導(dǎo)熱油爐開車調(diào)試和升溫操作

汪　琦　俞紅嘯　張慧芬　季炳奎　季　俊

1上海熱油爐設(shè)計開發(fā)中心（上海　200042）2上海恒欣化工有限公司（上海　200436）

化工設(shè)備

導(dǎo)熱油爐開車調(diào)試和升溫操作

汪琦1俞紅嘯1張慧芬1季炳奎2季俊2

1上海熱油爐設(shè)計開發(fā)中心（上海200042）2上海恒欣化工有限公司（上海200436）

討論了導(dǎo)熱油爐開車調(diào)試中洗爐、烘爐、脫水排氣的原因、方法和步驟，給出了升溫操作中導(dǎo)熱油爐的升溫曲線及注意事項。總結(jié)了升溫過程要遵循“一慢二停”的原則：一慢即升溫速率要慢；二停即在95～110℃和210～230℃兩個溫度區(qū)間要幾乎停止升溫，并維持該溫度一段時間，以避免排氣速度過快，將導(dǎo)熱油帶起使其噴出造成“噴油”現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)甚至超壓爆炸事故的發(fā)生。

導(dǎo)熱油爐洗爐烘爐脫水排氣升溫操作升溫曲線

導(dǎo)熱油爐在工廠內(nèi)安裝完成后即進(jìn)入開車調(diào)試階段，為了保證其能夠正常運行，需要進(jìn)行洗爐、烘爐、脫水排氣的調(diào)試工作，同時在導(dǎo)熱油爐的升溫過程中，應(yīng)保證設(shè)備和導(dǎo)熱油不因升溫過快而產(chǎn)生熱膨脹不均、局部應(yīng)力集中造成設(shè)備損壞，同時還要避免受熱面局部受熱不均勻引起導(dǎo)熱油過熱分解、結(jié)焦和水分突然蒸發(fā)而產(chǎn)生噴油現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)甚至超壓爆炸等嚴(yán)重事故的發(fā)生。所以，洗爐、烘爐、脫水排氣、升溫操作是調(diào)試工作中的重要步驟。

1　洗爐

1.1注油

對照導(dǎo)熱油供熱流程及操作方法，根據(jù)要求調(diào)節(jié)管路系統(tǒng)中各相關(guān)閥門，啟動注油泵向膨脹槽及循環(huán)系統(tǒng)加注導(dǎo)熱油，開啟管道放空閥門以排出空氣[1]，同時全面檢查管路系統(tǒng)有無導(dǎo)熱油滲漏跡象。

1.2冷油循環(huán)

注油至高位膨脹槽上的玻璃液面計出現(xiàn)液位時，即可啟動導(dǎo)熱油循環(huán)泵進(jìn)行冷油循環(huán)，期間密切注意觀察循環(huán)泵的工作情況，并多次開啟系統(tǒng)排空閥排出系統(tǒng)內(nèi)的空氣。在冷油循環(huán)過程中，壓力會產(chǎn)生波動，這是因為系統(tǒng)內(nèi)有空氣存在，當(dāng)壓力波動劇烈、導(dǎo)熱油循環(huán)泵出現(xiàn)吸空時，可停泵2～3 min，然后開啟循環(huán)泵繼續(xù)循環(huán)，壓力波動會逐漸趨于平穩(wěn)。

1.3清洗過濾器

冷油循環(huán)一段時間后，管道中存在的雜物會被導(dǎo)熱油循環(huán)泵前的過濾器過濾下來，應(yīng)及時拆除和清理過濾器，并根據(jù)雜物的量來決定拆洗過濾器的時間間隔，直至連續(xù)兩次拆開過濾器時濾網(wǎng)內(nèi)基本無雜物。拆洗過濾器可采用“一用一備”的循環(huán)泵交替進(jìn)行，既能做到冷油循環(huán)不間斷，又能保證兩臺循環(huán)泵內(nèi)的雜物全部被清理干凈。

