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(chē)行業(yè)的油漆烘干等等。以往各用戶(hù)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(lèi)導(dǎo)熱油，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)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(guān)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?chē)諝饣旌嫌龅交鹧娑l(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。

幾種熱載體比較
4.1.3.1  水
水是常用價(jià)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(méi)有分解和腐蝕問(wèn)題，只有一點(diǎn)污垢，低于0℃時(shí)水會(huì)結(jié)冰，可采用乙二醇或合乙二醇的混合物加入水中來(lái)降低凝固點(diǎn)。
當(dāng)溫度低于200℃時(shí)，飽和水蒸汽是一種很好的熱載體，飽和水蒸汽冷凝時(shí)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(shí)水的飽和蒸汽壓力為氣壓，250℃時(shí)則為40大氣壓，350℃時(shí)則為168大氣壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界溫度374℃時(shí)，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?chē)?guó)過(guò)熱至150℃~180℃，要加熱到更高的溫度，必須提高壓力，一般的工廠(chǎng)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(diǎn)是能用于很高的溫度而不會(huì)熱分解。但有下列缺點(diǎn)，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(gè)特別嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因此當(dāng)反應(yīng)或燃燒時(shí)有副產(chǎn)品熱氣體產(chǎn)生時(shí)，用氣體傳熱才是經(jīng)濟(jì)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(shí)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(wèn)題。但是它們也有很多不希望有的性質(zhì)，即都有毒，價(jià)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(huì)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(chǎng)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(chēng)為希特斯（又稱(chēng)HTS）。這種鹽的熔點(diǎn)為143℃，沸點(diǎn)超過(guò)1000℃，對(duì)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(shí)蒸汽壓力很低。當(dāng)溫度達(dá)到450~500℃以上時(shí)，它有少量分解（亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}），隨之熔點(diǎn)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(shí)，分解就增多，隨之顏色改變，熔點(diǎn)升高。
4.1.3.5  幾種熱載體性能比較
名稱(chēng)
使用溫度
傳熱
系數(shù)
工作
壓力
價(jià)格
毒性
對(duì)材料的要求
使用限制
水
100~350℃
很高
很高
低
無(wú)
無(wú)
不宜高于250℃
聯(lián)苯
＜400℃
好
低
高
稍有毒
無(wú)
＞300℃才使用
導(dǎo)熱油
＜340℃
好
低
中
微毒
無(wú)
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(wú)
嚴(yán)格防漏
鈉鉀合金
＜1000℃
低
低
很高
很毒
有相當(dāng)限制
嚴(yán)格防漏

系統(tǒng)熱利用率高，運(yùn)行維修方便，封循環(huán)供熱與大氣相通，可延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命，液相或氣相輸送供熱 。導(dǎo)熱油鍋爐采用三回程盤(pán)管設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)定了膨脹水油箱，實(shí)現(xiàn)了低壓高溫供熱。采用盤(pán)管式結(jié)構(gòu)，受熱面充足，膨脹充分吸收 。進(jìn)口低NOX燃燒機(jī)，燃燒充分，屬于環(huán)保產(chǎn)品 。鍋爐可選用的觸摸屏電腦控制器和數(shù)碼電腦控器全自動(dòng)控制。具有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)點(diǎn)火,并有差壓、超溫、熄火保護(hù)。鍋爐制造規(guī)范，嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制造。

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總結(jié)起來(lái)，要保證有機(jī)熱載體爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行，
Ø 首先要使供熱溫度不高于加熱爐和有機(jī)熱載體的使用溫度，同時(shí)，還必須保持管內(nèi)有機(jī)熱載體的流速不得低于設(shè)計(jì)規(guī)定的流速。
Ø 一般對(duì)使用溫度的控制，是在加熱爐的高溫?zé)彷d體輸出管上安裝測(cè)溫元件，并聯(lián)有超溫報(bào)警的電控線(xiàn)路，這樣對(duì)溫度實(shí)行。
Ø 有機(jī)熱載體在爐管內(nèi)的流速，一般用加熱爐上熱載體的進(jìn)、出管口的壓力差來(lái)予以監(jiān)測(cè)，當(dāng)熱載體輸入管口處的壓力高于熱載體輸出管口處的壓力，即熱載體就由輸入管口進(jìn)入爐體，由輸出管口輸出，輸入與輸出口的壓力差越大，流經(jīng)爐體的熱載體流速越快，反之，就越慢，當(dāng)輸入與輸出口的壓力差大于某一值，則流經(jīng)爐體的熱載體流速就大于設(shè)計(jì)規(guī)定的流速值，加熱爐就能安全運(yùn)行供熱，反之，就將發(fā)生爐內(nèi)“結(jié)焦”事故，在加熱爐的熱載體輸入輸出口，各測(cè)壓元件，就地監(jiān)視，并且，由電傳訊號(hào)至電控柜，在加熱爐供熱系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)候，就將確保安全運(yùn)行的壓力差值在電控柜上調(diào)整確定，在運(yùn)行中，一旦壓力差值低于調(diào)定值，必須由操作工馬上排除故障，否則就要滅火、降溫，使供熱系統(tǒng)停止運(yùn)行。以上所述都是有機(jī)熱載體爐的使用、維護(hù)、管理的要求，其余有關(guān)燃油的油噴咀，燃煤的爐排等，都與一般普通蒸汽鍋爐類(lèi)似，它們的操作、維護(hù)、管理詳見(jiàn)以后。
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