有機熱載體液相鍋爐膨脹槽
膨脹槽是鋼制，常壓容器，其上部有排氣放空管，溢流管，液位報警器等，下部有膨脹管，在油氣分離器處，與供熱系統(tǒng)的主循環(huán)管道相接，膨脹槽在正常供熱時，并不參與熱載體的循環(huán)流動，但是膨脹槽是有機熱載體供熱系統(tǒng)所不可缺少的設(shè)備，有著重要的作用。
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首先，供熱系統(tǒng)中充滿著導(dǎo)熱油，隨著其溫度從常溫升到高溫狀態(tài)，其體積熱膨脹量是很可觀的，膨脹槽通過下部膨脹管與主循環(huán)管道相通，使其可對熱載體因溫度變化而產(chǎn)生體積變化的補償。膨脹槽又叫高位槽，它安裝在系統(tǒng)管道高度，并且再向上4~6m的高度上，因此由于它的存在，可對管道系統(tǒng)提供一個基礎(chǔ)壓頭，使循環(huán)泵工作較為穩(wěn)定。
在正確安裝的供熱系統(tǒng)管道中，從油氣分離器處，向上的一根管子也稱為膨脹管從油氣分離器到膨脹管，再通到膨脹槽底部，再到膨脹槽上部排氣放空管，或由膨脹槽側(cè)面上部的泄流管通到儲油槽，由此再接通儲油槽上部的排氣放空管排氣，放空管是通外界大氣的，從而使主循環(huán)管道與外界大氣有了一個通道，該通道中，不應(yīng)有閥門，該通道起了主循環(huán)系統(tǒng)的安全泄壓與排氣作用，是重要的安全技術(shù)措施，為了排氣順暢，膨脹管應(yīng)避免直角彎頭，也不得保溫。從油氣分離器，直通膨脹槽，在這條泄壓排氣的通道上不應(yīng)有閥門，是為了避免誤操作使之關(guān)閉，從而失掉安全泄壓排氣的作用，同時，該泄壓排氣的通道上，也不應(yīng)安裝閥門。
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有機熱載體的額定工作溫度，雖然一般都是較高的，比如  —300導(dǎo)熱油，工作溫度為300℃，但是它們在高溫狀態(tài)下工作時，不應(yīng)與空氣直接接觸，否則雖然并未超過它們的工作溫度，但是卻會被空氣中的氧逐步氧化分解，變質(zhì)以致大大縮短了它們的使用壽命。由于膨脹槽不參與供熱系統(tǒng)循環(huán)運行，并且膨脹槽一般情況下不得采取保溫措施，使其保持常溫，不得超過70℃。（在極寒冷的北方，應(yīng)防止膨脹槽內(nèi)導(dǎo)熱油凝固凍結(jié)）從而使主循環(huán)管道既可以從此向外界空間安全泄壓，又能避免高溫?zé)彷d體與空氣接觸，以免高溫氧化變質(zhì)。
此外，在供熱系統(tǒng)安裝就緒，水壓試驗后，初次加注熱載體升溫，由于管道中大量殘留水，高溫蒸發(fā)成汽，混在導(dǎo)熱油中，汽與氣太多，僅靠油氣分離器，使之分離所需時間較長，此時打開排氣閥（也叫快速脫水閥）可以讓膨脹槽暫時參與熱載體循環(huán)，由于管道內(nèi)流速高，油與氣成混合流動狀油與氣不易分離，而膨脹槽其截面很大，參與流動時，其內(nèi)流速很低，使汽與氣上升排出系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)油溫達到180℃時此排氣過程基本完成后，必須將排氣閥關(guān)閉使膨脹槽退出循環(huán)，使系統(tǒng)管道回復(fù)到正常工作狀態(tài)。
在循環(huán)泵意外故障、爐內(nèi)導(dǎo)熱油流速急速降低，而無法使循環(huán)泵立即正常運轉(zhuǎn)時，還可以將膨脹槽中所貯的高溫導(dǎo)熱油放下來，使其經(jīng)過加熱爐爐管，流入儲油槽，從而使加熱爐內(nèi)熱載體溫度降低，從而給操作工采取冷卻爐膛措施提供了一段時間。
可見膨脹槽的作用是很重要的，是供熱系統(tǒng)中不可缺乏的重要設(shè)備。
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【標題】

幾種熱載體比較
4.1.3.1  水
水是常用價廉的熱載體，水的傳熱效率，用水作為熱載體的技術(shù)成熟，當(dāng)溫度在0℃到100℃之間，使用水沒有分解和腐蝕問題，只有一點污垢，低于0℃時水會結(jié)冰，可采用乙二醇或合乙二醇的混合物加入水中來降低凝固點。
