有机载体（精选8篇）
有机载体 篇1
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. 运动粘度
有机热载体运动粘度按照GB24747《有机热载体安全技术条件》规定, 测定40℃条件下, 有机热载体的稀稠度和流动性能, 量度以mm2/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50mm2/s, L-QD型有机热载体超过60mm2/s停止使用。
3. 闭口闪点
闪点是指在规定实验条件下, 试验火焰引起试样蒸汽着火, 并使火焰蔓延至液体表面的最低温度, 以℃表示。它的大小表示有机热载体的蒸发倾向和安全性。当闪点较低时, 油中馏份较轻, 蒸发性较大, 安全性小;当闪点较高时, 油中馏份较重, 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入其它易燃物质, 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100℃, 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, 形成胶质、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, 注意观察有机热载体的颜色, 若观察不到油色, 甚至颜色加深得很厉害, 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, 残炭量大于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mg KOH/g表示。油温过高 (高于60℃) , 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1.5mg KOH/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因素有两个, 一个是高温氧化, 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, 一旦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匀。
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。定期做好有机热载体的检测, 一旦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℃) , 尽量采用氮气覆盖, 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循环系统发生故障时, 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、盘管壁上的灰垢, 定期清洗管道、膨胀罐, 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。定期适当补充新的有机热载体可以使系统中的残炭量基本保持稳定。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, 避免因混用有机热载体对锅炉及系统安全运行产生影响。
摘要：有机热载体的物性、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, 不但浪费能源, 而且容易烧损管或引发各种事故。另一方面, 有机热载体锅炉及传热系统如果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隐患。
关键词：热载体
参考文献
[1]王建东, 魏传良, 万涛.L-QD330合成高温导热油的开发与应用[J].石油商技.2011 (04) .
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[3]熊忠灿.导热油的劣化因素及其预防措施[J].合成润滑材料.2011 (01) .
[4]赵玉贞, 赵小艳.合成导热油的发展及应用[J].合成润滑材料.2010 (04) .
有机载体 篇2
浅谈某公司有机热载体炉的烟气余热回收
对广州某纺织公司有机热载体炉进行了节能监测,发现其热效率较低.本文针对这一问题,分析了其存在的原因,提出了增设空气预热器回收烟气余热的`方案.技术经济性分析表明:该项技改措施实施后,节能量可达2422吨标准煤,投资回收期为3个月,余热回收方案简单可行.
作 者：唐贤文 作者单位：广州市能源检测研究院 刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(2) 分类号：X7 关键词：有机热载体炉 空气预热器 余热回收有机热载体应用技术分析 篇3
