有機(jī)熱載體使用狀況分析

孫敏敏(江蘇特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院南通分院 江蘇 南通）

一、有機(jī)熱載體技術(shù)指標(biāo)評定與分析

1.外觀

未使用有機(jī)熱載體的外觀檢驗反映了有機(jī)熱載體的精制深度，在用有機(jī)熱載體的外觀檢測主要觀察是否有外來物質(zhì)或水進(jìn)入系統(tǒng)，通過檢測分層、沉淀和乳化來判斷有機(jī)熱載體的老化或分解程度。

2.運(yùn)動粘度

有機(jī)熱載體運(yùn)動粘度按照GB24747《有機(jī)熱載體安全技術(shù)條件》規(guī)定，測定40℃條件下，有機(jī)熱載體的稀稠度和流動性能，量度以mm2/s表示。當(dāng)有機(jī)熱載體使用溫度高及長時間使用時，有機(jī)熱載體內(nèi)部基團(tuán)發(fā)生裂解或聚合，裂解使粘度下降，聚合和氧化使粘度上升。粘度的變化會引起液體在管道中的流動性能變差，造成邊界層過熱，形成殘?zhí)砍练e管壁，影響傳熱。GB24747規(guī)定，L-QB、L-QC型有機(jī)熱載體超過50mm2/s，L-QD型有機(jī)熱載體超過60mm2/s停止使用。

3.閉口閃點(diǎn)

閃點(diǎn)是指在規(guī)定實驗條件下，試驗火焰引起試樣蒸汽著火，并使火焰蔓延至液體表面的最低溫度，以℃表示。它的大小表示有機(jī)熱載體的蒸發(fā)傾向和安全性。當(dāng)閃點(diǎn)較低時，油中餾份較輕，蒸發(fā)性較大，安全性小；當(dāng)閃點(diǎn)較高時，油中餾份較重，蒸發(fā)性較小，安全性大。有機(jī)熱載體在高溫下蒸發(fā)聚合，會導(dǎo)致閃點(diǎn)越來越高，直到變得粘稠，說明有機(jī)熱載體變質(zhì)嚴(yán)重；有機(jī)熱載體若裂解嚴(yán)重或者混入其它易燃物質(zhì)，導(dǎo)致低沸物增多，會使閃點(diǎn)降低，表現(xiàn)為壓力表顯示不穩(wěn)定；所以使用時發(fā)現(xiàn)閃點(diǎn)變化大需謹(jǐn)慎處理并檢測。GB24747規(guī)定閉口閃點(diǎn)不低于100℃，當(dāng)小于60℃時，應(yīng)停止使用。

4.殘?zhí)?/h3>

殘?zhí)康臏y定是指有機(jī)熱載體在與空氣隔絕的情況下，受強(qiáng)熱作用，分解、脫氫縮合，然后排出氣體，殘存的黑色沉積物，以重量分?jǐn)?shù)表示，反映了有機(jī)熱載體結(jié)焦積碳的傾向性與老化程度。有機(jī)熱載體在高溫下運(yùn)行，受熱分解或聚合，形成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)物質(zhì)，粘附在鍋爐及管道壁上，阻礙傳熱及液體的流動，增加能耗，嚴(yán)重時會造成堵塞及爆管。使用時，注意觀察有機(jī)熱載體的顏色，若觀察不到油色，甚至顏色加深得很厲害，再觀察系統(tǒng)壓力的變化、能耗情況，并隨時檢測有機(jī)熱載體。GB24747規(guī)定，殘?zhí)苛看笥?.5%，應(yīng)停止使用。

5.酸值

酸值是指有機(jī)熱載體中有機(jī)酸和無機(jī)酸的總含量。通常采用中和1g導(dǎo)熱油中的酸性物質(zhì)而需要的KOH的毫克數(shù)，一般用mgKOH/g表示。油溫過高（高于60℃），系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，有機(jī)熱載體直接與空氣接觸而氧化生成大量的游離酸，游離酸在鍋爐和管路中與金屬表面相互作用，不但造成金屬表面的電化學(xué)腐蝕，而且還造成導(dǎo)熱油品質(zhì)的下降，導(dǎo)致粘泥和焦質(zhì)的產(chǎn)生。GB4747規(guī)定，酸值大于1.5mgKOH/g，應(yīng)停止使用。

