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(jìn)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(diǎn)，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(xiàng)主要指標(biāo)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(qiáng)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(dá)到預(yù)定的溫度時，熱強(qiáng)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(yán)格控制導(dǎo)熱油在爐管中的流速或流量對有效地維護(hù)爐管壽命是極重要的。
l 加熱爐進(jìn)、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(jìn)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(fù)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(shí)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(jìn)出口的閥門隨意關(guān)小或關(guān)閉。
l 對緊急停電要有切實(shí)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(shí)解決的重要問題。
突然停電后，循環(huán)泵停止運(yùn)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(jìn)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(dá)不到用熱要求，這時，就不能拼命加煤，加大引風(fēng)機(jī)風(fēng)量或增加燃油量，強(qiáng)制燃燒器大火燃燒等，因?yàn)檫@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(diǎn)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(jìn)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。

鏈條爐排的結(jié)構(gòu)
目前有機(jī)熱載體爐中，較多采用鏈帶式鏈條爐排，其結(jié)構(gòu)和爐排片的形狀和如圖3-3所示。爐排片分為主動爐排片和從動爐排片兩種，用爐排長銷串聯(lián)在一起，形成一條寬闊的鏈帶，圍繞在前鏈輪上和后滾筒上。由主動爐排片組成的主動鏈環(huán)，直接與鏈輪嚙合，前軸是主動軸，所以主動爐排片擔(dān)負(fù)傳遞整個爐排運(yùn)動的拉力，因此其厚度比從動爐排片厚，由可鍛鑄鐵制成.從動爐排片,由于不承受拉力,可由強(qiáng)度低的普通灰口鑄鐵制成.
爐排的傳動現(xiàn)在應(yīng)用的有兩種形式:電動機(jī)帶動變速箱的分級調(diào)速和利用可控硅變頻控制的無級調(diào)速.
鏈帶式爐排可以采用強(qiáng)制通風(fēng)或自然通風(fēng)。由于沿爐排縱向，前、中、后各部分所需風(fēng)量不同，因此爐排下面沿縱向，分隔成數(shù)個風(fēng)室，可分別控制送風(fēng)量。爐排的兩側(cè)與固定的支架之間的密封稱側(cè)密封，側(cè)密封是很重要的。如果密封不好，空氣就會從邊緣處直接竄入爐室，影響火床的正常燃燒。
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3.1.2.2.鏈條爐排的燃燒過程
依照燃料供給的方式，手燒爐是一種典型的上飼式爐子，新燃料自上方鋪撒于燃燒層上，與供給的空氣氣流相對而遇。鏈條爐則不同，新燃料自前方由緩緩之移動的爐排引入爐內(nèi)，與空氣氣流交叉而遇，是一種典型的前飼式爐子，因此鏈條爐的燃燒過程與手燒爐比較，有其獨(dú)自的特點(diǎn)。
