有機(jī)熱載體—導(dǎo)熱油
在現(xiàn)有工業(yè)領(lǐng)域中，需要200℃~300℃溫度熱源的用熱單元很多，從石油化工行業(yè)的分餾、裂解、濃縮、反應(yīng)；紡織、印染行業(yè)的熱定型、烘干；筑路、建筑行業(yè)的瀝青熔化、保溫、拌和及汽車行業(yè)的油漆烘干等等。以往各用戶大多采用電加熱或遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)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(dǎo)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(dǎo)熱油的主要性能
目前我們所選用的導(dǎo)熱油大多為礦物類導(dǎo)熱油，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家不斷增多，多種導(dǎo)熱油性能數(shù)據(jù)都不相同，我們可以從以下幾方面來(lái)觀察導(dǎo)熱油的性能特點(diǎn)：
4.2.1.1酸值
酸值是熱油中含有的有機(jī)酸的總和，這種有機(jī)酸遇到油中微量水份就會(huì)對(duì)設(shè)備或管道造成腐蝕，還會(huì)形成酸泥，該有機(jī)酸是由于導(dǎo)熱油在較高溫度下氧化的產(chǎn)物。酸值常用來(lái)作為限制導(dǎo)熱油腐蝕性的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，在不縮短機(jī)械壽命或不影響機(jī)械性能的情況下，要求導(dǎo)熱油對(duì)設(shè)備腐蝕達(dá)到小。因此新導(dǎo)熱油的酸值一般不超過(guò)0.02mgKOH/g，導(dǎo)熱油的酸值在使用過(guò)程中會(huì)不斷。
4.2.1.2粘度
粘度為導(dǎo)熱油在一定溫度下稀稠程度和流動(dòng)性，反映油分子之間吸引力的大小，粘度大，內(nèi)磨擦阻力大，導(dǎo)熱油經(jīng)高溫長(zhǎng)期運(yùn)行后粘度增加，說(shuō)明分子聚合或發(fā)生結(jié)構(gòu)變化及生成膠質(zhì)，油質(zhì)變壞。當(dāng)機(jī)械負(fù)荷，流速相同時(shí)，所有導(dǎo)熱油的粘度越大，則功率損耗越大，機(jī)械啟動(dòng)也困難。導(dǎo)熱油的粘度隨著溫度升高會(huì)逐漸減小。粘度指標(biāo)是衡量導(dǎo)熱油性能的重要指標(biāo)之一。
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4.2.1.3閃點(diǎn)
閃點(diǎn)是導(dǎo)熱油蒸氣與周圍空氣混合遇到火焰而發(fā)生閃爍光的溫度。當(dāng)溫度繼續(xù)升高，可達(dá)到燃點(diǎn)再升高達(dá)到自燃點(diǎn)。導(dǎo)熱油中含有的輕餾份越高，閃點(diǎn)越低。導(dǎo)熱油在使用過(guò)程中因高溫下產(chǎn)生導(dǎo)熱油部分裂解，使閃點(diǎn)降低，安全性相對(duì)變差，因此閃點(diǎn)的變化也是安全性程度的訊號(hào)，閃點(diǎn)指標(biāo)同樣是衡量導(dǎo)熱油性能的重要指標(biāo)之一。
4.2.1.4殘?zhí)?br/>導(dǎo)熱油中形成殘?zhí)嫉闹饕镔|(zhì)是膠質(zhì)、瀝青及多環(huán)芳香烴等，它們?cè)诳諝獠蛔愕臈l件小受強(qiáng)熱作用易分解、縮合而成殘?zhí)嫉拇笮】纱笾屡卸▽?dǎo)熱油在高溫使用中的結(jié)焦傾向。當(dāng)殘?zhí)贾颠^(guò)大時(shí)，設(shè)備中可能會(huì)沉積大量膠質(zhì)、碳渣，致使設(shè)備堵塞，無(wú)法維持工業(yè)生產(chǎn)所需的溫度，有時(shí)還會(huì)在管道中產(chǎn)生大的溫度差或壓力差，特別在爐管中，當(dāng)爐壁上結(jié)有很厚殘?zhí)己?，阻礙傳熱，油膜溫度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生，殘?zhí)贾笜?biāo)是衡量導(dǎo)熱油性能的重要指標(biāo)之一。
4.2.1.5其他
導(dǎo)熱油的性能指標(biāo)較多，除以上講述的重要指標(biāo)外，還有餾程、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、普朗特系數(shù)、折光指數(shù)、銅片腐蝕、毒性、使用溫度、比熱、比重、水分、導(dǎo)熱系數(shù)、蒸氣壓、膨脹系數(shù)等，作為有機(jī)熱載體爐操作人員來(lái)講，可盡可能多的進(jìn)行了解。

