面温度和罐顶温度的平均值为定性温度。罐顶温度取罐内气体空间温度和罐外大气温度的平均值。

4.3 罐底传热系数Kc的计算

5 结语

油田油气集输设计技术手册中对罐顶，罐壁和罐底的传热系数给出了经验值，无保温的地上立式金属罐，罐壁传热系数为4.5～8.2W/（m2·℃），罐顶传热系数为1.2～2.4W/（m2·℃），罐底传热系数为0.35W/（m2·℃），在实际应用中以上参数的选取范围较宽，针对实际工况计算时，经验值与实际值相差较大。本文结合HYSYS以及实际原油物性对各传热系数分别计算，最终得到比较准确的传热系数和合理的尺寸设计，满足现场生产需要，该方法对其他类似项目也具有较好的参考价值。

参考文献

[1] 《油田油气集输设计技术手册》编写组.油田油气集输设计技术手册[M].北京：石油工业出版社，1994.

[2] 设备及管道绝热技术通则（GB/T 4272-2008）[S].

作者简介：董超（1983-），男，甘肃人，中国石油工程建设公司北京设计分公司中级工程师，研究方向：油气储运及油气田地面工程设计。

（责任编辑：王 波）