鏈條爐的工況與手燒爐不同，煤自煤斗滑落在冷爐排上，而不是鋪撒在灼熱的燃燒層上。進(jìn)入爐子后，主要依靠來自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒。顯而易見，著火條件不及手燒爐有利，是一種“單面引火”的爐子。但因整個燃燒過程的幾個階段是沿爐排長度由前至后，連續(xù)順序地完成，故不存在手燒爐的那種工作周期性，使燃燒工況大為改善。
由于煤在爐排上的燃燒是分階段，分區(qū)進(jìn)行的，爐排中部是主燃區(qū)，供風(fēng)量需很大，爐排前部為預(yù)熱及揮發(fā)物析出區(qū)，而后部為灰渣形成及燃盡區(qū)，需風(fēng)量較小。因此一般鏈條爐都避免采取所謂統(tǒng)倉送風(fēng)的方式，而是把風(fēng)室沿爐排長度分為若干段，有目的地進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，造成風(fēng)量兩頭小，中間大的合理布局，適應(yīng)爐排沿長度分區(qū)段燃燒的特點(diǎn)。
鏈條爐的著火條件比手燒爐差。一般在爐膛設(shè)計時，通過設(shè)置爐拱予以改善。爐膛的前拱由引燃拱和混合拱組成，它將爐膛高溫?zé)煔獾妮椛錈崃糠瓷涞叫氯剂仙?，并容納由后拱引來的高溫?zé)煔鈱π氯剂线M(jìn)行氣體輻射加熱和對流換熱：爐膛的后拱則將爐排后部激烈燃燒的高溫?zé)煔庖翣t膛前部，以此維持著火區(qū)的高溫并加強(qiáng)紊流和沖刷，對燃料的引燃也具有重要的作用。另外，后拱還起到使?fàn)t排后部的煤層燃燼的作用。拱的形狀和布置與燃料種類密切相關(guān)。例如對于無煙煤，首先是保證著火的問題，通常采用高而短的前拱，低而長的后拱，以改善其著火條件，有時后拱的覆蓋長度甚至在爐排有效工作長度的一半以上。燃煙煤時，由于其揮發(fā)物含量較高，著火并不困難，重要的是如何加強(qiáng)爐內(nèi)氣體的繞動混合,減少氣體不完全燃燒損失,所以其前拱略比燃無煙煤的稍低而稍長,后拱也不太長,但所組成的喉口應(yīng)有較大擾動作用.
鏈條爐排有運(yùn)行可靠、燃燒效率高、煙塵量少、勞動強(qiáng)度低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因些，在載熱體加熱爐中應(yīng)用甚廣。
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燃煤導(dǎo)熱油鍋爐有何特點(diǎn)
1.能在較低的運(yùn)行壓力下，獲得較高的工作溫。
2.可進(jìn)得穩(wěn)定的加熱和精確的溫度。
3.在各個等級的負(fù)荷下熱效率均能保持在水平。
4.液相輸送熱能，在300℃時熱載體較水的飽和蒸汽壓力小70倍。
5.具有完備的運(yùn)行控制和安全監(jiān)測裝置。
6.節(jié)電、節(jié)油、節(jié)水、節(jié)約耗費(fèi)，3~6個月回收投資。

有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)與蒸汽鍋爐相比其優(yōu)缺點(diǎn)
l 有機(jī)載熱體，常用的種類是導(dǎo)熱油，有機(jī)載熱體在有機(jī)熱載體爐中的作用，相當(dāng)于水在蒸汽鍋爐里的作用，是熱能的載體與媒介，由于有機(jī)熱載體（即導(dǎo)熱油）與水的性質(zhì)有很大不同，從而使有機(jī)載熱體爐與蒸汽鍋爐的特性有很大的不同，有機(jī)載熱體在較高的溫度下，一般都具有蒸發(fā)量小，飽和蒸汽壓力低的特點(diǎn)，從而使有機(jī)熱載體爐具有高溫、低壓、節(jié)能的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是以水作為熱載體的蒸汽鍋爐所不可能具備的。
l 另一方面，由于油與水的性質(zhì)有很大的不同，從而也使有機(jī)熱載體爐供熱的整個管路系統(tǒng)與蒸汽鍋爐的供熱管路系統(tǒng)有很大不同。同時，兩者的操作、維護(hù)、管理，使之保持長期處于良好運(yùn)行狀態(tài)的安全技術(shù)，也有很大的不同?，F(xiàn)在常使用的有機(jī)熱載體是導(dǎo)熱油，下面以導(dǎo)熱油為代表，講述有機(jī)熱載體供熱系統(tǒng)的工作原理與特點(diǎn)。
l 首先將導(dǎo)熱油與水的理、化性質(zhì)作進(jìn)一步比較。