1 有机热载体的特点
(1) 具有高温低压的传热性能;
(2) 热稳定性好, 传热均匀, 温度易于控制, 热效率高;
(3) 具有无毒、无臭、无污染, 并且对设备无腐蚀, 使用安全。
2 有机热载体的分类
有机热载体从形态上可分为气相与液相两种, 大部分有机热载体工作在其沸点之下, 是液相有机热载体, 但也有少数品种可工作在沸点之上, 称气相有机热载体。从结构上可分为合成型与矿油型两大类。GB23971-2009《有机热载体》对有机热载体分类如下:
3 常用的有机热载体
(1) 合成型有机热载体, 是以石油化工或化工产品为原料经有机合成工艺制得, 是纯的或比较纯的化学品, 其特点是稳定性好, 使用寿命长, 可再生, 但其价格也相对较高。常用如下:
①联苯—联苯醚。组成为26.5%联苯和73.5%联苯醚, 熔点12℃, 凝点12.3℃, 使用温度400℃。其特点是热稳定性好, 此类产品因苯环上没有与烷烃基侧链连接, 在有机热载体中耐热性最佳。这种有机热载体可以如蒸汽一样, 适用于气相加热系统, 为气液相两用有机热载体。
②氢化三联苯。是邻、间、对氢化三联苯混合物, 其中对位比例不超过30%, 否则出现沉淀。使用温度—10~340℃。目前氢化三联苯在国外占据了大部分市场份额, 为许多热载体装置的首选, 其特点是高温稳定性好, 蒸气压低, 但低温流动性稍差。氢化三联苯在生产过程中有较大的灵活性, 可根据使用温度的不同来选择氢化的程度。
③苄基甲苯和二苄基甲苯。两者性能都是较好, 单苄基甲苯使用温度—80~350℃, 二苄基甲苯的使用温度范围是—30-350℃, 但单苄基甲苯沸点280℃, 在300℃以上要作为气相传导液使用。二苄基甲苯沸点355~400℃, 可在350℃高温下长期使用。
④烷基萘。主要是甲基萘、二甲基萘、异丙基萘等。使用温度范围—30~300℃, 具有毒性低, 腐蚀性小, 导热性好的特点, 而且凝点低, 易于输送, 适用于寒冷地区, 但其高温稳定性比以上三种略差。
(2) 矿油型有机热载体, 是石油高温裂解或催化裂化过程中形成的馏分油作为原料, 经精制、调配、添加高温抗氧化剂制得。矿油型有机热载体的原料来源较为广泛、生产工艺简单、安全低毒、价格低廉, 但使用温度相对较低, 与合成型热传导液相比, 高温热稳定性差, 容易发生氧化裂解, 一般使用温度在320℃以下。
4 应用注意事项
要使有机热载体安全使用, 达到应有的使用寿命, 应注意如下:
(1) 有机热载体的闭口闪点不能低于100℃, 这是一项基本的安全要求。开式系统运行时, 裂解产生的低沸物能被及时排除, 一般闪点不会降低, 有的还会有所升高;闭式系统运行时, 当闪点过低时需进行排气处理。
(2) 有机热载体应具有较低的黏度、很好的高温和低温流动性。当黏度增大较多时, 有机热载体的流速变慢, 在炉管中的流体逐渐由湍流变为层流, 边界层厚度不断增大, 边界层温度比中心主流温度高很多, 高温分解结焦形成残炭沉积于管壁, 严重时易造成管壁过热, 引发事故。有机热载体运动黏度 (40℃) L-QB、L-QC类大于50mm2/s、L-QD类大于60mm2/s时应停止使用并更换。
(3) 在有机热载体温度不超过100℃且无水分时, 其所含有机酸对金属无腐蚀, 超过100℃时, 随温度及酸值的升高, 有机酸对金属的腐蚀性增加。因此, 对于运行过程中的有机热载体, 应定期测定酸值。使用中的有机热载体如果酸值超过1.5mg KOH/g, 应停止使用并更换。
(4) 有机热载体中残炭含量过高, 若不及时更换, 就会在炉管中结焦、积炭, 阻碍传热 (碳的传热系数只有钢材的四百分之一至千分之一) , 浪费燃料, 减小传热系统的流通截面, 严重时甚至会造成锅炉爆管或炉管烧损。因此, 当残炭量超过1.5%时, 应立即停止使用, 并且需对传热系统进行清洗。
(5) 在高位槽设置氮封装置, 通过惰性的氮气使油与空气隔离。系统较小的, 可采用冷油封, 可以防止有机热载体氧化
(6) 有机热载体正常运行时不能超温, 停炉时必须继续进行系统循环, 直至冷却80℃后才能停泵。冷炉启动时也应缓慢升温。运行时应注意高位槽的油温不宜超过100℃。选用的有机热载体最高允许使用温度应比实际工作温度高出一定的安全裕量, 一般为20-30℃。
(7) 有机热载体一般不允许混用。如混用, 有机热载体生产单位要提供混用的条件和要求, 使用温度不得超过两种有机热载体中任何一种的最高允许使用温度。
(8) 一般有机热载体内会有一些水分, 在锅炉运行升温过快时水分迅速汽化, 锅炉内压力急剧上升, 严重时会引起锅炉爆炸。新运行的有机热载体应彻底脱水, 运行时补充的有机热载体也要先脱水, 再使用。
5 总结
有机热载体具有高温低压的传热性能, 好的热稳定性, 使用安全, 已成为现代工业生产中被广泛采用的、理想的传热介质, 越来越被人们所认识, 具有巨大的发展空间和广阔的发展前景, 对于节能降耗、安全生产、环境保护、提高经济效益和社会效益具有重要意义。