當(dāng)溫度低于200℃時，飽和水蒸汽是一種很好的熱載體，飽和水蒸汽冷凝時的放熱系數(shù)很高，每單位的蒸汽放出大量的潛熱，因此需要的載熱體用量不大，而能夠靈敏地調(diào)節(jié)溫度，使某些物料均勻地加熱，但隨著飽和水蒸汽溫度的升高，水蒸汽的壓力急劇上升，180℃時水的飽和蒸汽壓力為氣壓，250℃時則為40大氣壓，350℃時則為168大氣壓，當(dāng)?shù)竭_臨界溫度374℃時，其臨界壓力為225大氣壓。所以在一般蒸汽壓力6~氣壓下，僅能國過熱至150℃~180℃，要加熱到更高的溫度，必須提高壓力，一般的工廠很少有高壓蒸汽的。
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4.1.3.2  氣體
氣體作為熱載體的主要優(yōu)點是能用于很高的溫度而不會熱分解。但有下列缺點，即熱的不均勻性，溫度控制困難。而且由于氣體傳熱系數(shù)比液體低，熱容量比液體小，導(dǎo)致熱交換效率很低。
由于熱交換效率低，結(jié)果使需用的熱交換器又大又貴，這是個特別嚴重的缺點，因此當(dāng)反應(yīng)或燃燒時有副產(chǎn)品熱氣體產(chǎn)生時，用氣體傳熱才是經(jīng)濟可行的。在核工業(yè)中，就用氦氣冷卻反應(yīng)堆。
4.1.3.3  液態(tài)金屬和合金
雖然如錫、鎘和鉛都考慮用作熱載體。但只有鈉，鈉一鉀合金和已在實際上應(yīng)用，這些金屬能用于1000℃或以上的高溫，而在常壓下，不用擔(dān)心它們的分解問題。但是它們也有很多不希望有的性質(zhì)，即都有毒，價格很貴。鈉在高溫下能溶解一些金屬，與水劇烈反應(yīng)，在空氣中會燃燒，鈉和鈉鉀合金只用在核裝置中，而也有用于非核裝置的工廠中的。
4.1.3.4  亞硝酸鹽和硝酸鹽混合物
有許多亞硝酸鹽和硝酸鹽混合物可用，但常用并有商品供應(yīng)是40%NaNO2，7%NaNO3，和53%KNO3的三元易熔混合物，其商品名稱為希特斯（又稱HTS）。這種鹽的熔點為143℃，沸點超過1000℃，對普通金屬的腐蝕性很低，只以液態(tài)形式使用，溫度低于550℃時蒸汽壓力很低。當(dāng)溫度達到450~500℃以上時，它有少量分解（亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}），隨之熔點略升高，因此在這種較高的溫度下，必須常常添加新鮮的混合物，當(dāng)溫度到550~600℃以上時，分解就增多，隨之顏色改變，熔點升高。
4.1.3.5  幾種熱載體性能比較
名稱
使用溫度
傳熱
系數(shù)
工作
壓力
價格
毒性
對材料的要求
使用限制
水
100~350℃
很高
很高
低
無
無
不宜高于250℃
聯(lián)苯
＜400℃
好
低
高
稍有毒
無
＞300℃才使用
導(dǎo)熱油
＜340℃
好
低
中
微毒
無
不宜高于350℃
熔鹽
＜540℃
低
低
中
稍有
不宜使用鉛、鎂設(shè)備
＞380℃才使用
汞
＜1000℃
低
低
很高
很毒
無
嚴格防漏
鈉鉀合金
＜1000℃
低
低
很高
很毒
有相當(dāng)限制
嚴格防漏

有機熱載體爐供熱系統(tǒng)與蒸汽鍋爐相比其優(yōu)缺點
l 有機載熱體，常用的種類是導(dǎo)熱油，有機載熱體在有機熱載體爐中的作用，相當(dāng)于水在蒸汽鍋爐里的作用，是熱能的載體與媒介，由于有機熱載體（即導(dǎo)熱油）與水的性質(zhì)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(fā)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(jié)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(zhì)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(tǒng)與蒸汽鍋爐的供熱管路系統(tǒng)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(tài)的安全技術(shù)，也有很大的不同?，F(xiàn)在常使用的有機熱載體是導(dǎo)熱油，下面以導(dǎo)熱油為代表，講述有機熱載體供熱系統(tǒng)的工作原理與特點。
l 首先將導(dǎo)熱油與水的理、化性質(zhì)作進一步比較。
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Ø 由于導(dǎo)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(tǒng)必然是一個循環(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，可長期運行。