二、有機(jī)熱載體變質(zhì)的機(jī)理

引起有機(jī)熱載體劣化的主要因素有兩個，一個是高溫氧化，一個是高溫裂解。

有機(jī)熱載體在高溫使用過程中，不免要和空氣中的氧接觸而發(fā)生氧化、熱分解和縮聚污染等。有機(jī)熱載體的最初氧化物是有機(jī)過氧化物，隨著溫度的上升，其氧化速度也會加快，其結(jié)果可導(dǎo)致運(yùn)動粘度增加，油色由黃色至茶褐色進(jìn)而變?yōu)楹谏８邷叵碌挠袡C(jī)酸對設(shè)備有一定的腐蝕作用。

高溫裂解與高溫氧化相互關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)熱載體如果發(fā)生高溫氧化，酸值變大，粘度增加，有機(jī)熱載體流速降低，一旦鍋爐內(nèi)有機(jī)熱載體處于層流狀態(tài)，則可能導(dǎo)致邊界層過熱，傳熱效果變差，不得已提高爐出口溫度，引起高溫裂解，促使有機(jī)熱載體迅速劣化。

三、延長有機(jī)熱載體使用壽命的措施

1.合理選用有機(jī)熱載體加熱爐，避免其超負(fù)荷運(yùn)行。

2.有機(jī)熱載體鍋爐循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計要舒暢，盡量減少不必要的彎頭和閥門，另外選用高質(zhì)量的循環(huán)泵、法蘭、閥門和密封件等配置，避免系統(tǒng)泄漏。合理選用循環(huán)泵，確保爐管內(nèi)有機(jī)熱載體的流速維持在安全流速以上，并且各爐管流速應(yīng)盡量均勻。

3.根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝和使用條件著重以運(yùn)行安全、環(huán)保、節(jié)能、使用壽命為選擇要素，選用具有良好的化學(xué)熱穩(wěn)定性，良好的熱傳導(dǎo)性能，較低的粘度、無腐蝕，低蒸汽壓，毒性小的有機(jī)熱載體。定期做好有機(jī)熱載體的檢測，一旦有機(jī)熱載體質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到“警告”或“停止使用”時，及時進(jìn)行處理，避免因有機(jī)熱載體劣化而發(fā)生安全事故。

4.設(shè)置高位槽，使高位槽處于一種相對低溫的狀態(tài)（不超過60℃），盡量采用氮?dú)飧采w，加裝最低液位報警器，并保持一定的液位。

5.建立和完善安全管理制度和操作規(guī)程，有機(jī)熱載體鍋爐及傳熱系統(tǒng)運(yùn)行時防止超溫、超壓。鍋爐停爐或暫停運(yùn)行時，應(yīng)保持系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)至油溫降至70。C以下時才能關(guān)閉循環(huán)泵，而且每次開爐時應(yīng)先開啟循環(huán)泵。當(dāng)發(fā)生突然停電或者循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生故障時，采取通風(fēng)降溫措施的同時，用冷的有機(jī)熱載體進(jìn)行置換可以加快有機(jī)熱載體的冷卻以防止過熱。

6.及時清除爐體內(nèi)壁、盤管壁上的灰垢，定期清洗管道、膨脹罐，消除鐵銹、雜質(zhì)對有機(jī)熱載體的催化作用，保證傳熱效果良好。同時應(yīng)盡可能使用品質(zhì)比較好的燃煤，是燃煤產(chǎn)生的熱量能及時全面地傳遞給有機(jī)熱載體。

.7.定期補(bǔ)充新的有機(jī)熱載體。定期適當(dāng)補(bǔ)充新的有機(jī)熱載體可以使系統(tǒng)中的殘?zhí)苛炕颈３址€(wěn)定。在補(bǔ)加或部分更換時，盡量選擇同一型號、性質(zhì)相同的有機(jī)熱載體，避免因混用有機(jī)熱載體對鍋爐及系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。

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