鏈條爐排的結(jié)構(gòu)
目前有機(jī)熱載體爐中，較多采用鏈帶式鏈條爐排，其結(jié)構(gòu)和爐排片的形狀和如圖3-3所示。爐排片分為主動(dòng)爐排片和從動(dòng)爐排片兩種，用爐排長(zhǎng)銷串聯(lián)在一起，形成一條寬闊的鏈帶，圍繞在前鏈輪上和后滾筒上。由主動(dòng)爐排片組成的主動(dòng)鏈環(huán)，直接與鏈輪嚙合，前軸是主動(dòng)軸，所以主動(dòng)爐排片擔(dān)負(fù)傳遞整個(gè)爐排運(yùn)動(dòng)的拉力，因此其厚度比從動(dòng)爐排片厚，由可鍛鑄鐵制成.從動(dòng)爐排片,由于不承受拉力,可由強(qiáng)度低的普通灰口鑄鐵制成.
爐排的傳動(dòng)現(xiàn)在應(yīng)用的有兩種形式:電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速箱的分級(jí)調(diào)速和利用可控硅變頻控制的無(wú)級(jí)調(diào)速.
鏈帶式爐排可以采用強(qiáng)制通風(fēng)或自然通風(fēng)。由于沿爐排縱向，前、中、后各部分所需風(fēng)量不同，因此爐排下面沿縱向，分隔成數(shù)個(gè)風(fēng)室，可分別控制送風(fēng)量。爐排的兩側(cè)與固定的支架之間的密封稱側(cè)密封，側(cè)密封是很重要的。如果密封不好，空氣就會(huì)從邊緣處直接竄入爐室，影響火床的正常燃燒。
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3.1.2.2.鏈條爐排的燃燒過(guò)程
依照燃料供給的方式，手燒爐是一種典型的上飼式爐子，新燃料自上方鋪撒于燃燒層上，與供給的空氣氣流相對(duì)而遇。鏈條爐則不同，新燃料自前方由緩緩之移動(dòng)的爐排引入爐內(nèi)，與空氣氣流交叉而遇，是一種典型的前飼式爐子，因此鏈條爐的燃燒過(guò)程與手燒爐比較，有其自的特點(diǎn)。
鏈條爐的工況與手燒爐不同，煤自煤斗滑落在冷爐排上，而不是鋪撒在灼熱的燃燒層上。進(jìn)入爐子后，主要依靠來(lái)自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒。顯而易見，著火條件不及手燒爐有利，是一種“單面引火”的爐子。但因整個(gè)燃燒過(guò)程的幾個(gè)階段是沿爐排長(zhǎng)度由前至后，連續(xù)順序地完成，故不存在手燒爐的那種工作周期性，使燃燒工況大為改善。
由于煤在爐排上的燃燒是分階段，分區(qū)進(jìn)行的，爐排中部是主燃區(qū)，供風(fēng)量需很大，爐排前部為預(yù)熱及揮發(fā)物析出區(qū)，而后部為灰渣形成及燃盡區(qū)，需風(fēng)量較小。因此一般鏈條爐都避免采取所謂統(tǒng)倉(cāng)送風(fēng)的方式，而是把風(fēng)室沿爐排長(zhǎng)度分為若干段，有目的地進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，造成風(fēng)量?jī)深^小，中間大的合理布局，適應(yīng)爐排沿長(zhǎng)度分區(qū)段燃燒的特點(diǎn)。
鏈條爐的著火條件比手燒爐差。一般在爐膛設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)設(shè)置爐拱予以改善。爐膛的前拱由引燃拱和混合拱組成，它將爐膛高溫?zé)煔獾妮椛錈崃糠瓷涞叫氯剂仙?，并容納由后拱引來(lái)的高溫?zé)煔鈱?duì)新燃料進(jìn)行氣體輻射加熱和對(duì)流換熱：爐膛的后拱則將爐排后部激烈燃燒的高溫?zé)煔庖翣t膛前部，以此維持著火區(qū)的高溫并加強(qiáng)紊流和沖刷，對(duì)燃料的引燃也具有重要的作用。另外，后拱還起到使?fàn)t排后部的煤層燃燼的作用。拱的形狀和布置與燃料種類密切相關(guān)。例如對(duì)于無(wú)煙煤，首先是保證著火的問(wèn)題，通常采用高而短的前拱，低而長(zhǎng)的后拱，以改善其著火條件，有時(shí)后拱的覆蓋長(zhǎng)度甚至在爐排有效工作長(zhǎng)度的一半以上。燃煙煤時(shí)，由于其揮發(fā)物含量較高，著火并不困難，重要的是如何加強(qiáng)爐內(nèi)氣體的繞動(dòng)混合,減少氣體不完全燃燒損失,所以其前拱略比燃無(wú)煙煤的稍低而稍長(zhǎng),后拱也不太長(zhǎng),但所組成的喉口應(yīng)有較大擾動(dòng)作用.
