如何延長導(dǎo)熱油的使用壽命
4.3.1 導(dǎo)熱油的化學(xué)原理
簡單地講，制造導(dǎo)熱油主要是將基體油（俗稱為白油）進行必要的處理，然后加入一定量的復(fù)合添加劑而得到。
白油是石油產(chǎn)品中的一種，所謂石油產(chǎn)品是以石油或石油某一組份做原料直接生產(chǎn)出來的各種產(chǎn)品的總稱。
石油是組成異常復(fù)雜的混合物，由碳（C）、氫（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）及少量其它元素組成。大多以烴類為主，占80~90%，其它為非烴化合物，而烴類有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和不飽和烴四種。
作為導(dǎo)熱油，希望使用溫度高，而且高溫下熱穩(wěn)定性好，不易被氧化變質(zhì)，一般都通過一定的化學(xué)和物理加工方法，從石油中提取正構(gòu)烷烴。烴類處于高溫下發(fā)生熱裂解產(chǎn)生新物質(zhì)，其中有些分子量小易揮發(fā)，降低油品閃點，增加操作中帶來油品損失，以及使用中的危險性。另外，烴類處于高溫下有些分子量小的成分與分子量大的成份形成聚合物，使油品變稠降低傳熱速度，以致碳化。
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4.3.2 導(dǎo)熱油裂解的防止
延長導(dǎo)熱油的使用壽命是我們每個使用單位熱切關(guān)心的事，從導(dǎo)熱油的化學(xué)原理中以及前面所講的導(dǎo)熱油四項主要指標變化原因，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱油發(fā)生變質(zhì)的原因主要是導(dǎo)熱油高溫裂解及導(dǎo)熱油的氧化，因此我們在延長導(dǎo)熱油使用壽命方面也著重從這兩個方面解決。
要確保熱穩(wěn)定性，避免高溫裂解，下列幾方面至關(guān)重要：
l 導(dǎo)熱油生產(chǎn)單位要研制生產(chǎn)穩(wěn)定性好的導(dǎo)熱油。
合成油高溫穩(wěn)定性好，但目前大量合成生產(chǎn)還存在不少困難，主要是原料缺乏，價格又較高，當(dāng)前應(yīng)著重解決現(xiàn)在國內(nèi)用得多的礦物油的質(zhì)量及穩(wěn)定性問題。
l 導(dǎo)熱油在爐管中的流速必須處于湍流狀態(tài)。
導(dǎo)熱油在爐管中是邊流動邊吸熱的過程，應(yīng)符合熱力學(xué)的相似原理——即流體處于流動條件下，如果該流體處于紊流（湍流）狀態(tài)，無論該液體（流體）是水或其它液體（如油），管壁向該液體的放熱是相等的。
湍流越強烈，邊界層越薄、熱阻小、熱效率高。流速越慢，邊界越厚、熱阻越大、熱效率越低，若流體處于滯流（層流）狀態(tài)，邊界層增厚。在達到預(yù)定的溫度時，熱強度增大，當(dāng)爐管壁溫超過油膜溫度，則導(dǎo)熱油就會發(fā)生裂解、聚合、積碳、結(jié)焦，甚至燒環(huán)爐管，所以嚴格控制導(dǎo)熱油在爐管中的流速或流量對有效地維護爐管壽命是極重要的。
l 加熱爐進、出口溫差要適當(dāng)。
導(dǎo)熱油通過爐管向加熱爐吸熱，其吸熱量應(yīng)等于加熱爐出力，用公式表示為：
Q=G·Cp（T2—T1）
式中：Q——加熱爐出力 G——導(dǎo)熱油重量流量
Cp——導(dǎo)熱油平均比熱 T2——出口油溫
T1——進口油溫
從上式有二種情況，若Q值一定時，設(shè)Cp值也一定，G上升，則T1—T2下降；若Q值一定時，設(shè)Cp值也一定，G下降，則T1—T2上升。
如果單純從熱負荷看似乎第二種情況溫度大些有好處，導(dǎo)熱油循環(huán)量可減小，油泵電耗降低，又有利于熱交換，但實際上較全面分析溫差不能太大，溫差大油溫波動影響大，不穩(wěn)定，而且流速低時，超過導(dǎo)熱油本身允許的油膜溫度時，則導(dǎo)熱油就會發(fā)生裂解、聚合、粘度增加，膠質(zhì)增加、殘?zhí)荚龈?、油質(zhì)變壞，導(dǎo)熱油壽命變短，在我們對管路閥門的開閉操作中，就應(yīng)注意不能將加熱爐進出口的閥門隨意關(guān)小或關(guān)閉。
l 對緊急停電要有切實有效的措施保證。
國內(nèi)大多數(shù)使用燃煤加熱爐的用戶，停電現(xiàn)象也很普遍，所以突然停電的應(yīng)急措施不是可有可無的事，而是必須切實解決的重要問題。
突然停電后，循環(huán)泵停止運行，爐管內(nèi)導(dǎo)熱油靜止，爐膛中燃著的煤或耐火蓄熱體不斷給爐管中導(dǎo)熱油放熱，這樣，爐管中導(dǎo)熱油很快就會超高溫發(fā)生裂解、結(jié)焦，突然停電時，必須及時進行冷油置換操作，以防導(dǎo)熱油超溫。
切忌超高溫加熱。
上面所談的核心問題是高溫裂解，這不僅牽涉到“油”、“爐”兩個方面，使用操作也是關(guān)鍵。如有時候出口溫度達不到用熱要求，這時，就不能拼命加煤，加大引風(fēng)機風(fēng)量或增加燃油量，強制燃燒器大火燃燒等，因為這樣做結(jié)果很可能產(chǎn)生不良后果，如爐排燒塌，爐管燒壞，同時導(dǎo)熱油超高溫加熱，當(dāng)油溫高于油膜溫度熱裂解加速，導(dǎo)熱油受到破壞，將大大縮短使用壽命。
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4.3.3 導(dǎo)熱油氧化的防止
以上我們是從防止導(dǎo)熱油高溫?zé)崃呀夥矫嬲劻藥c延長導(dǎo)熱油壽命的措施和方法，從防止導(dǎo)熱油氧化方面我們主要應(yīng)注意的是：
防止高溫導(dǎo)熱油與空氣接觸，我們在設(shè)計中首先應(yīng)考慮到系統(tǒng)中與高位槽（膨脹槽）的管道設(shè)計，可采用氮封裝置，或能降低膨脹槽正常工作狀態(tài)時導(dǎo)熱油溫度等，這些措施在后面還會介紹，作為我們操作人員應(yīng)注意不能在導(dǎo)熱油處于高溫時向暴露在空氣中的容器釋放導(dǎo)熱油，特別在故障處理，設(shè)備檢修時尤為注意。
不同的導(dǎo)熱油在一定的條件下可以進行混用，但我們建議不能隨意混用導(dǎo)熱油，注意隨意混用導(dǎo)熱油，是影響導(dǎo)熱油使用壽命的重要因素之一。

