
技术管理
有机热载体使用状况分析
孙敏敏(江苏特种设备安全监督检验研究院南通分院江苏南通)
摘要:有机热载体的转性、质量和环境是保证锅炉在安全、经济、节能和环保条件下长期运行的重要条件。劣质有机热载体,以及有机热载体在使用过程中劣化或受污染,都容易造成锅炉及传热系统的结焦、积碳,显著影响传热,不但浪货能源,而且客易烧损管或引发各种事改。另一方面,有机热载体锅炉及传热系统如聚存在结构及配置缺陷、停启和运行操作不当、或者系统清洗和有机热载体的混用不当,也极容易导致有机热载体的快速劣化,造成有机热载体锅炉及传热系统的事故惠。
关键词:热载体
一、有机热载体技术指标评定与分析
1.外观
未使用有机热载体的外观检验反映了有机热载体的精制深度,在用有机热载体的外观检测主要观察是否有外来物质或水进入系统,通过检测分层,沉淀和乳化来判断有机热载体的老化或分解程度。
2.运动站度
有机热载体运动粘度按照GB247476有机热载体安全技术条件》规定,测定40C条件下,有机热载体的轻稠度和流动性能,量度以mm/s表示。当有机热载体使用温度高及长时间使用时,有机热载体内部基团发生裂解或聚合,裂解使粘度下降,聚合和氧化使粘度上升。粘度的变化会引起液体在管道中的流动性能变差,造成边界层过热,形成残炭沉积管壁,影响传热。GB24747规定,L-QB.L-QC型有机热载体超过50mm/s,L-QD型有机热载体超过60mm/s停止使用。
3.闭口闪点
闪点是指在规定实验条件下,试验火始引起试样蒸汽着火,并使火始蔓延至液体表面的最低温度,以亡表示。它的大小表示有机热载体的蒸发颂向和安全性。当闪点较低时,油中留份较轻,蒸发性较大,安全性小,当闪点较高时,油中留份较重,蒸发性较小,安全性大。有机热载体在高温下蒸发聚合,会导致闪点越来越高,直到变得粘稠,说明有机热载体变质严重,有机热载体若裂解严重或者混人其它易燃物质,导致低沸物增多,会使闪点降低,表现为压力表显示不稳定,所以使用时发现闪点变化大需谨慎处理并检测。GB24747规定闭口闪点不低于100C,当小于 60℃时,应停止使用。
4.残炭
残炭的测定是指有机热载体在与空气隔绝的情况下,受强热作用,分解、脱氢缩合,然后排出气体,残存的黑色沉积物,以重量分数表示,反映了有机热载体结焦积碳的倾向性与老化程度。有机热载体在高温下运行,受热分解或聚合,形成股质、沥青质物质,粘附在锅炉及管道壁上,阻碍传热及液体的流动,增加能耗,严重时会造成堵塞及爆管。使用时,注意观察案有机热载体的额色,若观察不到油色,甚至额色加深得很房害,再观察系统压力的变化、能耗情况,并随时检测有机热载体。GB24747规定,残炎量大于1.5%,应停止使用。
5.酸值
酸值是指有机热载体中有机酸和无机酸的总含量。通常采用中和1g导热油中的酸性物质而需要的KOH的毫克数,一般用 mgKOH/g表示。油温过高(高于60C),系统为开式系统,有机热载体直接与空气接触而氧化生成大量的游离酸,游离酸在锅炉和管路中与金属表面相互作用,不但造成金属表面的电化学腐蚀,而且还造成导热油品质的下降,导致粘泥和焦质的产生,
GB4747规定,酸值大于1.5mgKOH/g,应停止使用。二、有机热载体变质的机理
引起有机热载体劣化的主要固素有两个,一个是高温氧化,
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化理
2014年3月
一个是高温裂解。
有机热载体在高温使用过程中,不免要和空气中的氧接触而发生氧化、热分解和缩聚污染等。有机热载体的最初氧化物是有机过氧化物,随着温度的上升,其氧化速度也会加快,其结果可导致运动粘度增加,油色由黄色至茶褐色进而变为黑色,高温下的有机酸对设备有一定的腐蚀作用。
高温裂解与高温氧化相互关联,系统内有机热载体如果发生高温氧化,酸值变大,粘度增加,有机热载体流速降低,一且锅炉内有机热载体处于层流状态,则可能导致边界层过热,传热效果变差,不得已提高炉出口温度,引起高温裂解,促使有机热载体迅速劣化。
三、延长有机热载体使用寿命的措施
1.合理选用有机热载体加热炉,避免其超负荷运行,
2.有机热载体锅炉循环系统设计要舒畅,尽量减少不必要的弯头和阀门,另外选用高质量的循环泵、法兰、阀门和密封件等配置,避免系统泄漏。合理选用循环泵,确保炉管内有机热载体的流速维持在安全流速以上,并且各炉管流速应尽量均勾,
3.根据具体的生产工艺和使用条件着重以运行安全、环保。节能、使用寿命为选择要素,选用具有良好的化学热稳定性,良好的热传导性能,较低的粘度、无腐蚀,低蒸汽压,毒性小的有机热载体。定期微好有机热载体的检测,一且有机热载体质量指标达到“警告“或“停止使用"时,及时进行处理,避免因有机热载体劣化而发生安全事故。
4.设置高位槽,使高位槽处于一种相对低温的状态(不超过 60℃),尽量采用氮气覆差,加装最低液位报警器,并保持一定的液位,
5.建立和完善安全管理制度和操作规程,有机热载体锅炉及传热系统运行时防止超温,超压。锅炉停炉或暂停运行时,应保持系统继续循环至油温降至70-C以下时才能关闭循环泵,而且每次开炉时应先开启循环泵,当发生突然停电或者环系统发生散障时,采取通风降温措施的同时,用冷的有机热载体进行置换可以加快有机热载体的冷却以防止过热
6.及时清除炉体内壁、盘管整上的灰垢,定期清洗管道、影胀罐,消除铁锈、杂质对有机热载体的催化作用,保证传热效果良好。同时应尽可能使用品质比较好的燃煤,是燃煤产生的热量能及时全面地传递给有机热载体。
.7.定期补充新的有机热载体,定期适当补究新的有机热载体可以使系统中的残炎量基本保持稳定。在补加或部分更换时,尽量选择同一型号,性质相同的有机热载体,避免固混用有机热
载体对锅炉及系统安全运行产生影响。参考文献:
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