摘要：有机热载体也叫导热油, 传热油、热媒油、热导油等。有机热载体是一种优良的传热介质。本文分析了有机热载体的特点、分类、常用的有机热载体及应用时注意事项。
关键词：有机热载体,特点,分类,注意事项
参考文献
[1]有机热载体安全技术监察规程
关于有机热载体过滤装置的探讨 篇4
有机热载体热劣化, 使其残炭、酸值、密度、粘度、闪点、燃点、膜温、热力性能等技术参数也相应的发生变化, 尤其是随着使用时间的延长, 有机热载体会产生热裂解而析碳。碳析出的过程, 会使有机热载体中衍生出大量的固体颗粒, 增加了有机热载体的“浊度”。
由于有机热载体热劣化所产生的大量的残炭固体颗粒, 还会导致热力系统的流态发生变化, 使有机热载体流体参数被不良修正, 尤其是有机热载体的雷诺数Re发生改变, 一旦雷诺数Re偏离安全数值范畴, 有机热载体的流态就会发生改变, 加剧了由紊流状态向层流状态改变的倾向。有机热载体在层流状态下, 边界层油膜的厚度不断的衰减, 随着衰减量的增加, 锅炉受压部件, 冷却工况不断恶化, 由于边界层油膜衰减而导致表面温度升高, 甚至过热。从而, 加剧了有机热载体炉受压部件的炭化速度和有机热载体的热劣化程度, 使有机热载体的循环工况和导热工况不良, 最终会影响有机热载体炉的正常运行。
有机热载体炉流态发生改变, 尤其是层流状态下, 有机热载体中固体颗粒的浓度超过4mg/ml时, 导热油中大量的残碳颗粒会沉积或粘附在受压部件以及热力系统内表面, 形成胶体物污染受热面。甚至, 引起锅管及热力系统内壁结焦。从而, 引发锅炉的过热事故及爆管事故。因此, 及时有效的控制和清除导热油中游离的残炭, 是有机热载体炉安全运行和经济运行的一个十分重要的环节。
1现状
目前, 国内有机热载体炉热力系统所使用的过滤器, 为金属丝状滤芯的过滤装置。这种滤清器只能被动的过滤导热油中较大直径的残炭颗粒, 对于已经具有炭化倾向, 并切颗粒较小的有机热载体过滤效果不甚理想。
国外常采用蒸汽过滤的方法, 清洁有机热载体。由于引入蒸汽过滤法, 导致有机热载体炉的运行成本增加, 经济性不给力。
就国内有机热载体的使用情况来看, 大都是单热源的热力系统, 如果引入蒸汽过滤法, 还需建立一整套第二热力源, 即蒸汽热源, 显而易见, 引入蒸汽过滤的方法, 可操作性不强, 蒸汽过滤法具有很大的局限性, 因此, 对于单热源的热力系统是不合适的。
2建议与探讨
为了保障有机热载体, 在运行过程当中的安全性与经济性的和谐统一, 建议有机热载体热力系统, 实施二级过滤法。即在一级过滤的基础上, 引入二级过滤装置, 以提高有机热载体的洁净度, 减少或改变锅炉的受压元件与热力系统内壁结焦的情况, 从而, 避免发生锅炉受压元件过热而引发的锅筒鼓包变形事故和锅管爆管事故。
同时, 使锅炉的单壁传热状态, 受到的残炭固定颗粒的干扰性大为减少, 提高了有机热载体炉的热效率。
有机热载体的过滤系统, 可采用二级过滤法。即金属丝状滤芯的过滤器为一级过滤装置, 串联二级过滤器, 进行二级过滤。控制或减少有机热载体中残炭颗粒的含量。一级过滤器的功用是除去有机热载体中较大直径的固体颗粒, 使其附着在金属丝状的滤芯上, 这种方法是一种静态的过滤方法, 即一级过滤法。
二级过滤器则是除去刚刚碳化的微小的固体颗粒。它是一种动态的过滤装置, 而且, 在过滤器上不需要加装其他任何辅助动力装置, 便可以工作运行。
其工作原理是:利用有机热载体工作循环自身的压力、流量、流速等技术参数, 使二级过滤器的过滤元件与有机热载体碳化的固体颗粒, 进行有效的碰撞, 并使残炭颗粒附着在过滤元件上。由于过滤器的过滤元件是动态的, 于是, 增大了过滤元件与有机热载体中固体颗粒碰撞的几率, 在碰撞过程当中, 过滤元件有效地吸附了有机热载中悬浮的固体颗粒, 当达到运行保养周期时, 清洗保养过滤器的过滤元件, 使之进行下一个运行周期的运行。
二级过滤器的过滤元件, 是永久性的工作元件, 在有机热载体工作条件下, 只需定期清洗即可, 不需要更新过滤元件, 使用寿命较长, 具有良好的经济性。
二级过滤器的过滤元件的清洗:1) 机械的方法, 用机械工具除去炭化后的焦块儿及其附着物。2) 化学清洗的方法, 采用化学清洗液清洗过滤元件。
综上所述, 有机热载体二级过滤法, 可有效地降低有机热载体的“浊度”, 减少有机热载体中残炭及固体颗粒, 降低其含量, 清洁有机热载体。同时, 有利于有机热载体炉受压部件内表面的清洁, 使结焦速度最小化。有利于保障有机热载体炉受热面始终保持良好的导热性。为有机热载体炉的安全、经济、低碳运行创造一个良好的条件, 为延长有机热载体炉的使用寿命打下坚实的基础。
作者简历:荣阳, 男, 1957年生, 中共党员, 毕业于辽河石油学校, 助理工程师, 一直从事锅炉工培训教学工作, 执教生涯25年, 现就职于辽河油田兴隆台公用事业处, 被盘锦市质技术监督及局量协会聘任为锅炉专业教师, 被辽河油田培训中心聘任为锅炉专业教师。