鏈條爐排有運(yùn)行可靠、燃燒效率高、煙塵量少、勞動(dòng)強(qiáng)度低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因些，在載熱體加熱爐中應(yīng)用甚廣。
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加熱爐房?jī)?nèi)燃?xì)馀涮紫到y(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
為了保證加熱安全可靠的運(yùn)行，要求供氣管路和管路上安裝的附件連接嚴(yán)密必須可靠。
從氣體調(diào)壓站來(lái)的氣源其壓力、熱值要滿足燃燒器說(shuō)明書要求，管徑不得小于與燃燒器連接處管徑。
管道及附件不得設(shè)在高溫或有危險(xiǎn)的地方。
配套系統(tǒng)使用的閥門選用明桿閥或閥桿帶有刻度的閥門，以便使操作人員能識(shí)別閥門的開關(guān)狀態(tài)。
燃?xì)夤艿涝谕Ｖ惯\(yùn)行檢修時(shí)，為了安全，需要把管道內(nèi)的燃?xì)獯祾吒蓛?；在重新投入運(yùn)行時(shí)，為防止燃?xì)馀c空氣的混合物進(jìn)入爐膛引起爆炸，先要進(jìn)行吹掃，將可燃混合氣體由管道及爐體內(nèi)排出，使之在大氣中擴(kuò)散至安全程度。因此在加熱爐房供氣系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置吹掃和放散位置，使放散出去的氣體不致被吸入室內(nèi)。放散管出口應(yīng)高出屋脊2米以上。
加熱爐房應(yīng)通風(fēng)良好，配備可燃性氣體檢測(cè)報(bào)警器。
總之，加熱爐房燃?xì)庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，安全問(wèn)題是務(wù)必嚴(yán)謹(jǐn)考慮的技術(shù)問(wèn)題。
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【變量3】【變量2】【變量1】

有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)與蒸汽鍋爐相比其優(yōu)缺點(diǎn)
l 有機(jī)載熱體，常用的種類是導(dǎo)熱油，有機(jī)載熱體在有機(jī)熱載體爐中的作用，相當(dāng)于水在蒸汽鍋爐里的作用，是熱能的載體與媒介，由于有機(jī)熱載體（即導(dǎo)熱油）與水的性質(zhì)有很大不同，從而使有機(jī)載熱體爐與蒸汽鍋爐的特性有很大的不同，有機(jī)載熱體在較高的溫度下，一般都具有蒸發(fā)量小，飽和蒸汽壓力低的特點(diǎn)，從而使有機(jī)熱載體爐具有高溫、低壓、節(jié)能的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)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(zhì)有很大的不同，從而也使有機(jī)熱載體爐供熱的整個(gè)管路系統(tǒng)與蒸汽鍋爐的供熱管路系統(tǒng)有很大不同。同時(shí)，兩者的操作、維護(hù)、管理，使之保持長(zhǎng)期處于良好運(yùn)行狀態(tài)的安全技術(shù)，也有很大的不同?，F(xiàn)在常使用的有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，下面以導(dǎo)熱油為代表，講述有機(jī)熱載體供熱系統(tǒng)的工作原理與特點(diǎn)。
l 首先將導(dǎo)熱油與水的理、化性質(zhì)作進(jìn)一步比較。
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Ø 由于導(dǎo)熱油、不像水那樣來(lái)源豐富且價(jià)廉，用過(guò)后可以隨地排放。因此有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)必然是一個(gè)循環(huán)管路系統(tǒng)，油在爐內(nèi)被加熱、升溫、再由管道輸送到用熱設(shè)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(fù)循環(huán)，在正常工作條件下，導(dǎo)熱油不排放，自身也基本上不損耗，可長(zhǎng)期運(yùn)行。
