山南燃气导热油锅炉

有机热载体—导热油
在现有工业领域中，需要200℃~300℃温度热源的用热单元很多，从石油化工行业的分馏、裂解、浓缩、反应；纺织、印染行业的热定型、烘干；筑路、建筑行业的沥青熔化、保温、拌和及汽车行业的油漆烘干等等。以往各用户大多采用电加热或远红外加热设施，但成本很高，而从上面几种热载体性能的初步比较，我们可以看到导热油是理想的获得200℃~300℃温度热源的热载体。
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4.2.1 导热油的主要性能
目前我们所选用的导热油大多为矿物类导热油，国内生产厂家不断增多，多种导热油性能数据都不相同，我们可以从以下几方面来观察导热油的性能特点：
4.2.1.1酸值
酸值是热油中含有的有机酸的总和，这种有机酸遇到油中微量水份就会对设备或管道造成腐蚀，还会形成酸泥，该有机酸是由于导热油在较高温度下氧化的产物。酸值常用来作为限制导热油腐蚀性的一项质量指标，在不缩短机械寿命或不影响机械性能的情况下，要求导热油对设备腐蚀达到小。因此新导热油的酸值一般不超过0.02mgKOH/g，导热油的酸值在使用过程中会不断。
4.2.1.2粘度
粘度为导热油在一定温度下稀稠程度和流动性，反映油分子之间吸引力的大小，粘度大，内磨擦阻力大，导热油经高温长期运行后粘度增加，说明分子聚合或发生结构变化及生成胶质，油质变坏。当机械负荷，流速相同时，所有导热油的粘度越大，则功率损耗越大，机械启动也困难。导热油的粘度随着温度升高会逐渐减小。粘度指标是衡量导热油性能的重要指标之一。
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4.2.1.3闪点
闪点是导热油蒸气与周围空气混合遇到火焰而发生闪烁光的温度。当温度继续升高，可达到燃点再升高达到自燃点。导热油中含有的轻馏份越高，闪点越低。导热油在使用过程中因高温下产生导热油部分裂解，使闪点降低，安全性相对变差，因此闪点的变化也是安全性程度的讯号，闪点指标同样是衡量导热油性能的重要指标之一。
4.2.1.4残碳
导热油中形成残碳的主要物质是胶质、沥青及多环芳香烃等，它们在空气不足的条件小受强热作用易分解、缩合而成残碳的大小可大致判定导热油在高温使用中的结焦倾向。当残碳值过大时，设备中可能会沉积大量胶质、碳渣，致使设备堵塞，无法维持工业生产所需的温度，有时还会在管道中产生大的温度差或压力差，特别在炉管中，当炉壁上结有很厚残碳后，阻碍传热，油膜温度，严重时会导致事故发生，残碳指标是衡量导热油性能的重要指标之一。
4.2.1.5其他
导热油的性能指标较多，除以上讲述的重要指标外，还有馏程、导热系数、密度、普朗特系数、折光指数、铜片腐蚀、毒性、使用温度、比热、比重、水分、导热系数、蒸气压、膨胀系数等，作为有机热载体炉操作人员来讲，可尽可能多的进行了解。

链条炉排的结构
目前有机热载体炉中，较多采用链带式链条炉排，其结构和炉排片的形状和如图3-3所示。炉排片分为主动炉排片和从动炉排片两种，用炉排长销串联在一起，形成一条宽阔的链带，围绕在前链轮上和后滚筒上。由主动炉排片组成的主动链环，直接与链轮啮合，前轴是主动轴，所以主动炉排片担负传递整个炉排运动的拉力，因此其厚度比从动炉排片厚，由可锻铸铁制成.从动炉排片,由于不承受拉力,可由强度低的普通灰口铸铁制成.
炉排的传动现在应用的有两种形式:电动机带动变速箱的分级调速和利用可控硅变频控制的无级调速.