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? 由于導(dǎo)熱油、不像水那樣來源豐富且價廉，用過后可以隨地排放。因此有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)必然是一個循環(huán)管路系統(tǒng)，油在爐內(nèi)被加熱、升溫、再由管道輸送到用熱設(shè)備，放出熱能，油的溫度降低，再由回程管道輸回加熱爐，再加熱，升溫，再被輸送出去。如此往復(fù)循環(huán)，在正常工作條件下，導(dǎo)熱油不排放，自身也基本上不損耗，可長期運(yùn)行。
主要指標(biāo)比較如下：
導(dǎo)熱油
水
化學(xué)成份
有機(jī)物（烷基化芳烴等碳化合物）
無機(jī)物 分子式H2O
物理特性、及在高溫下化學(xué)成份的穩(wěn)定性
高溫下（250℃~340℃）蒸發(fā)量很小，飽和蒸汽壓力很低＜0.07Mpa。超過額定使用溫度，即會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的分解變質(zhì)，成為“結(jié)焦”沉積在爐管內(nèi)壁面上。
常壓下，100℃沸騰，大量蒸發(fā)，溫度升高，飽和蒸汽壓也升高，250℃，已達(dá)4Mpa。用作傳熱媒介時，高溫下化學(xué)成份穩(wěn)定，不會分解，高溫蒸汽冷凝后，回復(fù)成水
來源與價格
應(yīng)從專業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)熱油工廠購買，價格較水貴得多。
一般可直接采自大自然，來源豐富，價格低廉
? 相對照，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，由管道送到用熱設(shè)備后放出熱能，通常因降溫而冷凝成水，就由疏水閥排放掉。這部分被排放掉的水的溫度，通常還是高于鍋爐的進(jìn)水溫度，這部分的熱能就浪費(fèi)掉了，而有機(jī)熱載體爐，供熱系統(tǒng)，就不存在這樣的熱能損失，就此點(diǎn)而言，就已經(jīng)比蒸汽供熱系統(tǒng)節(jié)能了。
? 由于導(dǎo)熱油在高溫下，基本上不蒸發(fā)，略有一點(diǎn)油蒸汽，其飽和油蒸汽壓力很低，相對照在相同供熱溫度下水的飽和蒸汽壓力，就要高出許多倍，兩者相比，在相同的溫度前提下，有機(jī)熱載體爐的供熱系統(tǒng)的管道、閥門、法蘭、用熱設(shè)備，換熱器等的耐壓等級就要低許多，從而設(shè)備投資也就較少，操作、維護(hù)也較為方便，這個優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)供熱溫度越高，有機(jī)熱載體爐在此的優(yōu)勢也越突出。
? 但是，由蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽壓力較高，因此就可以靠自身的壓力，從蒸汽鍋爐輸送到用熱設(shè)備，中間一般不需要外加輔助動力源，而有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)由于自身壓力較低，是無法靠自身壓力輸送熱油的，就必須有一只循環(huán)泵，來推動導(dǎo)熱油在循環(huán)管路不斷循環(huán)流動，這樣有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)就形成了以循環(huán)泵強(qiáng)制液相循環(huán)的特點(diǎn)，而且，在加熱爐點(diǎn)火，燃料燃燒，加熱導(dǎo)熱油從而向熱用戶供熱時，循環(huán)泵不能關(guān)閉，不能故障停運(yùn)，否則，導(dǎo)熱油將停止循環(huán)，不但熱用戶得不到熱能，更為嚴(yán)重的是，爐內(nèi)的導(dǎo)熱油將會超溫，分解，變質(zhì)，在爐管內(nèi)壁上形成“結(jié)焦”，這樣不但使導(dǎo)熱油報廢，還會嚴(yán)重?fù)p壞爐子，甚至造成爐子報廢。當(dāng)燃燒系統(tǒng)停止運(yùn)行時，爐內(nèi)導(dǎo)熱油溫度應(yīng)降至導(dǎo)熱油許可的溫度以下時才能停止循環(huán)泵的運(yùn)行。因此，有機(jī)熱載體爐供熱系統(tǒng)中，一般都應(yīng)配備兩個循環(huán)泵，一個工作，一個備用，以保證循環(huán)系統(tǒng)在高溫時的可靠性。
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