某石化公司改性沥青装里具有强感温性能、易冻凝、结焦的介质特性，生产过程中的加热、冷却、伴热和泵输送均存在大量能耗。装里综合运用了诸多节能降耗措施：利用导热油热栽体加热和降温；变频调速技术节约电能；电伴热技术代替蒸汽伴热；使用导热胶泥技术，提高传热效率，缩短生产周期。结果说明，使用这些技术，节能效果明显。
某石化公司10kt/a改性沥青装置采用的工艺为胶体磨法，基质沥青升温后在预混罐内完成母液配制，在搅拌罐内再次升温和循环搅拌，聚合反应后生成改性沥青，降温储存成化为改性沥青成品。近些年来我国公路建设的飞速发展，改性沥青因其优良的路用性能，市场需求日益增长。改性沥青从原料到成品的整个生产过程中均有较高的感温性、易冻凝、结焦的介质特性，使得改性沥青的加热、冷却、伴热和泵输送均有大量能耗，如何实现实用与经济节能是一个近些年来的新型课题。
2008年4月，我国实施了《中华人民共和国节约能源法》，要求加强能源管理，采取技术上可行、经济上合理的措施，从生产到消费的各个环节，降低消耗，减少损失，制止浪费，有效合理地利用能源。2012年6月6日，国务院下发的《“十二五”节能环保产业发展规划》明确提出节能技术和装备是节能产业的重要领域。节约能源，提髙效益在企业生产中显得尤为重要。该石化公司根据改性沥青装置特性采取了诸多节能技术，节能降耗提高效益。
利用导热油热载体加热和降温
改性沥青生产中将基质沥青从140℃升温到200℃在预混罐中加入改性剂、溶剂和助剂后搅拌配置母液；在搅拌罐中继续升温后，改性剂和基质沥青发生物理化学反应，对基质沥青进行改性充分反应后降温到180℃成化，成品罐中储存时将温度控制在150℃左右，而当成品装车而当成品装车或桶装时需要将温度控制在120℃左右。整个生产中既有升温过程又有降温过程。装置在设计时采用了导热油和介质换热的传热方式，升温过程采用自动控制的导热油炉循环供热，降温过程采用空气冷却器冷却后的导热油和成品改性沥青换热循环降温。
装置选用该公司自行研制的KD-320型高温合成导热油，凝固点能达到-60℃，具有良好的传热、导流性质，髙比热容、小黏度，小比重，能减少流体输送能力的损耗。较大的导热系数，能有利于流体传热，减少加热炉和换热设备的换热面积。另外，该导热油具有良好的热稳定性和化学稳定性，在操作温度范围内不会发生性质变化。目前导热油化验分析合格，没有发生变质现象，运行一直稳定。
导热油加热炉加热升温
由于传统加热炉只能对少数油品介质直接供热，而改性沥青生产的各个环节中对介质温度的要求各有不同，传统加热炉难以满足使用要求。
导热油加热炉为立式加热炉，顶置燃烧器，DCS控制点火，自动吹扫炉膛、控制启停燃烧器，根据设定的导热油出口温度来自动调整燃烧器的燃烧状态。当加热炉出现故障时，加热炉自动联锁，启动保护设施。导热油炉的燃料为系统脱硫干气和天然气，炉内燃料气燃烧产生的热量通过导热油运载到用热设备中。导热油能在较低的温度下获得较高的热负荷，有较好的稳定性，对比明火直接加热工艺介质的加热炉系统：导热油的均匀热传递可以做到准确地控制温度；可以使加热炉安装远离油气资源处理的区域，从而降低了危险等级；此外，导热油系统可以用1台加热炉为多台用热设备提供热量，正常操作条件下使用导热油不会造成系统的腐蚀和结垢，维修量小。导热油加热炉设计简单，降低安全隐患；操作的适应性强，容易操作；投资小，能量利用率髙。
