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        導熱油爐結焦原因及清洗方法

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        導熱油爐結焦原因及清洗方法

        發布日期:2017-05-02 作者: 點擊:

        導熱油爐結焦原因及清洗方法


        一、結焦的形成 

               熱油爐在傳熱過程中主要發生三種化學反應:熱氧化反應、熱裂解和熱聚合反應.結焦產生于熱氧化反應和熱聚合反應.  

               熱聚合反應因導熱油爐在加熱系統運行過程受熱而發生,該反應會生成稠環芳烴、膠質和瀝青質等大分子高沸物,其逐漸沉積于加熱器和管路表面,形成結焦. 

               熱氧化反應主要因開式加熱系統膨脹槽內的導熱油爐接觸空氣或參與循環而發生,該反應會生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性組分,并進一步生成膠質、瀝青質等粘稠物質,最后形成結焦;熱氧化是非正常情況引起的,一旦發生,會加速熱裂解和熱聚合反應,使粘度迅速增大,傳熱效率降低,造成過熱和爐管結焦.產生的酸性物質還會造成設備腐蝕和泄漏. 

         電熱圈廠

        二、結焦的危害 

               導熱油爐在使用過程中產生的結焦會形成隔熱層,致使傳熱系數下降、排煙溫度升高、燃料消耗增大;另一方面由于生產工藝所需溫度保持不變,加熱爐管壁溫度會急劇上升,從而引起爐管鼓包、破裂,最終將爐管燒穿,引起加熱爐著火、爆炸,造成設備和操作者人身傷害等嚴重事故.近年來,此類事故屢見不鮮. 

         

        三、結焦的影響因素   

        1.導熱油爐質量 

               經對以上結焦的形成過程進行分析發現,導熱油爐氧化安定性和熱穩定性的高低與結焦速度和數量密不可分.許多著火和爆炸事故是由于導熱油爐的熱穩定性和氧化安定性較差,運行過程中引起嚴重結焦造成的.   

        2.加熱系統的設計及安裝 

              加熱系統設計所提供的各種參數及設備安裝是否合理,直接影響導熱油爐的結焦傾向.每臺設備安裝情況不一樣,也會影響導熱油爐的壽命.設備安裝必須合理,調試時需及時整改,才有利于導熱油爐的壽命延長.  

        3.加熱系統的日常操作及維護 

              不同操作人員因文化程度和技術水平等客觀條件不同,即使使用相同的加熱設備和導熱油爐,電熱圈廠其對加熱系統溫度和流速等因素的控制水平也不盡相同.溫度是導熱油爐發生熱氧化反應和熱聚合反應的重要參數.隨著溫度的升高,這兩種反應的反應速度會急劇增加,結焦傾向也隨之增大.根據化工原理的有關理論:隨著雷諾數的增加,結焦速率減慢.雷諾數與導熱油爐的流速成正比.因此,導熱油爐流速越大,結焦越慢. 

         

        四、結焦的解決辦法 

              減緩結焦的形成速度,延長導熱油爐的使用使命,應從以下方面采取措施:  

        1.選擇適宜牌號的導熱油爐,監測其理化指標變化趨勢 

              導熱油根據最高使用溫度劃分牌號,其中礦物型導熱油主要有L-QB280、L-QB300和L-QC320三個牌號,其最高使用溫度分別為280℃、 300℃和320℃.應根據加熱系統的最高加熱溫度選擇適宜牌號、質量符合SH/T 0677-1999“熱傳導液”標準的導熱油.應選用由優良熱穩定性的精制基礎油和高溫抗氧劑和抗垢添加劑調配的導熱油爐.其中高溫抗氧劑可有效延緩導熱油爐運行過程中的氧化變稠;高溫抗垢劑可將爐管和管路中的結焦溶解, 使其分散在導熱油爐中,最后通過系統的旁路過濾器將其過濾,保持爐管和管路的清潔.導熱油每使用三個月或半年后,應對其粘度、閃點、酸值和殘炭四項指標進行跟蹤分析,當其中有兩項指標超過規定限值(殘炭不大于1.5%、酸值不大于0.5mgKOH/g、閃點變化率不大于20%、粘度變化率不大于15%) 時,應考慮添加部分新油或全部換油.   

        2.加熱系統合理的設計及安裝 

               導熱油爐加熱系統的設計及安裝應嚴格執行國家有關部門制定的導熱油爐設計規程,以保證加熱系統的安全運行.   