链带式炉排可以采用强制通风或自然通风。由于沿炉排纵向，前、中、后各部分所需风量不同，因此炉排下面沿纵向，分隔成数个风室，可分别控制送风量。炉排的两侧与固定的支架之间的密封称侧密封，侧密封是很重要的。如果密封不好，空气就会从边缘处直接窜入炉室，影响火床的正常燃烧。
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3.1.2.2.链条炉排的燃烧过程
依照燃料供给的方式，手烧炉是一种典型的上饲式炉子，新燃料自上方铺撒于燃烧层上，与供给的空气气流相对而遇。链条炉则不同，新燃料自前方由缓缓之移动的炉排引入炉内，与空气气流交叉而遇，是一种典型的前饲式炉子，因此链条炉的燃烧过程与手烧炉比较，有其自的特点。
链条炉的工况与手烧炉不同，煤自煤斗滑落在冷炉排上，而不是铺撒在灼热的燃烧层上。进入炉子后，主要依靠来自炉膛的高温辐射，自上而下地着火、燃烧。显而易见，着火条件不及手烧炉有利，是一种“单面引火”的炉子。但因整个燃烧过程的几个阶段是沿炉排长度由前至后，连续顺序地完成，故不存在手烧炉的那种工作周期性，使燃烧工况大为改善。
由于煤在炉排上的燃烧是分阶段，分区进行的，炉排中部是主燃区，供风量需很大，炉排前部为预热及挥发物析出区，而后部为灰渣形成及燃尽区，需风量较小。因此一般链条炉都避免采取所谓统仓送风的方式，而是把风室沿炉排长度分为若干段，有目的地进行风量调节，造成风量两头小，中间大的合理布局，适应炉排沿长度分区段燃烧的特点。
链条炉的着火条件比手烧炉差。一般在炉膛设计时，通过设置炉拱予以改善。炉膛的前拱由引燃拱和混合拱组成，它将炉膛高温烟气的辐射热量反射到新燃料上，并容纳由后拱引来的高温烟气对新燃料进行气体辐射加热和对流换热：炉膛的后拱则将炉排后部激烈燃烧的高温烟气引至炉膛前部，以此维持着火区的高温并加强紊流和冲刷，对燃料的引燃也具有重要的作用。另外，后拱还起到使炉排后部的煤层燃烬的作用。拱的形状和布置与燃料种类密切相关。例如对于无烟煤，首先是保证着火的问题，通常采用高而短的前拱，低而长的后拱，以改善其着火条件，有时后拱的覆盖长度甚至在炉排有效工作长度的一半以上。燃烟煤时，由于其挥发物含量较高，着火并不困难，重要的是如何加强炉内气体的绕动混合,减少气体不完全燃烧损失,所以其前拱略比燃无烟煤的稍低而稍长,后拱也不太长,但所组成的喉口应有较大扰动作用.
链条炉排有运行可靠、燃烧效率高、烟尘量少、劳动强度低等一系列优点。因些，在载热体加热炉中应用甚广。
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加热炉房内燃气配套系统的设计要求
为了保证加热安全可靠的运行，要求供气管路和管路上安装的附件连接严密必须可靠。
从气体调压站来的气源其压力、热值要满足燃烧器说明书要求，管径不得小于与燃烧器连接处管径。
管道及附件不得设在高温或有危险的地方。
配套系统使用的阀门选用明杆阀或阀杆带有刻度的阀门，以便使操作人员能识别阀门的开关状态。
燃气管道在停止运行检修时，为了安全，需要把管道内的燃气吹扫干净；在重新投入运行时，为防止燃气与空气的混合物进入炉膛引起爆炸，先要进行吹扫，将可燃混合气体由管道及炉体内排出，使之在大气中扩散至安全程度。因此在加热炉房供气系统中，应设置吹扫和放散位置，使放散出去的气体不致被吸入室内。放散管出口应高出屋脊2米以上。
加热炉房应通风良好，配备可燃性气体检测报警器。
总之，加热炉房燃气系统的设计，安全问题是务必严谨考虑的技术问题。
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【变量3】【变量2】【变量1】

有机热载体炉供热系统与蒸汽锅炉相比其优缺点