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10大氣壓，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6~10大氣壓下，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

2.系統(tǒng)組成
2.1供熱系統(tǒng)工作原理
2.1.1有機熱載體爐供熱系統(tǒng)的工作原理圖
有機載熱體爐，是以煤、油或可燃氣體為燃料，有機熱載體為熱能的載體、利用循環(huán)泵強制液相循環(huán)，熱載體將熱能輸送給用熱設(shè)備，繼而返回加熱爐重新加熱的直流式特種工業(yè)爐。
在以上原理框圖國：有機熱載體是由循環(huán)油泵輸出——加熱爐——熱用戶（即用熱設(shè)備）——油氣分離器——再進入循環(huán)油泵。這是一個循環(huán)管路，原理圖中是用粗黑線表示出來的，這是主循環(huán)管路，在正常供熱時，有機熱載體就是沿著這樣一個環(huán)形循環(huán)管路，不斷循環(huán)流動，將熱能從加熱爐送到熱用戶，其他部分如膨脹槽、儲油槽、注油泵等都是不可缺少的輔助設(shè)備，正常供熱時，它們都不參與有機載熱體的循環(huán)流動，但是它們在整個供熱管路中起著重要作用，是不可缺少的。
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導(dǎo)熱油鍋爐 是指利用導(dǎo)熱油加熱的鍋爐。導(dǎo)熱油，又稱有機熱載體或熱介質(zhì)油，作為中間傳熱介質(zhì)在工業(yè)換熱過程中的應(yīng)用已有五十年以上的歷史?；趶娭蒲h(huán)設(shè)計思想而研發(fā)的直流鍋爐。一般以煤、油、汽、電為燃料，以導(dǎo)熱油為介質(zhì)，利用熱油循環(huán)油泵強制介質(zhì)進行液相循環(huán)，將熱能輸送給用熱設(shè)備后再返回加熱爐重新加熱，具有在低的壓力下獲得高的工作溫度，并且能對介質(zhì)運行進行高精密控制工作。
　原理：導(dǎo)熱油爐的也叫有機熱載體爐，俗稱導(dǎo)熱油鍋爐，名稱為熱油爐。其是以煤、油、氣為燃料，以導(dǎo)熱油為循環(huán)介質(zhì)供熱的新型熱能設(shè)備，導(dǎo)熱油爐指載熱工質(zhì)為高溫導(dǎo)熱油（也稱熱煤體、熱載體）的新型熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備，導(dǎo)熱油爐的優(yōu)勢在于“高溫低壓“、運行平穩(wěn)而被廣泛運用。

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