1.4運行檢驗

冷油循環(huán)通常要進(jìn)行24 h以上，直到循環(huán)泵運行正常、壓力波動趨于平穩(wěn)、管路系統(tǒng)內(nèi)的空氣全部排出為止。當(dāng)導(dǎo)熱油循環(huán)總?cè)萘咳窟M(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，膨脹槽低液位報警燈熄滅、警報解除，儲油槽內(nèi)液位顯示為少量，同時導(dǎo)熱油爐整個循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備管路中無泄漏點時，表明洗爐運行檢驗合格。

2　烘爐

烘爐主要針對有磚砌爐墻的燃煤導(dǎo)熱油爐，而無磚砌爐墻的燃油或燃?xì)鈱?dǎo)熱油爐一般不需要烘爐。烘爐的目的是通過低溫烘烤爐墻，使磚砌爐墻內(nèi)的灰漿水分慢慢排出，以避免正式運行后爐溫驟升對爐墻造成損壞。

烘爐前應(yīng)根據(jù)爐型的大小、砌體濕度和自然通風(fēng)干燥程度，制定嚴(yán)格周密的烘爐方案，確定爐墻的升溫曲線。通常，第一天的爐墻溫升為50℃，以后每天按20℃逐步升高，最高溫度不宜超過270℃。

開始烘爐時，火焰應(yīng)集中在爐膛中央，采用文火烘爐，之后火勢應(yīng)均勻并逐日緩慢加大，爐排在烘爐過程中應(yīng)定期轉(zhuǎn)動。一般情況下，連續(xù)烘爐時間約為7 d；爐墻潮濕時，應(yīng)減慢升溫速率，適當(dāng)延長烘爐時間，當(dāng)爐墻灰漿試樣的含水率測定值小于2.5%時，可認(rèn)為烘爐合格。

在整個烘爐過程中，應(yīng)確保導(dǎo)熱油正常循環(huán)，并嚴(yán)格控制導(dǎo)熱油的升溫速率在10～20℃/h之間，且其最高溫度不得超過100℃，否則應(yīng)減小火勢。烘爐過程不能用急火，如果烘烤時間太短，除水分不能烘干以外，爐拱和爐墻的熱膨脹也會不均勻，而且急火烘烤還有可能導(dǎo)致爐拱和爐墻產(chǎn)生裂紋等缺陷。

3　脫水排氣

烘爐合格后即可進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)。脫水也稱為熱油循環(huán)，其目的是通過逐漸提高爐和導(dǎo)熱油的溫度，并不斷進(jìn)行循環(huán)，將導(dǎo)熱油中的水分和低揮發(fā)度成分逐漸排出，以確保導(dǎo)熱油能平穩(wěn)均勻地循環(huán)。通常情況下，這一過程大約需要48 h。

當(dāng)導(dǎo)熱油溫度升到100℃以上時，管路系統(tǒng)中殘余的水分和導(dǎo)熱油中的低揮發(fā)度成分開始汽化。此時應(yīng)提前打開膨脹槽上的放空閥和輔助排氣閥。隨著溫度的升高，汽化明顯加劇，所以脫水、排氣過程中的升溫速率應(yīng)嚴(yán)格控制在5℃/h之內(nèi)。

當(dāng)水分和低揮發(fā)度成分開始汽化時，循環(huán)油泵工作壓力會產(chǎn)生明顯波動，膨脹槽上放空排氣口處可以看到有氣體逸出。此時應(yīng)保持導(dǎo)熱油在該溫度下循環(huán)運行，并且維持足夠長的時間使氣體充分逸出，直至循環(huán)油泵工作壓力漸趨穩(wěn)定且該溫度下汽化產(chǎn)生的氣體基本排完。之后，導(dǎo)熱油的溫度再升高約5℃，繼續(xù)脫水、排氣，該過程應(yīng)一直持續(xù)到導(dǎo)熱油的溫度升至工作溫度為止。

