
有機熱載體爐的安全運行
l 有機熱載體爐雖然具有高溫而低壓的特點,但是也必須嚴格遵守《有機熱載體爐安全技術規程》,否則也將造成重大事故。
? 無論是有機熱載體燃煤爐,或燃油爐,燃氣爐,首先必須注意不能**溫運行,加熱爐本身有其設計供熱溫度,各種有機熱載體也都有其各自的使用溫度,就會分解、變質,在加熱爐爐管內壁面上產生結焦,而產生結焦,由于爐管結構的復雜性,很難予以清除,從而導致加熱爐難以修復的損壞,以致報廢,為了**有機熱載體能夠長期安全供熱,不分解,在實際使用中,一般應低于它的使用溫度若干度,以留有安全裕度,據一般經驗能有50~70℃左右的相差程度,特殊情況下除外,這安全程度能夠更大些,當然更好,這對延長有機熱載體的使用壽命是有利的。
? 在有機熱載體爐使用中,嚴格控制熱載體不能**溫運行,是安全運行的必要條件,但就此還不夠,還必須**加熱爐管內有機熱載體的流速不低于設計規定的流速。因為爐管內有機熱載體的流速的降低,將使爐管內流體的流動狀態,由湍流變為層流,這樣,雖然有機熱載體的流體平均溫度并沒有**過其使用溫度,但是在加熱爐內高溫區域中,爐管外面是高溫火焰,緊貼著爐管內壁面的有機熱載體較有可能已發生了局部**溫,分解,變質,結焦的現象。此時情況將惡性循環,局部結焦,使有機熱載體流動更加不暢,流動更降低,局部**溫的現象更嚴重,很快地就嚴重損壞了有機熱載體,嚴重損壞了爐體,甚至將導致報廢。
導熱油鍋爐 是指利用導熱油加熱的鍋爐。導熱油,又稱有機熱載體或熱介質油,作為中間傳熱介質在工業換熱過程中的應用已有五十年以上的歷史。基于強制循環設計思想而研發的直流鍋爐。一般以煤、油、汽、電為燃料,以導熱油為介質,利用熱油循環油泵強制介質進行液相循環,將熱能輸送給用熱設備后再返回加熱爐重新加熱,具有在低的壓力下獲得高的工作溫度,并且能對介質運行進行高精密控制工作。
原理:導熱油爐的也叫有機熱載體爐,俗稱導熱油鍋爐,名稱為熱油爐。其是以煤、油、氣為燃料,以導熱油為循環介質供熱的新型熱能設備,導熱油爐指載熱工質為高溫導熱油(也稱熱煤體、熱載體)的新型熱能轉換設備,導熱油爐的優勢在于“高溫低壓“、運行平穩而被廣泛運用。
有機熱載體—導熱油
在現有工業領域中,需要200℃~300℃溫度熱源的用熱單元很多,從石油化工行業的分餾、裂解、濃縮、反應;紡織、印染行業的熱定型、烘干;筑路、建筑行業的瀝青熔化、保溫、拌和及汽車行業的油漆烘干等等。以往各用戶大多采用電加熱或遠紅外加熱設施,但成本很高,而從上面幾種熱載體性能的初步比較,我們可以看到導熱油是理想的獲得200℃~300℃溫度熱源的熱載體。
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4.2.1 導熱油的主要性能
目前我們所選用的導熱油大多為礦物類導熱油,國內生產廠家不斷增多,多種導熱油性能數據都不相同,我們可以從以下幾方面來觀察導熱油的性能特點:
4.2.1.1酸值
酸值是指導熱油中含有的有機酸的總和,這種有機酸遇到油中微量水份就會對設備或管道造成腐蝕,還會形成酸泥,該有機酸是由于導熱油在較高溫度下氧化的產物。酸值常用來作為限制導熱油腐蝕性的一項質量指標,在不縮短機械壽命或不影響機械性能的情況下,要求導熱油對設備腐蝕達到小。因此新導熱油的酸值一般不**過0.02mgKOH/g,導熱油的酸值在使用過程中會不斷增大。
4.2.1.2粘度
