楚雄燃气导热油锅炉山东中杰 有机热载体锅炉

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
应从专业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辅助动力源，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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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
酸值是指导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增大。
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，增大油膜温度，严重时会导致事故发生，残碳指标是衡量导热油性能的四大重要指标之一。
4.2.1.5其他
导热油的性能指标较多，除以上讲述的四大重要指标外，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。

如何延长导热油的使用寿命
4.3.1 导热油的化学原理
简单地讲，制造导热油主要是将基体油（俗称为白油）进行必要的处理，然后加入一定量的复合添加剂而得到。
白油是石油产品中的一种，所谓石油产品是以石油或石油某一组份做原料直接生产出来的各种产品的总称。
石油是组成异常复杂的混合物，由碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）及少量其它元素组成。大多以烃类为主，占80~90%，其它为非烃化合物，而烃类有烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃四种。
作为导热油，希望使用温度高，而且高温下热稳定性好，不易被氧化变质，一般都通过一定的化学和物理加工方法，从石油中提取正构烷烃。烃类处于高温下发生热裂解产生新物质，其中有些分子量小易挥发，降低油品闪点，增加操作中带来油品损失，以及使用中的危险性。另外，烃类处于高温下有些分子量小的成分与分子量大的成份形成聚合物，使油品变稠降低传热速度，以致碳化。
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4.3.2 导热油裂解的防止
延长导热油的使用寿命是我们每个使用单位热切关心的事，从导热油的化学原理中以及前面所讲的导热油四项主要指标变化原因，我们发现导热油发生变质的原因主要是导热油高温裂解及导热油的氧化，因此我们在延长导热油使用寿命方面也着重从这两个方面解决。
要确保热稳定性，避免高温裂解，下列几方面至关重要：
l 导热油生产单位要研制生产稳定性好的导热油。
合成油高温稳定性好，但目前大量合成生产还存在不少困难，主要是原料缺乏，价格又较高，当前应着重解决现在国内用得多的矿物油的质量及稳定性问题。
l 导热油在炉管中的流速必须处于湍流状态。
导热油在炉管中是边流动边吸热的过程，应符合热力学的相似原理——即流体处于流动条件下，如果该流体处于紊流（湍流）状态，无论该液体（流体）是水或其它液体（如油），管壁向该液体的放热是相等的。
湍流越强烈，边界层越薄、热阻小、热效率高。流速越慢，边界越厚、热阻越大、热效率越低，若流体处于滞流（层流）状态，边界层增厚。在达到预定的温度时，热强度增大，当炉管壁温超过油膜温度，则导热油就会发生裂解、聚合、积碳、结焦，甚至烧环炉管，所以严格控制导热油在炉管中的流速或流量对有效地维护炉管寿命是极重要的。
l 加热炉进、出口温差要适当。
导热油通过炉管向加热炉吸热，其吸热量应等于加热炉出力，用公式表示为：
Q=G·Cp（T2—T1）
式中：Q——加热炉出力 G——导热油重量流量
Cp——导热油平均比热 T2——出口油温
T1——进口油温
从上式有二种情况，若Q值一定时，设Cp值也一定，G上升，则T1—T2下降；若Q值一定时，设Cp值也一定，G下降，则T1—T2上升。
如果单纯从热负荷看似乎第二种情况温度大些有好处，导热油循环量可减小，油泵电耗降低，又有利于热交换，但实际上较全面分析温差不能太大，温差大油温波动影响大，不稳定，而且流速低时，超过导热油本身允许的油膜温度时，则导热油就会发生裂解、聚合、粘度增加，胶质增加、残碳增高、油质变坏，导热油寿命变短，在我们对管路阀门的开闭操作中，就应注意不能将加热炉进出口的阀门随意关小或关闭。
l 对紧急停电要有切实有效的措施保证。
国内大多数使用燃煤加热炉的用户，停电现象也很普遍，所以突然停电的应急措施不是可有可无的事，而是必须切实解决的重要问题。
突然停电后，循环泵停止运行，炉管内导热油静止，炉膛中燃着的煤或耐火蓄热体不断给炉管中导热油放热，这样，炉管中导热油很快就会超高温发生裂解、结焦，突然停电时，必须及时进行冷油置换操作，以防导热油超温。
切忌超高温加热。
上面所谈的核心问题是高温裂解，这不仅牵涉到“油”、“炉”两个方面，使用操作也是关键。如有时候出口温度达不到用热要求，这时，就不能拼命加煤，加大引风机风量或增加燃油量，强制燃烧器大火燃烧等，因为这样做结果很可能产生不良后果，如炉排烧塌，炉管烧坏，同时导热油超高温加热，当油温高于油膜温度热裂解加速，导热油受到破坏，将大大缩短使用寿命。
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4.3.3 导热油氧化的防止
以上我们是从防止导热油高温热裂解方面谈了几点延长导热油寿命的措施和方法，从防止导热油氧化方面我们主要应注意的是：
防止高温导热油与空气接触，我们在设计中首先应考虑到系统中与高位槽（膨胀槽）的管道设计，可采用氮封装置，或能降低膨胀槽正常工作状态时导热油温度等，这些措施在后面还会介绍，作为我们操作人员应注意不能在导热油处于高温时向暴露在空气中的容器释放导热油，特别在故障处理，设备检修时尤为注意。
不同的导热油在一定的条件下可以进行混用，但我们建议不能随意混用导热油，注意随意混用导热油，是影响导热油使用寿命的重要因素之一。

燃气燃烧系统的组成
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燃气炉燃烧系统的通风排烟装置与燃油炉是相同的，不同之处在于燃气供给装置与选用的燃烧器不同。来源于气源的燃气燃烧器配套供应的管道附件完成供气。
管道流程如图：
燃气经过球阀（1）、过滤器（2）、调压器（3）、电磁阀（5）及燃烧器进口处的气体蝶阀（7）进入燃烧器。球阀是与外来气源通、断的总阀，只有在设备检修或长期停运时才将其手动关闭，切断气源。电磁阀由燃烧器的控制器根据燃烧工况自动控制打开或关闭。因为燃气管路应严防泄漏，因此管道上还配有检漏泵（6），若有漏气情况发生，由检漏泵的压力讯号通过控制器自动关闭电磁阀，确保安全。
燃烧器必须在满足一定压力条件下才能工作，因此管路上还配有压力开关（4），只有当燃气压力达到燃烧器所需压力时，电磁阀才打开，燃烧器才能投入工作。气体蝶阀（7）根据燃烧工况由控制器自动调节进气开度。
一定型号的燃烧器，需以相应规格尺寸的附件相配套，在选用燃烧器时应用相应的配套选用
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