一般情況下，導(dǎo)熱油加熱到105～130℃時排氣量最大，這時應(yīng)密切注意膨脹槽上放空排氣口的排氣狀況及循環(huán)油泵、壓力表的工作狀況。如果出現(xiàn)排氣口排氣激烈、循環(huán)油泵運行不穩(wěn)、壓力表指針擺動劇烈等現(xiàn)象，說明升溫速率過快、溫度過高，應(yīng)立即降低爐溫，以避免排氣速度過快將導(dǎo)熱油帶起，使其噴出造成“噴油”事故。隨著導(dǎo)熱油溫度的升高，經(jīng)反復(fù)排氣，導(dǎo)熱油中的水分及壓力表示數(shù)趨于平穩(wěn)，導(dǎo)熱油爐運行正常。

4　升溫操作

升溫曲線是在導(dǎo)熱油爐升溫操作前制定的操作計劃。點火升溫之前，司爐人員要了解爐體結(jié)構(gòu)和循環(huán)供熱系統(tǒng)工藝流程，掌握點火升溫操作的要領(lǐng)；點火升溫后，升溫速率和升溫過程都應(yīng)嚴(yán)格按照升溫曲線的規(guī)定進(jìn)行。典型的導(dǎo)熱油爐升溫曲線見圖1。

圖1　導(dǎo)熱油爐升溫曲線

4.1初次升溫

冷爐點火后，控制升溫速率為10℃/h，直到溫度升至90～95℃。因為導(dǎo)熱油在冷油狀態(tài)時黏度大，故爐管內(nèi)導(dǎo)熱油流速較低、管壁油膜較厚、傳熱條件較差，如果升溫速率過快，容易使局部油膜溫度過高，導(dǎo)致導(dǎo)熱油提前變質(zhì)劣化。

4.2脫水

95～100℃是驅(qū)趕循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)殘存水分和導(dǎo)熱油內(nèi)微量水分的階段，應(yīng)控制升溫速率小于5℃/h，具體數(shù)值視脫水情況決定。當(dāng)膨脹槽放空管處排氣量較大、膨脹槽底部有水擊聲、管道震動加劇、各處壓力表指針擺動幅度較大時，說明循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)殘存水分較多，必須停止升溫，保持恒溫狀態(tài)：燃油或燃?xì)鈱?dǎo)熱油爐可手動改為小火或暫停燃燒；電加熱導(dǎo)熱油爐改為手動關(guān)閉電熱管組。

該階段的長短，視循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)殘存水分的多少和導(dǎo)熱油質(zhì)量的高低而定。脫水階段的時間在幾小時到幾天范圍內(nèi)，在95～110℃之間反復(fù)幾次才能將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的水分排光。絕不允許盲目加快升溫脫水過程，因為一旦循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)水分劇烈蒸發(fā)汽化，體積將膨脹1000余倍，不僅可能引起“爆沸”，使膨脹槽內(nèi)油位急劇膨脹而造成油大量噴出，而且可能會因整個循環(huán)系統(tǒng)壓力急劇升高而導(dǎo)致受壓元件破裂，釀成嚴(yán)重事故。

4.3再次升溫

當(dāng)導(dǎo)熱油爐和管道中響聲變小、循環(huán)導(dǎo)熱油泵不再出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，即熱油泵出口壓力降至0.1 MPa以下，且沒有沉重的喘氣聲時，可以5℃/h的速率再次升溫，但溫度不能超過120℃，直到放空管不再有氣體排出為止。