摘要：有机热载体热劣化后, 所产生的残炭固体颗粒的浓度增大, 结焦后并附着在锅管和热力系统的管壁上, 使有机热载体的流态发生改变, 同时, 使有机热载体炉受压元件表面温度升高, 引发有机热载体炉的爆管或锅筒鼓包变形事故。因此, 强化有机热载体的二级过滤, 降低有机热载体中残炭固定颗粒的浓度, 清洁有机热载体, 以延长有机热载体及其锅炉的使用寿命。
纺织行业有机热载体炉的节能改造 篇5
1 纺织行业中有机热载体炉的运行现状
有机热载体炉是以烟煤、轻油、重油、可燃性气体、废木料、砂光粉为燃料, 导热油或熔盐为热载体, 通过循环泵强制热载体封闭循环将热能输送给用热设备, 然后返回加热炉再加热的直流式特种工业炉。相对于蒸汽锅炉, 有机热载体炉具有低压高温、能够实现稳定的加热和精确的温度调节等优点。2007年初, 广州市能源检测研究院对广州市内纺织行业的有机热载体炉进行了能源监测, 发现大部分有机热载体炉都是烧煤的链条炉排, 热效率比较低, 平均热效率只有60%左右。对广州市某纺织厂的一台有机热载体炉的监测数据进行分析, 发现存在以下问题:
(1) 排烟处氧含量很高 (高达15.3%, 对应过量空气系数达3.58) , 说明锅炉的鼓风量很大;同时, 由于没有使用省煤器和空气预热器, 使得排烟温度很高 (高达230℃) 。上述两点原因造成有机热载体炉的排烟热损失高达21.83%。
(2) 炉渣、飞灰的含碳量很高 (高达16.7%、28.6%) , 造成固定不完全燃烧热损失很大, 高达16.64%。
2 有机热载体炉的节能改造
企业都希望短期内以最低的成本获得最大的节能效果和利润, 因此, 大型的锅炉改造和更新锅炉都不是企业的首选。根据企业的实际, 我们对上述有机热载体炉提供了以下改造方案。
2.1 空燃比自动控制系统
锅炉经济燃烧的关键是保持最佳的空燃比。燃煤的有机热载体炉最佳的空燃比不但与燃烧方式有关, 还与负荷大小、燃料品质、炉墙密封状态有关。空燃比自动控制系统如图1所示。控制系统的关键是在排烟道中增设氧传感器, 通过氧含量大小来控制炉排和鼓风机电机, 以维持合理的风煤比。没有安装变频器的有机热载体炉需要增设变频器, 以达到控制鼓风量的目的。增设空燃比自动控制系统后, 如果把原来15%的氧含量控制在8%左右 (对应的过量空气系数从3.38下降到1.53) , 则排烟热损失从约21%下降到约10%。以每个纺织企业有机热载体炉每年消耗标准煤1.5万t计算, 增设空燃比自动控制系统后, 每年节约1620t标准煤。每吨标准煤按700元计算, 不计投入和维护费用, 每年将为企业节约113万元。
2.2 增设烟气余热回收装置
由于排烟温度较高, 因此余热回收的潜力很大。但是, 由于有机热载体炉的工作特性 (热载体油的回油温度高达228℃) , 230℃的烟气对热导油炉来说已经没有余热回收的潜力了。因此有机热载体炉就不能象普通的蒸汽锅炉一样设置省煤器加热进入锅炉的流体 (普通蒸汽锅炉的进水、有机热载体炉的热载体油) 。正是由于这个原因, 使得有机热载体炉的排烟温度较高、排烟损失较大。然而, 对于纺织企业来说, 染缸需要用到大量的60～70℃的热水, 因此, 我们推荐以下改造方法 (如图2) , 以回收高温烟气的余热。
从图2中可以看出, 烟气的余热回收装置类似于蒸汽锅炉的省煤器, 只是在这里, 从余热回收装置出来的约60℃的热水不是供向锅炉, 而是流向热水储罐, 作为染缸热水的另外一个来源。供给染缸用热水的热水储罐, 原来是全部通过蒸汽加热。在增加了余热回收装置注入的热水后, 可以节约蒸汽用量。以每个纺织企业有机热载体炉每年消耗标准煤1.5万t计算, 如果增设了烟气余热回收装置, 烟气温度从230℃下降到140℃, 那么每年相当于节约900t标准煤。每吨标准煤按700元计算, 不计投入费用和维护费用, 每年将为企业节约63万元。
2.3 给煤装置的改造
针对于链条炉型式的有机热载体炉, 给煤装置改造的目的就是要实现链条炉排的分层燃烧, 降低固体未完全燃烧热损失。所谓分层燃烧, 就是通过一台特殊的筛分机械设备, 将煤仓里的燃煤, 按大颗粒在下、中颗粒在中、小颗粒在上的排列顺序, 均匀地铺撒在炉排上, 从而形成一种松散、分层、透风孔隙大的煤层结构, 使整个燃烧过程更加符合链条炉的结构特点。
分层燃烧改造后, 炉渣含炭量可从原来的20%降至10%左右。据广州市能源检测研究院对广东省中山市某造纸厂燃煤锅炉给煤装置改造前后的对比测试, 燃煤链条锅炉给煤装置分层燃烧改造后, 锅炉热效率提高了5.45% (从原来的73.86%提高到79.32%) 。
3 改造方案的实践结果
