有機熱載體鍋爐及傳熱系統的清洗及重要性

李 洋

(安徽省特種設備檢測院，安徽 合肥 230051)

0 引言

有機熱載體是一種將熱量間接傳遞給換熱設備的可循環加熱使用的媒介，具有使用壓力低、溫度高且范圍廣、傳熱效率高、系統溫度控制精確度高等諸多優點，同時該介質節能效果好、操作性能優良。但是有機熱載體在高溫使用過程中易發生劣化或受污染，都可能造成有機熱載體鍋爐及傳熱系統的結焦、積炭，嚴重影響系統的傳熱效果，造成燃料能源的浪費，甚至可能造成受熱面爆管，引發有機熱載體鍋爐及傳熱系統的事故隱患，可能給企業帶來嚴重的生產安全事故和經濟損失[1-3]。因此，探討有機熱載體鍋爐及傳熱系統的清洗對其鍋爐及系統的安全經濟運行具有重要意義。

1 有機熱載體的劣化因素

有機熱載體的劣化因素主要有過熱超溫、氧化變質、化學污染等。

1.1 過熱超溫

有機熱載體在使用過程中不能超過其最高允許使用溫度，過熱超溫就會發生分解，可能導致有機熱載體的成分、純度、溫度產生一定的影響。其中有機熱載體高溫分解的高沸物或不可溶解的產物可能增加其黏度，引起傳熱和流動受阻，造成有機熱載體在系統中的流速減小和壁溫升高，進而導致其殘炭含量增加，造成受熱面管結焦、積炭，甚至導致有機熱載體鍋爐及傳熱系統的管材損壞，引發其鍋爐設備及供熱系統的安全隱患。

1.2 氧化變質

有機熱載體與空氣中的氧氣接觸時就會發生氧化反應，當有機熱載體在系統高溫運行條件下與空氣或氧氣接觸會造成快速及嚴重的氧化變質，引起有機熱載體鍋爐及傳熱系統事故的發生和有機熱載體使用壽命變短。因此，在有機熱載體使用過程中應盡量避免其與空氣(或氧)接觸，保證有機熱載體鍋爐及系統安全經濟運行。

1.3 化學污染

有機熱載體的化學污染主要是不同化學性質的有機熱載體在高溫運行過程中可能會發生化學反應，造成了原來有機熱載體的基本特性發生變化，從而影響有機熱載體鍋爐及整個系統的正常穩定運行。

此外，有機熱載體的劣化原因還有很多，如有機熱載體鍋爐及傳熱系統設計不合理、泄漏以及操作方法有誤等引起的有機熱載體劣化變質。

2 有機熱載體鍋爐及傳熱系統中劣化物的特性

有機熱載體在高溫運行過程中，劣化的有機熱載體在其鍋爐及傳熱系統中的管壁上可能會形成的一定量的污垢物質，主要有瀝青狀污垢、膠質污垢、結焦物、炭化物等。

瀝青狀污垢形成的過程主要是由于黏性較大的聚合物以及有機熱載體中的雜質沉積而成，通常存在于低速區域、低位貯槽及膨脹罐底部等，一般比較容易清除；膠質污垢一般是黏附力較強的黏性有機熱載體爐污垢，含有焦油瀝青與聚合物，屬于程度較輕的垢物，通常存在于爐管內壁和循環系統的管道壁上，該種垢物為硬化初級的物質，一般較難清除干凈；結焦物主要組分是焦質與瀝青質，是在高溫運行過程中發生脫氫、縮合反應形成的固態微粒狀或網狀結焦物，結焦垢物傳熱系數較小，有機熱載體受熱面及傳熱系統管壁上結焦后會嚴重影響傳熱效率，通常有機熱載體結焦物清除較為困難；炭化物通常是結焦物進一步炭化形成的較硬的垢物， 是有機熱載體硬化程度最嚴重且最難清除的一種污垢，甚至造成鍋爐受熱面及系統管道堵塞，更甚者引起鍋爐設備及系統損壞或報廢。

3 有機熱載體鍋爐及傳熱系統的清洗方法

有機熱載體鍋爐及傳熱系統的清洗方法主要有化學清洗法和物理清洗法。

3.1 化學清洗法

有機熱載體鍋爐及傳熱系統的化學清洗法分為無機清洗法和有機清洗法。

3.1.1 無機清洗法

無機清洗法主要是通過液相的堿性藥劑加表面活性劑混合的無機清洗劑對有機熱載體鍋爐及傳熱系統進行清洗，一般無機清洗法的成本較低，溶液配制比較簡單。該方法的清洗效果因溶液的配方和清洗操作方式的不同，差異性較大，特別是選擇合適的表面活性劑和適當的配比尤其重要，同時該方法清洗的時間較長，無機清洗溶劑容易影響有機熱載體品質甚至造成有機熱載體的劣化變質。

3.1.2 有機清洗法

有機清洗法主要是采用對有機熱載體垢物溶解性較強的有機溶劑來清洗有機熱載體系統。該方法一般對有機熱載體垢物溶解能力較強，對金屬腐蝕性較弱，清洗操作簡單，時間較短，通常可以采用有機熱載體循環系統進行反復清洗，達到更好的清洗效果，同時有機清洗的溶劑對有機熱載體污染性較小，但有機清洗溶劑成本普遍較高，國內外采用的較少。

3.2 物理清洗法

物理清洗法就是通過采用人工對有機熱載體系統中的垢物進行物理清除。在有機熱載體鍋爐及傳熱系統中，膨脹罐和低位槽底部及循環管路死角通常會沉積較多的油垢，若不及時對這些垢物進行清洗，容易對系統中的有機熱載體造成污染.由于膨脹罐和低位槽表面積較大，采用化學清洗所需溶劑量較大，清洗成本較高，通常采用人工進行物理清洗，必要時也可以采用物理清洗和化學清洗相結合。

4 有機熱載體鍋爐及傳熱系統清洗的重要性

有機熱載體在高溫運行過程中，容易造成劣化變質以及嚴重污染，可能會在有機熱載體鍋爐及傳熱系統的管道內壁上結焦、積炭，引起系統循環量變小，易造成有機熱載體的過熱超溫，加速有機熱載體劣化，降低傳熱效率，嚴重會造成受熱面及系統管道損壞，造成重大經濟損失，甚至引發安全事故。因此，有機熱載體鍋爐及傳熱受到嚴重污染或有機熱載體已經劣化變質必須及時進行清洗，這對保證有機熱載體鍋爐及系統安全、節能、經濟運行具有重要意義。

5 結語

有機熱載體長期在高溫狀態下運行，可能會造成其發生劣化變質，在有機熱載體鍋爐及傳熱系統的管壁上結焦、積炭，產生大量的劣化產物。選擇合適的清洗方法對系統中的類化產物進行及時清洗消除，才能減少企業的經濟損失和降低生產安全隱患，保證有機熱載體鍋爐及傳熱系統安全經濟運行。