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，使用水沒有分解和腐蝕問題，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10大氣壓，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6~10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(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(diǎn)為143℃，沸點(diǎn)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(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
使用溫度
傳熱
系數(shù)
工作
壓力
價(jià)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(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

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觀察導(dǎo)熱油的性能特點(diǎn)：
4.2.1.1酸值
酸值是指導(dǎo)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)熱油對設(shè)備腐蝕達(dá)到小。因此新導(dǎo)熱油的酸值一般不超過0.02mgKOH/g，導(dǎo)熱油的酸值在使用過程中會(huì)不斷增大。
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)高溫長期運(yùn)行后粘度增加，說明分子聚合或發(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，安全性相對變差，因此閃點(diǎn)的變化也是安全性程度的訊號，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，它們在空氣不足的條件小受強(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^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，增大油膜溫度，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)熱油性能的四大重要指標(biāo)之一。
4.2.1.5其他
導(dǎo)熱油的性能指標(biāo)較多，除以上講述的四大重要指標(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講，可盡可能多的進(jìn)行了解。

2.系統(tǒng)組成
2.1供熱系統(tǒng)工作原理
2.1.1有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)的工作原理圖
有機(jī)載熱體爐，是以煤、油或可燃?xì)怏w為燃料，有機(jī)熱載體為熱能的載體、利用循環(huán)泵強(qiáng)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(jī)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(jìn)入循環(huán)油泵。這是一個(gè)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(shí)，有機(jī)熱載體就是沿著這樣一個(gè)環(huán)形循環(huán)管路，不斷循環(huán)流動(dòng)，將熱能從加熱爐送到熱用戶，其他部分如膨脹槽、儲(chǔ)油槽、注油泵等都是不可缺少的輔助設(shè)備，正常供熱時(shí)，它們都不參與有機(jī)載熱體的循環(huán)流動(dòng)，但是它們在整個(gè)供熱管路中起著重要作用，是不可缺少的。
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燃?xì)鉅t
供給燃?xì)鉅t加熱爐燃用的氣體燃料，要因地制宜，如天然氣產(chǎn)區(qū)燃用天然氣，一般城鄉(xiāng)企業(yè)燃用高爐煤氣和煉焦煤氣等。
我國天然氣蘊(yùn)藏量比較豐富，以西南地區(qū)為多。天然氣的主要成分是甲烷CH4，發(fā)熱量很高，達(dá)33488～37674kj/m3,幾乎沒有灰分，含水量也很少。
加熱爐燃用氣體燃料，操作比較簡便。與重油一樣，在燃燒時(shí)如缺氧，將會(huì)熱分解析出炭黑，造成不完全燃燒，熱損失較大。因此，設(shè)計(jì)、選用性能良好的燃燒器，乃是燃?xì)鉅t工作優(yōu)劣的關(guān)鍵問題之一。
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