上述改造方案于2007年9月在广州市番禺区某纺织厂一台热容量为6000kW的有机热载体炉上实施后, 通过广州市能源检测研究院改造前后的对比测试可以看出, 改造后, 炉渣、飞灰含炭量分别从原来的16.7%、28.6%下降到9.6%、15.4%, 排烟处氧含量从原来的15.3%下降到8.4% (对应排烟处过量空气系数从3.58下降到1.57) , 固体未完全燃烧热损失从16.64%下降到9.44%、排烟热损失从21.81%下降到11.24% (排烟温度以余热回收装置前的236℃计算) , 锅炉的热效率比原来提高了17.76% (从原来的57.05%提高到74.81%) 。余热回收装置后的温度降为147℃, 每小时产生3.56m3的60℃热水 (进水温度为25℃) , 相当于每个月节约蒸汽113t、节约费用1.36万元。
在投资费用方面, 空燃比自动控制系统的改造投资了12.3万元、增设烟气余热回收装置的改造投资了9.5万元、给煤装置的改造投资了14.3万元, 本台有机热载体炉的总体投资费用为36.1万元。在实现以上改造后, 有机热载体炉的热效率提高了17.76%, 耗原煤量比以前下降了0.198t/h, 每个月节约的原煤量为118.8t (纺织企业为连续性生产, 取每个月生产25天) , 以每吨原煤500元计算, 每个月节约的费用为5.94万元, 每年可以节约原煤1425.6t、节约费用71.28万元, 加上烟气余热回收装置每年节约蒸汽量1356t、节约费用16.32万元, 合计每年节约的费用超过80万元。因此, 就投资回报来看, 此台有机热载体炉的投资在一年之内可以收回, 对于企业来说是一项收益率极高的投资项目。从目前这台经过改造的有机热载体炉4个月的运行情况来看, 企业已基本收回了技改投资。
有机载体 篇6
1基本概念
有机热载体炉分为气相炉和液相炉。气相炉的压力是因有机热载体汽化而形成的, 因此气相炉是承压的;而液相炉则分为承压注入式和不承压抽吸式两种。有机热载体炉在运行中的危险性不在于发生爆炸, 而在于有机热载体的泄漏, 导致火灾事故。
2有机热载体炉危险因素分析
2.1有机热载体变质有机热载体热稳定性和氧化安定性是评价导热油的两个重要指标, 使用过程中会发生氧化反应和热裂解反应。液相强制循环热载体炉最容易发生导热油过早变质问题, 甚至仅使用一两年就变质老化, 不仅造成重大经济损失, 还会导致锅炉受热面过热、爆管, 进而引起火灾。
造成导热油变质的原因如下: (1) 局部过热发生热裂解。导热油超过其规定的最高使用温度便会局部过热, 产生热分解和缩聚, 析出碳, 闪点下降, 颜色变深, 粘度增大, 残碳含量升高, 传热效率下降, 结焦老化。 (2) 氧化。导热油与空气中的氧气接触发生氧化反应, 生成有机酸并缩聚成胶泥, 使粘度增加, 不仅降低介质的使用寿命, 而且造成系统酸性腐蚀, 影响安全运行。导热油的氧化速度与温度有关, 在70℃以下, 氧化不明显, 超过100℃时, 随着温度的升高, 导热油氧化速度加快, 并迅速失效。
导热油使用多年后, 由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦, 使管内径缩小而造成导热油流量降低, 循环泵克服的阻力增大, 严重时会导致堵塞炉管;另一方面生成的大分子缩合物使导热油的粘度增高, 炉管结焦, 热阻增大会导致炉管寿命降低。
2.2循环泵的不配套导热油系统采用的循环泵小, 导致导热油的流速降低, 影响传热。再者, 循环泵的磨损造成理论的泵输送量的降低, 也减少了导热油的循环速度。
2.3法兰连接、焊接质量、密封存在问题有机热载体炉元件之间应尽量采用焊接连接, 以防止渗漏。一些生产厂家虽对炉管的主焊缝采用了焊接, 但采用的是手工电弧焊, 难以保证焊接质量, 而且焊缝外观形状、几何尺寸也较差, 易发生泄漏事故。还有一些产品仍然采用法兰连接, 法兰连接处是泄漏的主要薄弱环节, 密封不当会引起火灾事故。
2.4超压在启动过程中, 随着有机热载体的加热, 溶解在其中的其他气体或水分逐渐分离出来, 可能造成超压和爆沸事故。加入导热油中水分大量蒸发而造成油路气塞、循环不畅, 引起爆沸事故。对于气相炉, 联苯中如含有水分, 在启动加热升压时, 水分迅速汽化, 炉内的压力急剧上升而导致无法控制的程度, 引起爆炸事故, 我国曾发生过多起此类事故。
2.5安全附件、不齐、失灵据以调查, 有的有机热载体炉没有按规定安装安全阀、液面计、自动保护装置, 或已经按规定安装安全附件, 但没有定期检验和检查, 处于失灵状态, 由此也曾酿成过爆炸和泄漏火灾事故。
3有机热载体炉安全控制措施
3.1严格控制焊接质量由于有机热载体易渗漏、易燃烧, 对有机热载体炉焊接要求比以水为介质锅炉要求高, 应严格控制焊接质量, 焊接和无损探伤必须满足《有机热载体炉安全技术监察规程》的要求。
3.2安全装置要齐全、灵敏、可靠安全阀、液面计、压力表、温度计、排污装置、膨胀器、自动保护装置等的选取、安装、检验、维护必须满足《有机热载体炉安全技术监察规程》的有关规定。
3.3避免导热油变质
3.3.1保证导热油质量。严格控制有机热载体的粘度、闪点、残碳、酸值等性能指标。
