導(dǎo)熱油爐具有熱傳導(dǎo)效率高、熱損失小、溫度易控制,尤其是在較低的運行壓力下可以獲得較高的工作溫度等優(yōu)點,近幾年來,應(yīng)用范圍越來越廣,使用數(shù)量迅速增加,有2oo多臺導(dǎo)熱油爐應(yīng)用在化工和印染行業(yè)。
1問題的提出
《有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)第3l條規(guī)定:有機熱載體每年應(yīng)對其殘?zhí)、酸值、閃點、粘度進行分析,當(dāng)有兩項分析不合格或熱載體分解成份的含量超過l0%,應(yīng)更換熱載體或?qū)彷d體進行再生。從鹽城市每年導(dǎo)熱油的化驗情況來看,有很多企業(yè)的導(dǎo)熱油在使用2年后,有的甚至不到1年,導(dǎo)熱油的指標就超過了規(guī)定的標準,需要進行更換或再生。筆者從液相有機熱載體爐系統(tǒng)的運行特點和使用中的實際情況,對影響導(dǎo)熱使用壽命的幾個因素進行了分析和總結(jié)。
(1)導(dǎo)熱油的品質(zhì):現(xiàn)在使用的導(dǎo)熱油主要有礦物油型和合成型油兩大類,合成型油許用膜溫度比礦物油型要高。一般情況下,導(dǎo)熱油在高溫下或多或少都會產(chǎn)生裂解現(xiàn)象,但對品質(zhì)良好的導(dǎo)熱油在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)合理使用時,其裂解速度相對較慢,使用壽命較長;而品質(zhì)不好的導(dǎo)熱油,其裂解速度相對較快,使用壽命較短,其明顯特征是酸值和殘?zhí)己吭黾?/SPAN>。在實際使用中,應(yīng)選用品質(zhì)好的導(dǎo)熱油。
(2)導(dǎo)熱油的最高許用溫度和實際使用溫度:無論是何種品質(zhì)的導(dǎo)熱油,在高溫下都會裂解,因而對給定牌號的導(dǎo)熱油都有其最高許用溫度,導(dǎo)熱油最高許用溫度必須高于有機熱載體爐設(shè)計規(guī)定的額定供熱溫度,并且高于有機熱載體爐任一受熱部位可能達到的最高實際工作溫度,導(dǎo)熱油在使用過程中不允許超過最高許用溫度。在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)導(dǎo)熱油的裂解速度隨溫度的升高而加快,因此,導(dǎo)熱油的實際使用溫度越低,與許用溫度的溫差越大,導(dǎo)熱油的使用壽命就越長。在實際使用中,選用的導(dǎo)熱油最高許用溫度應(yīng)高于實際使用溫度30℃以上。
(3)高位槽的高度:系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱油隨溫度升高而體積膨脹,其膨脹量通過膨脹管流入高位槽。一般高位槽采用的是敞口式的,導(dǎo)熱油與空氣直接接觸,如果此時導(dǎo)熱油的溫度過高,達到80℃時,導(dǎo)熱油就會被氧化,隨著溫度的升高,其氧化速度將加劇,從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油迅速失效!兑(guī)程》第2l條規(guī)定:膨脹器內(nèi)有機熱載體溫度不應(yīng)超過70℃、膨脹器的底部與有機熱載體爐頂部的垂直距離應(yīng)不小于1.5m。高位槽的安裝高度應(yīng)適當(dāng)高一點,并且高于最高的用熱設(shè)備。為便于對高位槽中的導(dǎo)熱油溫度實施監(jiān)控,可在高位槽內(nèi)裝設(shè)溫度計。
(4)管路系統(tǒng)的布置:導(dǎo)熱油裂解會析出低沸點和高沸點成份,低沸點成份在使用溫度下通常以氣體狀態(tài)存在,聚集在系統(tǒng)的最高處,降低導(dǎo)熱油的流速;而高沸點成份加大了導(dǎo)熱油的粘度,也會降低導(dǎo)熱油流速,加速油質(zhì)老化,形成膠狀瀝青物和殘?zhí),縮短了導(dǎo)熱油的使用壽命,需要及時從系統(tǒng)中排出!兑(guī)程》第24條規(guī)定,有機熱載體爐及管網(wǎng)最高處應(yīng)有必要數(shù)量的排氣閥,定期排放形成的氣體產(chǎn)物;第25條規(guī)定,在循環(huán)泵的入口處應(yīng)裝設(shè)過濾器,并定期進行清洗。過濾器的過濾網(wǎng)應(yīng)根據(jù)實際情況選擇粗細不同的規(guī)格,在不影響流速的情況下,及時地將裂解下來的顆粒物質(zhì)去除。
(5)緊急停電處理:目前使用的有機熱載體爐,燃燒方式基本上是固定爐排和鏈條爐排,對燃料的燃燒不易控制,尤其是在突然停電的情況下,如果使用單位沒有備用電源,循環(huán)泵停止工作,導(dǎo)熱油循環(huán)停止,溫度就迅速上升。此時司爐人員應(yīng)立即打開高位槽與鍋爐、鍋爐與低位槽連接的冷油置換閥門,讓高位槽內(nèi)的低溫油通過冷油置換管和循環(huán)泵流入有機熱載
體爐內(nèi),再流向低位槽,保持爐內(nèi)導(dǎo)熱油的流動,及時帶走熱量,防止導(dǎo)熱油因過熱分解而老化。為便于司爐人員的操作,在有機熱載體爐安裝時,冷油置換回路的閥門應(yīng)安裝在鍋爐房內(nèi),并且閥門的高度應(yīng)適中。如果閥門位置安裝不當(dāng),司爐人員不能及時地打開閥門進行冷油置換,爐內(nèi)輻射受熱面處的導(dǎo)熱油就會過熱分解,嚴重時甚至?xí)杆倭呀夥e碳而發(fā)生爆管事故。在停電頻繁地區(qū),使用單位應(yīng)加強對司爐人員的操作培訓(xùn),提高他們的操作水平,有條件的單位,可配備小型發(fā)電機。
用熱設(shè)備管路泄漏:有些用熱設(shè)備尤其是化工行業(yè)用熱設(shè)備中的介質(zhì)對管路有腐蝕或磨損作用,用熱設(shè)備在使用過程中,一旦發(fā)生管路泄漏,如不能及時發(fā)現(xiàn),用熱設(shè)備中的低沸點介質(zhì)進入到導(dǎo)熱油中,會迅速裂解而使導(dǎo)熱油品質(zhì)惡化,影響到導(dǎo)熱油的使用壽命,甚至?xí)斐慑仩t事故。鹽城市某油脂化工廠1臺有機熱載體爐在使用過程中,因換熱器焊縫破裂,換熱器中低沸點的油酸隨導(dǎo)熱油循環(huán)到爐內(nèi),在輻射受熱面處裂化積碳,形成栓塞,最終導(dǎo)致爆管。