主要指標(biāo)比較如下：
導(dǎo)熱油
水
化學(xué)成份
有機(jī)物（烷基化芳烴等碳化合物）
無(wú)機(jī)物  分子式H2O
物理特性、及在高溫下化學(xué)成份的穩(wěn)定性
高溫下（250℃~340℃）蒸發(fā)量很小，飽和蒸汽壓力很低＜0.07Mpa。超過(guò)額定使用溫度，即會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的分解變質(zhì)，成為“結(jié)焦”沉積在爐管內(nèi)壁面上。
常壓下，100℃沸騰，大量蒸發(fā)，溫度升高，飽和蒸汽壓也升高，250℃，已達(dá)4Mpa。用作傳熱媒介時(shí)，高溫下化學(xué)成份穩(wěn)定，不會(huì)分解，高溫蒸汽冷凝后，回復(fù)成水
來(lái)源與價(jià)格
應(yīng)從生產(chǎn)導(dǎo)熱油工廠購(gòu)買，價(jià)格較水貴得多。
一般可直接采自大自然，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉
Ø 相對(duì)照，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，由管道送到用熱設(shè)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，通常還是高于鍋爐的進(jìn)水溫度，這部分的熱能就浪費(fèi)掉了，而有機(jī)熱載體爐，供熱系統(tǒng)，就不存在這樣的熱能損失，就此點(diǎn)而言，就已經(jīng)比蒸汽供熱系統(tǒng)節(jié)能了。
Ø 由于導(dǎo)熱油在高溫下，基本上不蒸發(fā)，略有一點(diǎn)油蒸汽，其飽和油蒸汽壓力很低，相對(duì)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(jī)熱載體爐的供熱系統(tǒng)的管道、閥門、法蘭、用熱設(shè)備，換熱器等的耐壓等級(jí)就要低許多，從而設(shè)備投資也就較少，操作、維護(hù)也較為方便，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)供熱溫度越高，有機(jī)熱載體爐在此的優(yōu)勢(shì)也越突出。
Ø 但是，由蒸汽鍋爐產(chǎn)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(shè)備，中間一般不需要外加動(dòng)力源，而有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)由于自身壓力較低，是無(wú)法靠自身壓力輸送熱油的，就必須有一只循環(huán)泵，來(lái)推動(dòng)導(dǎo)熱油在循環(huán)管路不斷循環(huán)流動(dòng)，這樣有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)就形成了以循環(huán)泵強(qiáng)制液相循環(huán)的特點(diǎn)，而且，在加熱爐點(diǎn)火，燃料燃燒，加熱導(dǎo)熱油從而向熱用戶供熱時(shí)，循環(huán)泵不能關(guān)閉，不能故障停運(yùn)，否則，導(dǎo)熱油將停止循環(huán)，不但熱用戶得不到熱能，更為嚴(yán)重的是，爐內(nèi)的導(dǎo)熱油將會(huì)超溫，分解，變質(zhì)，在爐管內(nèi)壁上形成“結(jié)焦”，這樣不但使導(dǎo)熱油報(bào)廢，還會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞爐子，甚至造成爐子報(bào)廢。當(dāng)燃燒系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)導(dǎo)熱油溫度應(yīng)降至導(dǎo)熱油許可的溫度以下時(shí)才能停止循環(huán)泵的運(yùn)行。因此，有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)中，一般都應(yīng)配備兩個(gè)循環(huán)泵，一個(gè)工作，一個(gè)備用，以保證循環(huán)系統(tǒng)在高溫時(shí)的可靠性。
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