3.3.2控制导热油的流速。导热油在炉中的流动应为稳定状态, 并具有一定的流速。流速越慢, 边界层越厚, 该处介质温度与主流温度之差越大, 就会造成管壁超温, 加速导热油变质、失效。主要措施为循环油泵的流量与扬程应保证导热油在炉中必要的流速。热油炉运行中, 循环油泵不允许停止, 泵应定期维护保养。
3.3.3控制导热油的温度。应保证热油炉出口处导热油的温度不得超过最高使用温度, 热油炉的最高膜温应小于允许油膜温度, 膜温与导热油主流体温度应始终存在一个温度差 (一般20~30℃左右) 。为防止膜温过高, 避免导热油分解、聚合、结焦及老化, 主要措施有: (1) 开始点火升温时, 因油温低, 粘度大, 油膜较厚, 必须严格控制升温速度, 一般应在40-50℃/h以下, 火焰应均匀, 避免局部热负荷集中; (2) 在热负荷降低或暂时停用时应打开旁路回油调节阀, 调节系统流量, 使热油炉管内的导热油具有足够的流量和流速; (3) 任何情况下均不允许超负荷运行。 (4) 正常停炉时, 循环泵要继续运转一段时间, 打开旁路, 以使导热油继续流动, 停止送风、引风, 待油温降至100℃以下时, 循环油泵方可停转。 (5) 有机热载体炉应定期清灰。 (6) 定期检查、检验、维护热油炉监测仪表, 使其灵敏、准确、可靠。
3.3.4避免导热油氧化。通常设置高位膨胀槽, 用以隔绝高温热载体直接与空气接触。高位槽可充氮保护, 无充氮保护的, 应保持一定液位, 并装有最低液位报警器。
3.3.5在循环泵入口处应装过滤器。在循环泵入口处应装过滤器, 滤芯材料应能滤去悬浮状态的聚合物。过滤器应便于拆卸、更换。
3.3.6停电保护。突然停电时, 必须采取有效的安全防护措施, 避免导热油超温、受热面金属发生过热, 主要措施有: (1) 打开所有炉门, 迅速将炉膛内的燃料取出, 使大量冷风进入炉膛, 迅速降低炉温。同时迅速关闭出油总阀, 打开放油阀门, 将高温油缓慢放入储油槽, 并让膨胀油槽中的冷油慢慢流入锅炉, 及时带走热量; (2) 配置备用电源或汽油机带动的备用油泵, 一旦停电立即起动。
3.3.7定期化验。应定期测定和分析导热油理化指标, 及时掌握油的品质变化情况, 分析变化原因。有机热载体在使用过程中每项性能指标值超过一定范围, 必须更新或再生, 否则不能再继续使用。
3.3.8补充新油。定期适当补充新导热油可以使系统中的残油量基本保持稳定。补充的导热油应为同一厂家生产的同一牌号产品, 不同的有机热载体不宜混合使用。在热态运转的系统内, 不能直接加入未经脱水的冷介质。加入锅炉中的导热油必须预先煮过以排除水分。
3.3.9定期清洗。对导热油系统进行彻底清洗, 清除管壁内的积碳, 以降低炉管阻力。
3.4运行管理控制
3.4.1使用单位应根据《有机热载体炉安全技术监察规程》的要求制定运行操作规程, 并严格执行。操作人员必须经培训考核, 持证上岗。
3.4.2确保法兰连接密封性能好。为了保证法兰连接处的严密性, 应采用榫槽式法兰或平焊钢法兰, 而且公称压力不低于1.6MPa。如果有机热载体使用温度超过300℃时, 应选用公称压力高一档的法兰。所有非焊接连接部件的密封填料不准采用石棉制品, 推荐采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。
3.4.3有机热载体炉启动中气体应反复排放。有机热载体炉在启动中要反复打开排气阀, 用来清除炉中的空气、水与有机热载体混合蒸汽。
有机载体 篇7
1 超压事故
1.1 故障分析
由于循环系统中含有水蒸气或热油管路中出现故障, 造成炉压突然升高。
1.2 排除方法
1.2.1 一般情况下可通过设计、安装的膨胀槽和安全阀予以控制, 必要时可通过泄油进行减压。
1.2.2 问题严重时, 应采用与突然停电相同的措施予以处理。
1.3 防范措施
1.3.1 在导热油锅炉的进出口油管上装有压差控制器, 对炉管内的阻力变化予以监督。当压差变化超出给定值时, 自动报警。
1.3.2 在导热油锅炉的出油口接管上加有导热油温度检测器, 当导热油温度高于给定值时, 电气控制自动报警。
2 爆沸事故
2.1 故障分析
2.1.1 加入新油后未进行煮油排除水分、挥发物等。所谓煮油就是将油逐步加热升温, 使油中的水分蒸发出来并通过放空阀将其排出系统之外的过程。
2.1.2 升温过快导致导热油的体积急剧膨胀, 因为导热油的体积膨胀是温度的函数, 大致每升温10℃, 体积增长1%。
2.2 排除方法
必须尽量减弱火势, 设法将水分及挥发物迅速排出系统。若控制不住, 应立即紧急停炉。
2.3 防范措施
2.3.1 认真搞好煮油
开始煮油时, 由于油温较低、黏度较大, 所以油的流速较低, 油和金属管壁之间的热交换系数很小, 所以升温必须缓慢, 否则将会造成局部过热。
