专利名称：火车油罐快速卸放加热装置及其加热方法
技术领域：
本发明涉及一种卸油并同时对油加热的装置和方法，特别涉及一种火车油罐快速 卸放加热装置及其加热方法。
背景技术：
目前，运输大粘度液体的列车车载油罐普遍采用罐体下部加装加热套，夹套内通 入蒸汽对油品间接进行加热，使油品粘度降低而后卸放的工艺及结构。由于罐体的结构及 运输条件(主要是环境温度)的制约，特别是冬季液体的初始粘度很高，夹套中即使通入蒸 汽加热短时间内液体自身也很难形成对流，传热仅以液体分子间热传递为主进行。因此换 热效率极低，粘度降低很慢，加热时间、罐车占用时间很长，周转率低，运输费用高。而且该 加热方式冷凝水温度高，还常伴随有大量蒸汽排出造成能源极大的浪费，蒸汽耗量大。另外 紧贴下部罐壁的液体受热时间较长造成过热分解，降低品质，增加后处理成本。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种能够短时间降低油品粘度，确保油 品质量，降低能耗的火车油罐快速卸放加热装置。本发明是通过以下措施实现的本发明一种火车油罐快速卸放加热装置，包括潜油泵、与潜油泵相连通的鹤管、支 撑鹤管的支撑机架和平衡器，其特征在于所述潜油泵上方与鹤管之间连通有换热器，潜油 泵直径和换热器宽度均小于火车油罐开口直径，所述潜油泵为气动或液动潜油泵。为了使换热器能够在油罐内部将油进行循环加热，上所述换热器上设置有气动二 位三通柱塞阀，所述气动二位三通柱塞阀的一个通路口与鹤管相连接，另一个通路口接有 末端开口的循环通管，换热器与循环通管的直径之合小于油罐开口直径，使潜油泵、换热器 和循环通管能够从油罐开口放入到油罐中。上述换热器为涡流热膜换热器，换热效果更好。上述循环通管向下弯曲并与换热器外表面相接触，减小宽度，从而使其能够比较 顺利地从油罐口放入油罐中。该火车油罐快速卸放加热装置还设置有箱体，所述箱体内装有气动或液动潜油泵 动力站和换热器冷凝水回收装置，搬运拆装比较方便。本发明的火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，包括以下步骤 a.将潜油泵和涡流热膜换热器从油罐开口放入油罐内，潜油泵将油罐中的油输送 到换热器中加热；b.调整二位三通阀，换热器中油经加热后从换热器上端出口流出，使油在油罐内 形成循环；c.进行2 3个小时步骤b，再次调整二位三通阀，将油经换热器输出到油罐外。在步骤a中潜油泵为气动或液动潜油泵，其技术参数为流量Q = 20M3-40M3，扬程H = 20m ；涡流热膜换热器为WLRM型。在步骤b中潜油泵在流量Q = 20M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。在步骤c中潜油泵在流量Q = 40M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。
图1为本发明的结构示意图。图2为火车油罐结构示意图。图中1潜油泵，2换热器，3阀门，4鹤管，5平衡器，6支撑机架，7箱体，8油罐，9油 罐开口，10循环通管。
具体实施例方式现结合附图和实施例做进一步的说明如图1所示，本发明的一种火车油罐快速卸放加热装置，包括潜油泵1和鹤管4，潜 油泵1与鹤管4之间连通有换热器2，潜油泵1采用气动或液动潜油泵，潜油泵1直径和换 热器2宽度均小于油罐开口 9直径。使用时将潜油泵1和鹤管4整体从油罐开口 9放入油 罐8中。优选的，换热器2竖直连接在潜油泵1上方。换热器2与鹤管4连接处设置有阀 门3，阀门3控制油的输送，阀门3采用气动二位三通柱塞阀，气动二位三通柱塞阀的一个通 路口与鹤管4相连接，另一个通路口接有末端开口的循环通管10，循环通管10向下弯曲并 与换热器2外表面相接触，末端位于二位三通柱塞阀下方，换热器2和循环通管10的宽度 之和小于油罐开口 9直径，使潜油泵1、换热器2和循环通管10能够从油罐开口 9放入到油 罐8中。鹤管4下端依靠支撑机架6的支撑，并通过平衡器5维持平衡。换热器2优选采 用涡流热膜换热器。外部的箱体7内集中放置动力站及冷凝水回收装置，为潜油泵1提供 动力并为换热器2提供热源和回收冷凝水。火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，包括以下步骤a.将潜油泵1和涡流热膜换热器从油罐开口 9放入油罐8内，潜油泵1将油罐8 中的油输送到换热器2中加热；b.调整二位三通阀，换热器2中油经加热后从换热器2上端出口流出，使油在油罐 8内形成循环；c.进行2 3个小时步骤b，再次调整二位三通阀，将油经换热器2输出到油罐外。在步骤a中潜油泵1为气动或液动潜油泵，其技术参数为流量Q = 20M3-40M3，扬 程H = 20m ；涡流热膜换热器为WLRM型。在步骤b中潜油泵1在流量Q = 20M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。在步骤c中潜油泵1在流量Q = 40M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。(1)内循环加热阶段利用输油鹤管4的自由旋转、伸缩、升降功能，借助平衡器5的力平衡作用，将潜油 泵换热器放入油罐，将二位三通阀3至侧通位置(同时关断了鹤管输出通路)，将潜油泵1 并开启，缓缓打开进汽阀，将冷凝水回收装置投入运行，这时粘度较大的油品在潜油泵1的 抽吸挤压作用下强制推入换热器2的管程，进行强制热交换，经过加热的油品通过二位三 通阀3和循环管回到罐内，此时回到罐内的热油与罐内原有凉油直接混合，进行二次热交换促使油品快速升温降低粘度，这样连续运行2-3小时，罐内油品温度达到40°C左右，粘度 达到要求时就可以直接向罐外加热输送。