粘度為導熱油在一定溫度下稀稠程度和流動性,反映油分子之間吸引力的大小,粘度大,內磨擦阻力大,導熱油經高溫長期運行后粘度增加,說明分子聚合或發生結構變化及生成膠質,油質變壞。當機械負荷,流速相同時,所有導熱油的粘度越大,則功率損耗越大,機械啟動也困難。導熱油的粘度隨著溫度升高會逐漸減小。粘度指標是衡量導熱油性能的重要指標之一。
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4.2.1.3閃點
閃點是導熱油蒸氣與周圍空氣混合遇到火焰而發生閃爍光的溫度。當溫度繼續升高,可達到燃點再升高達到自燃點。導熱油中含有的輕餾份越高,閃點越低。導熱油在使用過程中因高溫下產生導熱油部分裂解,使閃點降低,安全性相對變差,因此閃點的變化也是安全性程度的訊號,閃點指標同樣是衡量導熱油性能的重要指標之一。
4.2.1.4殘碳
導熱油中形成殘碳的主要物質是膠質、瀝青及多環芳香烴等,它們在空氣不足的條件小受強熱作用易分解、縮合而成殘碳的大小可大致判定導熱油在高溫使用中的結焦傾向。當殘碳值過大時,設備中可能會沉積大量膠質、碳渣,致使設備堵塞,無法維持工業生產所需的溫度,有時還會在管道中產生大的溫度差或壓力差,特別在爐管中,當爐壁上結有很厚殘碳后,阻礙傳熱,增大油膜溫度,嚴重時會導致事故發生,殘碳指標是衡量導熱油性能的四大重要指標之一。
4.2.1.5其他
導熱油的性能指標較多,除以上講述的四大重要指標外,還有餾程、導熱系數、密度、普朗特系數、折光指數、銅片腐蝕、毒性、使用溫度、比熱、比重、水分、導熱系數、蒸氣壓、膨脹系數等,作為有機熱載體爐操作人員來講,可盡可能多的進行了解。
有機熱載體爐供熱系統與蒸汽鍋爐相比其優缺點
l 有機載熱體,常用的種類是導熱油,有機載熱體在有機熱載體爐中的作用,相當于水在蒸汽鍋爐里的作用,是熱能的載體與媒介,由于有機熱載體(即導熱油)與水的性質有很大不同,從而使有機載熱體爐與蒸汽鍋爐的特性有很大的不同,有機載熱體在較高的溫度下,一般都具有蒸發量小,飽和蒸汽壓力低的特點,從而使有機熱載體爐具有高溫、低壓、節能的特點。這些特點是以水作為熱載體的蒸汽鍋爐所不可能具備的。
l 另一方面,由于油與水的性質有很大的不同,從而也使有機熱載體爐供熱的整個管路系統與蒸汽鍋爐的供熱管路系統有很大不同。同時,兩者的操作、維護、管理,使之保持長期處于良好運行狀態的安全技術,也有很大的不同。現在常使用的有機熱載體是導熱油,下面以導熱油為代表,講述有機熱載體供熱系統的工作原理與特點。
l 首先將導熱油與水的理、化性質作進一步比較。
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? 由于導熱油、不像水那樣來源豐富且價廉,用過后可以隨地排放。因此有機熱載體爐供熱系統必然是一個循環管路系統,油在爐內被加熱、升溫、再由管道輸送到用熱設備,放出熱能,油的溫度降低,再由回程管道輸回加熱爐,再加熱,升溫,再被輸送出去。如此往復循環,在正常工作條件下,導熱油不排放,自身也基本上不損耗,可長期運行。
主要指標比較如下:
導熱油
水
化學成份
有機物(烷基化芳烴等碳化合物)
無機物 分子式H2O
物理特性、及在高溫下化學成份的穩定性
高溫下(250℃~340℃)蒸發量很小,飽和蒸汽壓力很低<0.07Mpa。**過額定使用溫度,即會發生不可逆轉的分解變質,成為“結焦”沉積在爐管內壁面上。
常壓下,100℃沸騰,大量蒸發,溫度升高,飽和蒸汽壓也升高,250℃,已達4Mpa。用作傳熱媒介時,高溫下化學成份穩定,不會分解,高溫蒸汽冷凝后,回復成水