当油温升高到1 0 5℃左右时, 停止升温, 持续时间不小于2个小时, 以便使管路中的水分脱出, 并需特别注意, 这时油中水分开始大量蒸发出来, 油的体积将会急剧膨胀, 同时应注意避免让高位槽中的油气溢出槽外而造成事故。并应密切注意油路系统中是否有气泡堵塞。当有气泡堵塞管道时, 油泵的进出口压力差马上下降。此时, 应尽量减弱火势, 排出气泡。
当循环正常后, 可继续升温, 如此反复持续相当长一段时间。煮油时间长短取决于系统中的油量和油中所含水分。一般煮油需十几至几十个小时。
2.3.2 国产导热油升温速度, 每10分钟内不超过5~6℃。
2.3.3 设置高位膨胀油槽可以防止热油因膨胀溢出而引起事故。膨胀槽的调节容积不小于液相炉和管网系统中有机热载体在工作温度下因受热膨胀而增加的容积的1.3倍, 应安装在系统的最高处, 以稳定循环系统的运行压力, 一般以高于系统管路最高点2米为宜, 但不能装在热油炉的正上方。低位储油槽的容积应不小于有机热载体炉中有机热载体总量的1.2倍。
3 鼓包、爆管
3.1 故障分析
3.1.1 突然性停电, 导热油在炉管内停滞而超温。
3.1.2 热油泵的工作不正常、空转、打不起压力, 致使导热油在炉管内停滞所造成。
3.1.3 操作不当。停炉后炉内油温在100℃以上时, 油泵即停止转动, 停止循环降温, 致使油质变坏, 产生结焦。
3.1.4 使用质量不符合国家标准的劣质油或再生油, 残炭等指标大大超标, 运行中这些物质沉积在锅炉管壁上, 使之过热。
3.1.5 导热油在加热运行过程中仍会发生一些化学变化而生成少量高聚合物, 同时也会因局部过热生成焦炭, 这些高聚合物和残炭不溶于油而悬浮在油中, 运行中这些物质会沉积在锅筒底部而过热鼓包或沉积在管壁上而过热爆管。
3.2 排除方法
应中断燃烧, 关闭鼓、引风机和燃烧装置, 找出原因并采取措施。
3.3 防范措施
3.3.1 控制流速:
流速过低会造成受热面中的大部或局部管内壁温度高于允许油膜温度而缩短导热油的正常使用寿命, 甚至会影响安全。辐射受热面管子内导热油流速不低于2m/s, 对流受热管子内导热油流速不低于1.5m/s。
3.3.2 控制使用温度:
加热炉的最高出口油温应比导热油的最高工作温度低约30℃, 以防止油在使用过程中过热分解变质, 产生残炭、堵塞管道、造成管壁过热等事故。
3.3.3 定期对导热油取样分析, 及时掌握导热油的品质变化情况, 分析变化原因。
定期适当补充新导热油, 使其残炭量基本得到控制, 加入加热炉中的导热油必须先脱水, 否则将会因油中水分大量蒸发而造成油路气塞、循环不畅而影响安全运行。
4 泄露
4.1 故障分析
4.1.1 由于导热油渗透性较强, 法兰垫片处泄露的可能性较为严重。
4.1.2 由于焊接质量问题, 热油输送主管焊缝部分脱焊。致使大量导热油外漏。
4.1.3 超温情况下大量气化, 引起管道振动甚至损坏而泄漏。
4.2 排除方法
导热油毕竟是可燃物, 一旦发生事故出现管壁渗漏现象, 除了采取紧急停炉外, 最主要的办法是把火焰和导热油管立即分隔开, 当不设置炉膛辐射受热面的导热油锅炉只要将在炉膛上部的旁通烟道打开即可。
4.3 防范措施
4.3.1 导热油在高温时渗透性较强, 因此管道连接以焊接为好, 适当辅以法兰连接, 不得采用螺纹连接, 法兰连接时应采用耐油、耐压、耐高温的金属石墨制品做密封垫片。
4.3.2 所有与导热油接触的附件不得采用有色金属和铸铁制造。钢管应采用20号钢无缝管, 紧固件尤其主回路上的连接螺栓采用35号钢较为妥当。
4.3.3 加热炉点火前, 导热油在系统管路中循环不应少于60分钟;同时对系统进行一次无泄漏检查, 确认一切正常之后, 方可开始点火。
5 紧急停电
5.1 排除方法
突然停电时, 要紧急停炉, 打开所有炉门, 立即清除炉内剩余的燃煤, 让大量冷风窜进炉膛里, 迅速降低炉温, 消除热源, 同步打开冷油置换阀门, 将高温油缓缓放入储油槽, 并让膨胀油槽中的冷油慢慢流入炉管, 及时带走热量, 从而防止停电后短时间内油温超高而造成结焦, 以致酿成事故。
5.2 防范措施
5.2.1 有条件的企业可设置双路电源。设置小型柴油发电机, 其电路与基本循环油泵电路互为切换。当发生紧急停电事故时, 很快启动小型柴油发电机组, 接通切换开关, 使基本循环油泵继续工作。
5.2.2 设置储油槽、膨胀槽。当发生紧急停电时, 打开锅炉放油阀门, 将高温油缓慢放入储油槽, 并让膨胀槽中冷油慢慢流入炉管, 及时带走热量, 防止停电后短时间内油温超高造成事故。
6 循环系统故障分析与排除方法
见表一。
参考文献
[1]鹿道智.工业锅炉司炉教程.北京:航空工业出版社.2001
[2]无锡锡能加热炉有限公司.锅炉技术文件
有机载体 篇8
1 有机热载体锅炉运行中的几个重大安全隐患
1.1 导热油品质劣化隐患
导热油品质过早变质劣化是液相热载体锅炉运行中常见的问题之一, 许多生产企业基于利益思考, 或者是管理手段的疏忽, 使用劣质导热油或者在导热油变质的情况下运行锅炉, 使得关内受热面管壁积碳程度不断恶化, 造成管内径不断缩小, 导热油流量减小, 从而造成循环泵在运行过程中所受到的热阻力增大, 产生极大的热损失, 进一步导致了炉管堵塞, 最终威胁锅炉的生产安全, 容易出现爆管等安全事故。