l 有机载热体，常用的种类是导热油，有机载热体在有机热载体炉中的作用，相当于水在蒸汽锅炉里的作用，是热能的载体与媒介，由于有机热载体（即导热油）与水的性质有很大不同，从而使有机载热体炉与蒸汽锅炉的特性有很大的不同，有机载热体在较高的温度下，一般都具有蒸发量小，饱和蒸汽压力低的特点，从而使有机热载体炉具有高温、低压、节能的特点。这些特点是以水作为热载体的蒸汽锅炉所不可能具备的。
l 另一方面，由于油与水的性质有很大的不同，从而也使有机热载体炉供热的整个管路系统与蒸汽锅炉的供热管路系统有很大不同。同时，两者的操作、维护、管理，使之保持长期处于良好运行状态的安全技术，也有很大的不同。现在常使用的有机热载体是导热油，下面以导热油为代表，讲述有机热载体供热系统的工作原理与特点。
l 首先将导热油与水的理、化性质作进一步比较。
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Ø 由于导热油、不像水那样来源丰富且价廉，用过后可以随地排放。因此有机热载体炉供热系统必然是一个循环管路系统，油在炉内被加热、升温、再由管道输送到用热设备，放出热能，油的温度降低，再由回程管道输回加热炉，再加热，升温，再被输送出去。如此往复循环，在正常工作条件下，导热油不排放，自身也基本上不损耗，可长期运行。
主要指标比较如下：
导热油
水
化学成份
有机物（烷基化芳烃等碳化合物）
无机物  分子式H2O
物理特性、及在高温下化学成份的稳定性
高温下（250℃~340℃）蒸发量很小，饱和蒸汽压力很低＜0.07Mpa。超过额定使用温度，即会发生不可逆转的分解变质，成为“结焦”沉积在炉管内壁面上。
常压下，100℃沸腾，大量蒸发，温度升高，饱和蒸汽压也升高，250℃，已达4Mpa。用作传热媒介时，高温下化学成份稳定，不会分解，高温蒸汽冷凝后，回复成水
来源与价格
应从生产导热油工厂购买，价格较水贵得多。
一般可直接采自大自然，来源丰富，价格低廉
Ø 相对照，蒸汽锅炉产生的蒸汽，由管道送到用热设备后放出热能，通常因降温而冷凝成水，就由疏水阀排放掉。这部分被排放掉的水的温度，通常还是高于锅炉的进水温度，这部分的热能就浪费掉了，而有机热载体炉，供热系统，就不存在这样的热能损失，就此点而言，就已经比蒸汽供热系统节能了。
Ø 由于导热油在高温下，基本上不蒸发，略有一点油蒸汽，其饱和油蒸汽压力很低，相对照在相同供热温度下水的饱和蒸汽压力，就要高出许多倍，两者相比，在相同的温度前提下，有机热载体炉的供热系统的管道、阀门、法兰、用热设备，换热器等的耐压等级就要低许多，从而设备投资也就较少，操作、维护也较为方便，这个优点，当供热温度越高，有机热载体炉在此的优势也越突出。
Ø 但是，由蒸汽锅炉产生的水蒸汽压力较高，因此就可以靠自身的压力，从蒸汽锅炉输送到用热设备，中间一般不需要外加动力源，而有机热载体炉供热系统由于自身压力较低，是无法靠自身压力输送热油的，就必须有一只循环泵，来推动导热油在循环管路不断循环流动，这样有机热载体炉供热系统就形成了以循环泵强制液相循环的特点，而且，在加热炉点火，燃料燃烧，加热导热油从而向热用户供热时，循环泵不能关闭，不能故障停运，否则，导热油将停止循环，不但热用户得不到热能，更为严重的是，炉内的导热油将会超温，分解，变质，在炉管内壁上形成“结焦”，这样不但使导热油报废，还会严重损坏炉子，甚至造成炉子报废。当燃烧系统停止运行时，炉内导热油温度应降至导热油许可的温度以下时才能停止循环泵的运行。因此，有机热载体炉供热系统中，一般都应配备两个循环泵，一个工作，一个备用，以保证循环系统在高温时的可靠性。
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