來源與價格
應從專業生產導熱油工廠購買,價格較水貴得多。
一般可直接采自大自然,來源豐富,價格低廉
? 相對照,蒸汽鍋爐產生的蒸汽,由管道送到用熱設備后放出熱能,通常因降溫而冷凝成水,就由疏水閥排放掉。這部分被排放掉的水的溫度,通常還是**鍋爐的進水溫度,這部分的熱能就浪費掉了,而有機熱載體爐,供熱系統,就不存在這樣的熱能損失,就此點而言,就已經比蒸汽供熱系統節能了。
? 由于導熱油在高溫下,基本上不蒸發,略有一點油蒸汽,其飽和油蒸汽壓力很低,相對照在相同供熱溫度下水的飽和蒸汽壓力,就要高出許多倍,兩者相比,在相同的溫度前提下,有機熱載體爐的供熱系統的管道、閥門、法蘭、用熱設備,換熱器等的耐壓等級就要低許多,從而設備投資也就較少,操作、維護也較為方便,這個優點,當供熱溫度越高,有機熱載體爐在此的優勢也越**。
? 但是,由蒸汽鍋爐產生的水蒸汽壓力較高,因此就可以靠自身的壓力,從蒸汽鍋爐輸送到用熱設備,中間一般不需要外加輔助動力源,而有機熱載體爐供熱系統由于自身壓力較低,是無法靠自身壓力輸送熱油的,就必須有一只循環泵,來推動導熱油在循環管路不斷循環流動,這樣有機熱載體爐供熱系統就形成了以循環泵強制液相循環的特點,而且,在加熱爐點火,燃料燃燒,加熱導熱油從而向熱用戶供熱時,循環泵不能關閉,不能故障停運,否則,導熱油將停止循環,不但熱用戶得不到熱能,更為嚴重的是,爐內的導熱油將會**溫,分解,變質,在爐管內壁上形成“結焦”,這樣不但使導熱油報廢,還會嚴重損壞爐子,甚至造成爐子報廢。當燃燒系統停止運行時,爐內導熱油溫度應降至導熱油許可的溫度以下時才能停止循環泵的運行。因此,有機熱載體爐供熱系統中,一般都應配備兩個循環泵,一個工作,一個備用,以**循環系統在高溫時的可靠性。
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【標題】
山東中杰股份有限公司(原菏澤鍋爐廠有限公司)始建于1984年,位于菏澤市經濟開發區,占地30萬余平方米,主車間面積72000㎡。現有濟南路廠區、長江路廠區、閩臺路廠區,員工1000多人,其中工程技術人員210余人,固定資產2.5億元。 山東中杰股份有限公司,高度聚焦綠色能源行業,是鍋爐、壓力容器等特種設備的制造企業,下設鍋爐事業中心、深冷容器事業中心、壓力容器事業中心、中央空調事業中心(山東中科能人工環境有限公司、安裝分公司)、工程安裝事業中心(山東中杰股份有限公司安裝分公司)、**貿易事業中心(山東中杰牧之進出口貿易有限公司)。主導產品有:燃油(氣)鍋爐、**熱載體爐、生物質鍋爐、余熱鍋爐、燃煤鍋爐等鍋爐產品; LNG儲罐、氧氮氬儲罐、CO2儲罐等真空絕熱深冷壓力容器;液化石油氣儲罐、液氨儲罐、脫硝工程設備、蓄熱儲能設備、成套化工設備等壓力容器產品;水地源熱泵、空氣源機組、水冷螺桿機組、風冷模塊等中央空調暖通設備。 山東中杰股份有限公司重視科技研發和創新,廣泛開展產、學、研合作,與多家科研院所和高校建立長效技術合作平臺,擁有多項技術,具有B級鍋爐制造資質,A2級壓力容器設計、制造資質,ASME(阿斯米)制造,具有鍋爐安裝和壓力管道安裝資質、機電設備安裝資質等。企業為、山東省商標企業、山東省節能環保**企業、中國化工裝備協會會員單位、立信**企業、ISO9001 / 14001 /18001及創牌工作單位。企業擁有自營進出口權,產品**二十多個省、市、自治區,并出口到俄羅斯、日本、印度、蒙古、東南亞、中亞及非洲、拉丁美洲等國家和地區,深受用戶**。