评价液相有机热载体锅炉导热油的两个重要指标分别为:氧化安定性和热稳定性。造成导热油过早变质, 主要是因为这两个指标在运行过程中因为热裂解反应以及氧化反应的发生, 而逐渐降低了其性能。发生热裂解反应是因为管壁局部温度过高, 从而会产生聚缩反应, 析出碳, 使得残炭含量急剧升高, 造成结焦。而氧化发硬则是由于管内残余空气, 密闭性不加, 导热油与氧气接触发生氧化反应, 生成有机酸, 造成系统的酸性腐蚀, 影响运行速度。
1.2 控制系统安全隐患
一般来说, 现阶段液相有机热载体锅炉使用的自动控系统主要包括:超温报警及联锁装置、循环泵停运联锁装置、差压报警及联锁装置、膨胀槽液位示控及联锁装置。设计安装这些自动控制系统的主要目的是为了能够更好的保证有机热载体锅炉的运行安全, 但有些时候, 正是由于对这些自动控制系统的过分依赖, 从而会使得在实际运行工作中, 许多工作的安全防范意识薄弱。而实际上, 这些自动控制系统也并不是万能的, 如果操作不当或者设备老坏, 在一定的情景下, 对于安全运行的控制效果是微乎其微的。
而当这些自动系统失去控制能力或者控制能力弱化的时候, 相关工作人员没有采取维护补救措施, 同样也会造成锅炉发生安全事故。例如在膨胀槽液位失控及连锁装置失灵的情况下, 如果导热油出现了管道内的泄露, 那么自动报警系统无法检测到膨胀槽液位的变化, 因而无法发出警报, 司炉工也难以察觉, 这样膨胀槽液位将会继续下降, 这时外界空气就会进入管道内, 并与导热油发生氧化反应, 锅炉运行稳定性降低, 同时也因为导热油的泄露极容易发生爆管事故。
1.3 其他安全隐患
(1) 泄露隐患:液相有机热载体锅炉系统中存在很多的连接部位, 通常采用管道法兰或阀门进行连接, 这些连接处是极易发生泄露隐患的部位。由于导热油具有易燃性、易渗透性, 很容易在连接件附近出现渗漏现象。与此同时, 在锅炉开始运行的一个短暂过程中, 由于内部温度变化急速变化, 温差过大, 致使法兰间容易产生松动, 继而造成导热油的泄露。
(2) 空气和水分造成的安全隐患:导热油会和空气中的产生氧化反应, 造成导热油的失效。空气和水分进入管道后会受热膨胀, 造成运行压力不断增强, 使得膨胀槽的温度快速升高, 严重威胁系统安全。
(3) 缺少安全应急预案:基于液相有机热载体锅炉在运行中可能出现泄露导热油、爆管事故, 锅炉房应当设置消防通道以及灭火设备, 但实际上, 有的锅炉房没有设置安全消防通道, 甚至还与一些易燃易爆物品的生产车间相通, 存在极大的安全隐患。
2 液相有机热载体炉的安全控制措施
2.1 液相有机热载体锅炉产品质量控制
确保液相有机热载体锅炉的质量放在安全生产的首位, 同时也是控制锅炉在运行过程中的运行安全的前提条件。使用厂家在购买时需要确保锅炉生产厂家具有制造许可证, 并且对于该锅炉的结构设计与强度计算都应该符合国家标准。于此同时在使用前, 生产单位都需要进行压力试验, 并且对其相关零部件的选取, 都应该符合国家相关规定。
2.2 热导油变质控制措施
基于热导油产生提早变质的原因, 在控制措施上需要抓住以下几点:
首先, 对于生产使用的热导油的选择, 需要严格按照有机热载体的性能指标进行选择, 去报热导油的质量。其次, 控制热导油在管内的流速, 流速会随着温度的变化产生一定的变化, 因此, 在锅炉运行过程中, 需要保证循环油泵的开启状态, 保证热导油必要的流速。最后, 控制热导油的温度。在开始运行点火升温的时候, 必须严格控制升温速度, 以防局部温度变化过大。
2.3 运行管理控制
运行管理控制首先需要操作工人具备专业的操作技术, 因此, 必须确保生产工作者以及操作人员培训合格, 持证上岗。在这样的前提下, 在锅炉实际运行过程中, 主要采取以下措施, 来控制锅炉的运行安全:
首先要确保连接处的密封性良好, 对于法兰连接方式一般采用平焊钢法兰或者槽式法兰, 来增加连接处的严密性。其他焊连接部件的密封填料需要避免采用石棉制品, 因为热导油对石棉制品的渗透性极强, 其次, 需要在启动中反复打开排气阀, 及时将带入到锅炉内的水与空气及时清除。最后, 需要定期进行锅炉维护清理检修, 对检验中发现的问题要引起重视, 并及时处理。
3 结束语
上述问题仅仅只是液相有机热载体锅炉运行中应注意的问题中的小部分, 要想完全的避免安全事故的发生, 需要生产企业本着“安全生产”为第一位的运营宗旨, 严格按照相关规定进行生产, 摒弃错误观念, 这样才能发挥出锅炉的经济高效的优点, 为企业建设发展创造条件。
参考文献
[1]侯建平.有机热载体炉的危险分析及对策[J].大众标准化.2012-05-15
[2]赵淑珍.有机热载体锅炉运行中常见的几个安全隐患[J].设备管理与维修, 2012-02-06