4.4脫輕組分

脫水排氣過程完成后，以30℃/h的速率繼續(xù)升溫，但仍應(yīng)注意可能會有殘余水分蒸發(fā)，導(dǎo)致出現(xiàn)壓力表指針擺動、循環(huán)導(dǎo)熱油泵抽空、膨脹槽油位劇烈波動等現(xiàn)象。如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升溫。當(dāng)溫度達(dá)到210℃時，再次減弱燃燒，停止升溫，這時主要過程為脫去導(dǎo)熱油中的輕組分。因為導(dǎo)熱油中輕組分的存在會使閃點降低，一旦泄漏，引起爆燃的可能性會增大。在導(dǎo)熱油爐中，輕組分以氣相存在，會造成“氣阻”，使循環(huán)導(dǎo)熱油泵抽空，流量下降甚至中斷。脫輕組分過程的長短，應(yīng)視導(dǎo)熱油牌號和質(zhì)量而定。當(dāng)放空管中無氣體排出，并且循環(huán)導(dǎo)熱油泵的泵壓穩(wěn)定時，即可繼續(xù)以不超過10℃/h的速率升溫至230℃。

4.5升至工作溫度

脫氣結(jié)束后，以40℃/h的速率從230℃升至導(dǎo)熱油爐工作溫度，這時應(yīng)全面檢查導(dǎo)熱油爐、循環(huán)供熱系統(tǒng)、各配套輔機(jī)及附屬設(shè)備是否正常工作。全面考察各檢測、控制儀表的指示、動作是否靈敏、準(zhǔn)確，達(dá)到工作溫度后，與用熱設(shè)備聯(lián)動，確認(rèn)導(dǎo)熱油爐能否滿足生產(chǎn)需要。若供熱量達(dá)不到額定熱負(fù)荷，應(yīng)減弱燃燒，尋找原因并解決以后再恢復(fù)正常。

申星HD系列導(dǎo)熱油升溫曲線如圖2所示（該曲線不包括烘爐時間）。

圖2　申星HD系列導(dǎo)熱油升溫曲線

5　結(jié)語

導(dǎo)熱油爐的升溫脫水排氣過程是運行操作中比較危險的階段，需要特別謹(jǐn)慎。其升溫過程要遵循“一慢二停”的原則：一慢即升溫速率要慢；二停即在95～110℃和210～230℃兩個溫度區(qū)間要幾乎停止升溫，并維持該溫度一段時間。當(dāng)導(dǎo)熱油溫度升到200℃以上時，應(yīng)對設(shè)備及整個系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查，并對所有的螺栓連接部位進(jìn)行一次熱緊，以消除因熱膨脹不均而引起的泄漏。導(dǎo)熱油爐點火升溫過程中脫去的水分以水蒸氣的形態(tài)經(jīng)膨脹管進(jìn)入膨脹槽，其中一部分以氣體形式從放管排出，另一部分冷凝成液態(tài)水沉于槽底。為了避免這些水分再次進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，在升溫過程中要定期打開膨脹槽底部的排污管，放出冷凝水。總之，必須將導(dǎo)熱油中的氣體、水分和低揮發(fā)度成分徹底脫盡，從而保證導(dǎo)熱油爐能夠安全運行和正常供熱。

[1]汪琦.載熱體加熱系統(tǒng)的工藝流程[J].化工裝備技術(shù), 1994,15(1)：8-10.

Start-up Adjustment and Heating Operation of Heat Transfer Oil Furnace

Wang Qi Yu Hongxiao Zhang Huifen Ji Bingkui Ji Jun

The reasons,methods and steps of furnace flushing,furnace drying and dewatering－exhausting during heat transfer oil furnace's start－up adjustment are discussed．Besides,the heating curve of the oil furnace and precautions in the heating operation are given．Principals to be followed in the heating process are summarized as follows：firstly,the heating rate should be slower;secondly,stop heating in the range of 95－100℃and 210－230℃,then maintain for a period of time to avoid excessively high exhaust velocity．Too higher exhaust velocity will cause oil blowout,which would perhaps lead to fire and even overpressure explosion．

Heat transfer oil furnace;Furnace flushing;Furnace drying;Dewatering－exhausting;Heating operation; Heating curve

TE 963

汪琦男1961年生碩士高級工程師長期從事熱油爐、熱風(fēng)爐、熱水爐、熔巖爐、焚燒爐、生物質(zhì)氣化爐的設(shè)計、研究、開發(fā)工作

2015年10月