        3.規范加熱系統的日常操作 

              導熱油爐加熱系統的日常操作應嚴格執行國家有關部門制定的有機熱載體爐安全技術監察規程,隨時監測加熱系統中導熱油爐的溫度和流速等參數的變化趨勢.在實際使用中,加熱爐出口處的平均溫度應較導熱油爐的最高使用溫度至少低20℃.開式系統的膨脹槽中導熱油爐的溫度應低于60℃,最高溫度不要超過180℃.導熱油爐在熱油爐中流速不應低于2.5米/秒,以增加導熱油爐湍動程度,減少傳熱邊界層中滯流底層厚度和對流傳熱熱阻,提高對流傳熱系數,達到強化流體傳熱的目的。

        4.加熱系統的清洗 

              熱氧化和熱聚合產物首先形成聚合的高碳粘稠物,附著于管壁,這類物質可通過化學清洗去除.高碳粘稠物進一步形成不完全石墨化沉積物,化學清洗只對尚未碳化的部分有效.完全形成石墨化焦炭.對這類物質化學清洗已不解決問題,國外多采用機械清洗.  

              在使用中應經常檢查,在形成的高碳粘稠物尚未碳化時,用戶可購買化學清洗劑進行清洗.  

              導熱油爐的化學清洗法:導熱油爐清洗劑主要通過堿、有機溶劑與表面活性劑(簡稱SAA)這3種基本成分的組合,并加入絡合劑、氧化劑、緩蝕劑、吸附劑與防沉積劑等其他助劑,再通過加溫、機械沖刷等作用,最終達到清除系統中焦垢的目的。清洗劑清焦的作用是通過表面活性劑的增溶、濕潤、吸附、乳化和分散來實現的。以下是江蘇瑞源加熱設備科技有限公司的有關專家綜合了國內外的導熱油爐化學清洗技術列出的幾個方案。 

               ①堿洗和酸洗兩步法工藝:排出導熱油→蒸汽吹掃滯油→堿性清洗劑→水沖洗→酸洗→鈍化→完畢。  

               原理:堿性水基清洗劑對油質中溫積炭處理效果良好,但處理后試件內壁仍殘留有致密石墨化高溫積炭層,因此須經過進一步的酸洗除去,以避免殘留碳層影響導熱油質量及傳熱效果。堿洗、酸洗兩步法清洗工藝用于熱媒爐及管道積炭,具有清洗率高、清洗溫度較低、無毒、清洗成本低的優點。該法雖能清除垢層,但工藝繁多,存在著酸堿腐蝕,縮短機器壽命,會造成二次污染,并且要在導熱油爐停車的情況下進行,影響生產。 

              ②溶解清洗法工藝:排出導熱油→蒸汽吹掃滯油→有機溶劑清洗液(有機溶劑+SAA+助劑)清洗→鈍化。 

              原理:由于焦炭垢是一種以有機物為主的成分復雜的混合污垢,與金屬表面的粘附主要是范德華力的物理吸附,采用“溶解洗滌法”,將焦油溶于有機溶劑中,隨有機物的溶解而自然除去。該清洗劑的清洗能力相當強,受溫度影響不是很大。該清洗劑清洗后經澄清過濾處理,再添加適量表面活性劑和助劑可重復使用。殘渣可摻入煤中燃燒,既降低成本又減少環境污染。但該清洗劑具揮發性,安全性低,成本高。 

              ③復合清洗劑清洗法工藝:排出導熱油→蒸汽吹掃滯油→清洗液循環清洗。 

               原理:復合清a洗劑主要由數種表面活性劑在助洗劑的協同作用下首先在油垢表面吸附使其潤濕、膨脹而后清洗劑滲透到油垢間隙使油污物在復合清洗劑作用下逐漸卷縮成膠束不斷乳化經泵連續循環沖刷可使分散乳化的油污物脫離傳熱表面。此清洗劑既能有效破碎、分散積炭也能高效地溶解有機碳氫化合物工藝簡單基本對設備無腐蝕。但此法會造成二次污染且須在停車的情況下進行清洗影響生產。 

              ④有機添加劑清洗法工藝:只需在運行著的導熱油中加入添加劑就可使積炭剝落再經澄清過濾處理除油渣。 

              原理:此添加濟利用相似相溶原理洗脫焦垢或使焦油垢降解防止導熱油變質。此法在不停車的情況下進行清洗,添加劑能而260℃以上的高溫溶于導熱油不影響導熱油的物性,耐

        用量不能超過導熱油的5%。使用時導熱油爐與管道不用降溫不影響生產。此法工藝簡單節約成本除去油渣后的導熱油可再利用不污染環境,是化學清洗洗清洗導熱油管道的趨勢。



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