主要指標比較如下：
導(dǎo)熱油
水
化學(xué)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(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。超過額定使用溫度，即會發(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4Mpa。用作傳熱媒介時，高溫下化學(xué)成份穩(wěn)定，不會分解，高溫蒸汽冷凝后，回復(fù)成水
來源與價格
應(yīng)從生產(chǎn)導(dǎo)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
Ø 相對照，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(tǒng)，就不存在這樣的熱能損失，就此點而言，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(tǒng)的管道、閥門、法蘭、用熱設(shè)備，換熱器等的耐壓等級就要低許多，從而設(shè)備投資也就較少，操作、維護也較為方便，這個優(yōu)點，當(dāng)供熱溫度越高，有機熱載體爐在此的優(yōu)勢也越突出。
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力源，而有機熱載體爐供熱系統(tǒng)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(huán)泵，來推動導(dǎo)熱油在循環(huán)管路不斷循環(huán)流動，這樣有機熱載體爐供熱系統(tǒng)就形成了以循環(huán)泵強制液相循環(huán)的特點，而且，在加熱爐點火，燃料燃燒，加熱導(dǎo)熱油從而向熱用戶供熱時，循環(huán)泵不能關(guān)閉，不能故障停運，否則，導(dǎo)熱油將停止循環(huán)，不但熱用戶得不到熱能，更為嚴重的是，爐內(nèi)的導(dǎo)熱油將會超溫，分解，變質(zhì)，在爐管內(nèi)壁上形成“結(jié)焦”，這樣不但使導(dǎo)熱油報廢，還會嚴重損壞爐子，甚至造成爐子報廢。當(dāng)燃燒系統(tǒng)停止運行時，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才能停止循環(huán)泵的運行。因此，有機熱載體爐供熱系統(tǒng)中，一般都應(yīng)配備兩個循環(huán)泵，一個工作，一個備用，以保證循環(huán)系統(tǒng)在高溫時的可靠性。
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導(dǎo)熱油鍋爐的應(yīng)用行業(yè)
在有脂工業(yè)中，導(dǎo)熱油爐主要用于油脂分解、脂肪酸蒸餾、脂化、硝化、加氫反映、濃縮、真空脫臭等裝置加熱。在合成纖維工業(yè)中，導(dǎo)熱油爐主要用于聚合、熔融、紡絲、熱固、纖維整理、延伸及干燥設(shè)備的加熱。在造紙工業(yè)中，主要用于涂膠漿輥筒、干燥輥筒、干燥間、干燥柜、熱熔融機、熔蠟鍋及波紋紙加工的加熱。
在塑料、橡膠工業(yè)中，主要用于熱壓、熱延、擠壓、捏合、密煉、硫化成型、噴射注塑機、膠漿攪拌機、傳送帶烘干機、螺桿擠壓機及模具的加熱和保溫。
在空調(diào)及電氣設(shè)備工業(yè)中，主要用于工廠、辦公室、、民用建筑、賓館的集中或分散采暖；電氣設(shè)備制造業(yè)的拋光機、軋板機、真空機、烘干機、干燥室、真空室的加熱。
在脂肪和油漆工業(yè)中，主要用于高壓釜、干燥機、蒸餾灌、蒸發(fā)設(shè)備、油漆烘干、烘烤、干燥及高溫固化的加熱。
在木材工業(yè)中，主要用于纖維板、刨花板、層壓板、膠合板、飾面板的熱壓成型及木材烘干設(shè)備、干燥設(shè)備、涂面設(shè)備及膠合機的加熱。
在建材工業(yè)中，主要用于石膏板烘干、混凝土構(gòu)件凝固保護及預(yù)制生產(chǎn)、瓷磚壓模、裝飾材料烘干及油氈生產(chǎn)線用熱。
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