导热油经循环泵加压后进人加热炉炉管，与炉内烟气充分换热后进入用热单元。在用热单元内降温降压，热量消耗后返回循环泵加压循环。该加热炉的导热油介质循环使用，改变了对受热介质的直接加热方式。可使得受热介质根据不同的温度要求进行热负荷交换。导热油除了供热主要设备外，还运用分支导热油预热装置内所有机泵的预热夹套，防止高黏度油品的低温凝固，使其达到正常备用状态。
导热油炉设置1台空气预热器，空气预热器采用卧式结构，烟囱和加热炉分开设置，两台加热炉共用一个烟囱。炉体出口的烟气进人空气预器壳程，预热空气降温后，由烟囱排人大气。冷空气由空气鼓风机送人空气预热器管程，与烟气换热后，经热风道送至炉顶供燃烧器燃烧使用。空气预热器降低了排烟温度，提髙了空气人炉温度，降低了燃料消耗，使燃烧效率达到90%。同时，还降低了鼓风机的功率消耗，节约了电能。
导热油系统冷却降温
装置设置两套导热油冷却系统，一套用于改性沥青生产合格后直接进入灌装线，另一套则用于储罐的的装车或装桶或装箱。冷却系统由导热油泵、改性沥青泵、空气冷却器、换热器和导热油储罐组成。沥青泵泵送储罐中咋改性沥青进人换热器管程，和导热油换热降温后进人罐装线；导热油和改性沥青换热升温后进人空气冷却器，降温后进人导热油储罐，再由导热油泵菜至改性沥青换热器壳程，完成导热油循环。
对比使用加热炉直接对工艺介质的供热方式和饱和蒸汽、过热蒸汽换热方式，导热油热载体方式效率髙，灵活度髙，更安全，不易造成管路设备损坏，循环使用导热油可以节约大量的蒸汽消耗，使得装置安全平稳地长周期平稳运行。
变频调速技术的应用
在改性沥青装置中电驱动的转动设备较多，不仅由用于介质输送的螺杆泵、离心泵，还有空气冷却器风机、加热炉鼓风机、大型搅拌罐立式搅拌器和储罐侧向卧式搅拌器以及核心设备胶体磨等，这些设备都是按照满负荷工作需用量进行设计选型，并留有百分之十的余量。在实际生产运行中，这些设备根据生产需求频繁启停，缩短了设备的使用寿命。加工量、物料量等工况都会发生变化，流量、液面、压力等工艺参数都随着工况发生改就变，所以电动机、风机等设备的满负荷运转就会造成极大的浪费。
按照流体力学分析，装置的这些电驱动泵类、风机类设备属于平方转矩负载，转速、介质、流量、压力、轴功率都对设备的节能效果有着直接的关系。
泵泵类、风机等设备的转速与介质流量成正比，转速平方与压力成正比，转速的立方与轴功率成正比，所以在适当的条件下降低转速，可以有效的减少流量，实现节流，降低传统设备的节流阀浪费的功率。如果转速降低到原来的五分之四，轴功率就可以降低到原来功率的百分之五十左右；如果流量需要减少百分之四十，轴功率就会降低到原来的百分之十不到，节能效果非常明显。
变频调速技术是一种PID控制技术，它可以根据设备的工艺负载对电动机的输出频率和转速进行精确调节，在保证生产工艺要求压力的情况下，实现最大程度的节能，而且变频调速技术可以实现电动机的软起动和软停机，减少了电动机收到的电压冲击，降低了设备故障率，延长了设备使用寿命。
装置的这些转动设备在启动时通常全压启动的方式，这时的电机启动力矩极大，需要从电网中吸收额定功率五到七倍的电流，这样不仅造成电能的巨大浪费，还会给电风以及机器设备造成巨大的冲击，加快了设备的损坏速度，给设备的保养也造成很大困难，同时降低了设备的使用寿命。采用变频调速技术，可以对设备进行变频启动，从而有效的解决设备启动时的巨大电能消耗，提升设备的使用寿命。
装置根据生产需要，8台罐顶立式搅拌器、6台空冷风机、2台齿轮泵、2台胶体磨和8台螺杆泵均采用了变频调速技术。变频调速技术在这些设备中起到的效果很好，节电率可以达到百分之六十左右，变频调速技术的节能技术改造不仅获得了较好的节能效果。
电伴热技术应用