(2)外输送阶段将二位三通阀3至直通端位置(同时关断了循环管通路)，此时油品在潜油泵1的 作用下经过涡流热膜换热器2、二位三通柱塞阀3、输油鹤管4直接加热并输送到罐外。当 罐内油品输送完毕，先关断蒸汽进口阀、潜油泵继续运转3-5分钟后关闭，再将潜油泵换热 器提出，一个运行过程完成。其工作原理为将潜油泵1和鹤管4整体从油罐开口 9放入油罐8中，潜油泵1启 动后抽取油罐8中的油，当油罐中的油需要加热时，通过二位三通柱塞阀控制，循环通管10 的通路打开，抽进换热器1的油经过加热后从循环通管10末端开口流出，经过这样循环加 热，可以提高油罐中的温度。当温度达到需要时，调整二位三通柱塞阀，打开鹤管4的通路， 同时关闭了循环通管10的通路，从而将油罐8中的油经过鹤管4抽出。油在流动过程中得 到了加热，加热后的油降低了粘度，可以快速地卸油，同时由于又是在流动过程中加热，不 会持续加热，因此又确保了油的品质。以下为具体装置运行参数列车油罐直径Φ 2800长度L = 10 12m容积约50 60M3，油罐口直径Φ 500mm, 油品装填量按80%计算。油品密度约0. 83Kg/dM3。采用流量Q = 20M3 40M3扬程H = 20m 的变流量气动泵或液动潜油泵与WLRM型涡流热膜高效换热器组合运行。换热器的换热最 高工作压力1. OMPa，换热温度范围0 260°C，最大处理量40M3。步骤b为油品罐内循环加 热阶段，泵在Q = 20M3、H = 20M低流量工况下运行(此时轴功率3KW)将油品从5 10°C 加热到35 40°C约2 3小时完成。步骤c为输出阶段，泵在Q = 40M3、H = 20M高流量 工况下运行(此时轴功率5KW)。将油品从35 40°C加热至60°C同时将油品输送到罐外。 此阶段用时1 1. 5小时。总用时约3 5小时。上述装置耗汽量为油品的比热容2. 07 2. 2KJ/Kg*K、一罐油重 60*0. 80*1000*0. 83 ^ 40000Kg 卸 完一油罐油品理论需用40000*50*2 ^ 4*106KJ热量，0. 6MPa的蒸汽热焓为2763KJ/Kg。 冷凝水温度50 70°C，70°C水的热焓值293. 53akJ/Kg，故卸一罐车油品约耗用4*106KJ/ (2763KJ/Kg-293. 53akJ/Kg) ^ I62OKg, 0. 6MPa 压力的蒸汽。上述实施例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不 能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对 其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界 定范畴内。
权利要求
一种火车油罐快速卸放加热装置，包括潜油泵、与潜油泵相连通的鹤管、支撑鹤管的支撑机架和平衡器，其特征在于所述潜油泵上方与鹤管之间连通有换热器，潜油泵直径和换热器宽度均小于火车油罐开口直径，所述潜油泵为气动或液动潜油泵。
2.根据权利要求1所述火车油罐快速卸放加热装置，其特征在于所述换热器上设置 有气动二位三通柱塞阀，所述气动二位三通柱塞阀的一个通路口与鹤管相连接，另一个通 路口接有末端开口的循环通管，所述循环通管末端位于二位三通柱塞阀下方，换热器和循 环通管的宽度之和小于油罐开口直径。
3.根据权利要求1所述火车油罐快速卸放加热装置，其特征在于所述换热器为涡流 热膜换热器。
4.根据权利要求1或2所述火车油罐快速卸放加热装置，其特征在于所述循环通管 向下弯曲并与换热器外表面相接触。
5.根据权利要求1所述火车油罐快速卸放加热装置，其特征在于还设置有箱体，所述 箱体内装有气动或液动潜油泵动力站和换热器冷凝水回收装置。
6.一种权利要求1所述的火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，其特征在于，包括 以下步骤a.将潜油泵和涡流热膜换热器从油罐开口放入油罐内，潜油泵将油罐中的油输送到换 热器中加热；b.调整二位三通阀，换热器中油经加热后从换热器上端出口流出，使油在油罐内形成 循环；c.进行2 3个小时步骤b，再次调整二位三通阀，将油经换热器加热输出到油罐外。
7.根据权利要求6所述的火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，其特征在于在步 骤a中潜油泵为气动或液动潜油泵，其技术参数为流量Q = 20M3 40M3，扬程H = 20m ；润 流热膜换热器为WLRM型。
8.根据权利要求6所述的火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，其特征在于在步 骤b中潜油泵在流量Q = 20M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。
9.根据权利要求6所述的火车油罐快速卸放加热装置的加热方法，其特征在于在步 骤c中潜油泵在流量Q = 40M3、扬程H = 20M的流量工况下运行。
全文摘要
本发明公开了一种火车油罐快速卸放加热装置，包括潜油泵和鹤管，所述潜油泵与鹤管之间连通有换热器，潜油泵直径和换热器宽度均小于火车油罐开口直径。本发明的有益效果是将潜油泵和换热器整体从油罐开口放入油罐内，通过潜油泵可以抽取油罐内油，换热器能够加热油罐内和潜油泵抽进换热器内的油，从而使罐内的油强制流动加热，能够短时间降低油品粘度，并确保油品质量，较低能耗地快速卸油。
文档编号B65D88/74GK101992914SQ20101051936
公开日2011年3月30日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者武振民, 盛成学, 赵明顺, 赵连勤, 边荣江 申请人:山东普利龙压力容器有限公司