????導熱油加熱代替蒸汽加熱在各行各業(yè)中具有廣泛的推廣使用前景,目前已應用于人造板、石油化工、紡織、化纖、印染、輕工、原油輸送、食品、公路工程,建材等行業(yè)。導熱油是一種有機載熱體,作為介質(zhì)在換熱設(shè)備系統(tǒng)中液相循環(huán),達到傳遞熱量的目的,導熱油也是一種優(yōu)良的傳熱介質(zhì),具有高溫低壓的傳熱性能,有顯著的節(jié)能效果,且穩(wěn)定性高,傳熱性好,熱效率高,低壓下具有高沸點,在350℃下常壓運行安全性好,熱容量大,運行維修費低的優(yōu)點。
????導熱油在高溫下運行有誘導、吸附、硬化、脫落等步驟的結(jié)焦過程。結(jié)焦使爐管的傳熱速率下降,使導熱油爐的熱效率降低,造成能源浪費,爐管內(nèi)外溫差加大,當爐管的外壁溫度達到600~700℃,易燒穿爐管,而引起火災事故,造成設(shè)備損壞,甚至造成人員傷亡事故。結(jié)焦是導熱油爐的大敵,怎樣預防導熱油爐結(jié)焦及結(jié)焦后的清洗是一個很值得研究的問題。
????一、導熱油的組成
????導熱油一般由基礎(chǔ)油加各種添加劑精制而成,基礎(chǔ)油約占導熱油總量的90%以上,對導熱油的性能起決定性作用,添加劑所占比例較小,但能加強或賦予導熱油某些特殊性能。
????導熱油基礎(chǔ)油大多采用精制的、芳香烴含量高的窄餾程原油餾分,如原油高溫裂解的高沸點殘油、催化裂化柴油,經(jīng)過酸堿白土精制或加氫精制,可得到酸值低、色度小、低沸點、組分含量少的基礎(chǔ)油。選用芳香烴含量高的原油餾分,是因為這種油的熱穩(wěn)定性好,各族烴熱穩(wěn)定性的順序為芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴。隨著原油餾分閃點、初餾點的升高,基礎(chǔ)油的粘度和凝固點也相應變大和升高,選用窄餾程餾分,在保證基礎(chǔ)油有高的閃點及初餾點的同時,具有好的低溫流動性和凝固點。
????在生產(chǎn)導熱油時,還需加入適當配伍性好的高溫抗氧劑和復合阻焦清潔劑,以較好地改善和提高導熱油的熱穩(wěn)定性和抗氧化安定性。為使導熱油在北方寒冬正常使用,可根據(jù)需要加入適量降凝劑,一定限度地降低導熱油的凝固點。另外,添加劑中的堿性成分對導熱油使用過程中生成的酸類物質(zhì)有一定的中和作用。
????二、導熱油指標分析
????導熱油指標主要有閑點、酸值、粘度和殘?zhí)俊?br />
????1. 閃點
????閃點是指導熱油在一定加熱條件下,油蒸氣和周圍空氣形成的混合物在接近火焰時發(fā)生閃光的最低溫度,它的大小標識了導熱油的蒸發(fā)傾向和安全性。當閃點較低時,油中餾分較輕、蒸發(fā)性較大、安全性小;當閃點較高時,油中的餾分較重、蒸發(fā)性較小、安全性大。不同品牌閃點差別很大,最低的只有1400℃,最高的超過2000℃。
????2. 酸值
????酸值是導熱油中有機酸和無機酸的總量(每克導熱油消耗氫氧化鉀的總量),有機酸又分低分子有機酸和高分子有機酸。低分子有機酸和無機酸對金屬有腐蝕性,特別在水分子存在下,腐蝕性會增大。導熱油中大部分是高分子有機酸,它對設(shè)備的腐蝕性很小。
????3. 黏度
????黏度是導熱油在規(guī)定條件下的稀稠程度及流動性。當機械負荷和轉(zhuǎn)速相同時,所用導熱油的黏度越大,則功率消耗越大。國內(nèi)大部分導熱油用在高溫傳熱階段,而幾乎所有品牌的導熱油在高溫時的黏度相近。導熱油黏度增大時,導熱油流動點也隨著增大,導熱油冷卻時,爐管內(nèi)會出現(xiàn)糊狀或固態(tài)物質(zhì),使爐管堵塞,導致熱油泵無法轉(zhuǎn)動、油爐無法升溫。所以導熱油流動點也是很重要的指標。
????4. 殘?zhí)?br />
????殘?zhí)渴嵌喹h(huán)芳香烴、腔質(zhì)和瀝青質(zhì)的混合物,導熱油在空氣不足的條件下受強熱作用易于分解、脫氫縮合而成殘?zhí)俊執(zhí)苛康拇笮】纱笾屡卸▽嵊驮诟邷厥褂弥械慕Y(jié)焦傾向。殘?zhí)康膫鳠嵯禂?shù)與金屬相差很大,結(jié)焦越嚴重能耗越大,所以殘?zhí)渴怯绊憣嵊蜖t正常使用的主要因素。殘?zhí)颗c導熱油爐各參數(shù)關(guān)系見表1。
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????三、導熱油結(jié)焦原因
????高溫導熱油在導熱油爐中循環(huán)傳送熱能,同時產(chǎn)生膠質(zhì)。膠質(zhì)是粘糊狀的,質(zhì)量好的導熱油能將膠質(zhì)懸浮于油中,在循環(huán)過程中,可將部分膠質(zhì)通過過濾器濾掉。但若有一小部分膠質(zhì)附著在爐管內(nèi)壁,就容易形成結(jié)焦。另外,在導熱油循環(huán)過程中,若有空氣串入,易發(fā)生降解和聚合作用,形成低沸物和高沸物。低沸物可以通過高位槽排到大氣中,而少量高沸物可以溶解在導熱油中,如果導熱油的溶解度達到過飽和狀態(tài),高沸物就會粘附在管內(nèi)壁,這是結(jié)焦的又一原因。再有,操作溫度超過其設(shè)計溫度往往引起自催化熱分解,導致管內(nèi)結(jié)焦。工藝物科泄漏帶入導熱油系統(tǒng),形成腐蝕產(chǎn)物生成鐵銹,以及大修中帶入的雜質(zhì)污染物都會促使管內(nèi)壁發(fā)生結(jié)焦。導熱油垢的主要成分由蠟質(zhì)膠質(zhì)、焦質(zhì)、瀝青、碳化物、有機聚合物等組成。