改性沥青由于易冻凝、结焦的特性，管路伴热方式的选择受到企业的高度重视。改性沥青装置的生产受市场需求影响较大，开停工较为灵活，开停工时间不确定，开工周期长短也不固定。如果每次开停工均要蒸汽吹扫置换管路介质，就会造成工艺介质的浪费和蒸汽的巨大消耗。装置决定在停工时，管路系统只退出物料，不进行蒸汽吹扫置换，管路系统选择电伴热带给主管伴热的方式。
电伴热带是由导电塑料和两根平行的母线外加绝缘层构成，它与主管密切线性接触，利用电阻体在电路上发热的原理，或髙压交流集肤效应产生热量，通过电能的热传导，补充主管的散热，或者传热给主管介质升温。电伴热带结构同伴热管相似，不过伴热带更细，截面积更细，跟主管贴合更紧，使用专用胶带和主管固定在一起，外围的保温层直径更小。
装置采用恒功率和自限温伴热带两种形式，共有电伴热带145条，全长7000m。集中的防爆温控柜15个，主要选用了美国瑞侃(Ray-chem)和赛盟(TlIenIKm)和英国HeatTRace公司的产品。电伴热带的热量可以有效合理的利用，本身具有防火、防爆、自动化程度高、不发生介质泄漏和适应各种温度环境的特点。电伴热带由于体积小，柔性好，对于管道和附件贴合程度髙，可以实现全面伴热且易于施工。同时减小了主管的保温隔热层的体积，减少了一定的投资费用。当电伴热带节点故障烧损时，可做接头拼接连通处理，维修方便，不需要更换整条伴热带。装置在开工准备阶段，可以设定高于管路介质的较高控制温度，方便管路介质快速升温，缩短开工周期。在正常运行阶段，可以调整电伴热带温度等于或略低于介质温度，这样可以补充主带温度等于或略低于介质温度，这样可以补充主管介质散热。另一方面，当主管温度高于电伴热设定温度时，电伴热停止发热工作。电伴热灵活实现调温控制，装置正常运行时，大部分时间电伴热不用通电发热，大量节约电能。实践经验结果说明，在装置正常运行时，电伴热带的运行费用为蒸汽伴热运行费用的1/6。
导热胶泥的应用
导热胶泥以高品质石墨为基料与其它多种材料复合而成，可在高温下使用的高导热率功能材料，常温下呈黑褐色胶泥形状。其主要特点是用石墨提高产品的导热效果，具有极高的传热效率，优异的传热稳定性和受热均匀性。
在改性沥青装置的预混搅拌罐中，内壁分布蛇形导热油内盘管加热，基质沥青和改性剂局部受热明显，导致混合液在搅拌罐内壁的伴热盘管上大面积结焦，严重影响生产。装置在技术改造时使用了外部导热油伴热管＋导热胶泥的方式伴热。伴热管外径由Φ76mmx4mm减小到Φ34mmx3.5mm，长度又644m减少到164m。这种伴热方式的施工过程相对简单，导热胶泥填充了伴热管和罐壁间的空隙，使传统的伴热管与搅拌罐间的空气层由高导热系数的导热胶泥层代替，固化后的导热胶泥将伴热管和揽拌罐罐壁紧紧结合在一起，从而使搅拌罐与伴热管之间的线接触(或不接触)改为面接触，大大增加伴热管和搅拌罐间的传热面积，避免了基质沥青和改性剂因局部高温而结焦的现象发生。改造后，只需要2h就可以将罐内介质加热到所工艺需求温度，加热时间减少4h，明显缩短了生产周期。使用导热胶泥后，热利用效果好，传热均匀，提髙了传热效率，节能效果显著。
结论
通过这些节能技术的综合应用，装置的节能效果明显。导热油热载体传热方式适用于很多石油化工装置；变频调速技术适用于频繁变工况的运转设备；电伴热带技术适用于高黏度、易凝介质的输送主管伴热，尤其在长距离的管道介质输送，节能效果更好；导热胶泥的使用范围相对较窄，作为加热或伴热管路的辅助方式更为合理，尤其适用于易凝、结焦介质的罐体设备。
节能导热胶泥在沥青搅拌罐上的应用
导热胶泥的性能优势及缺点介绍
