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导热油锅炉清洗技术分析

时间:2017-03-27 15:48 作者:锅炉清洗 点击:

    导热油锅炉清洗的化学清洗技术分析值得关注,导热油是一种有机载热体。作为介质在换拱其他设备系统中液相循环,达到传递热量的目的是很好的新的节能技术。它是一种优良的传热介质,具有高温低压的传热性能,有显著的节能效果,且稳定性高,传热陛好,热效率高及节能(比蒸汽热力系统节能约30%~50%L低压下具有高沸点,系统可在350℃下常压运行安全性好,热容量大,运行维修费低的优点。废油可以再利用,也可同煤一起燃烧。导热油炉省去了水处理的投资和运转费用。   导热油加热代替蒸汽加热在各行各业中具有广泛的推广使用前景,目前已应用于人造板、石油化工、纺织、化纤、印染、轻工、原油输送、食品、公路工程、建材等行业。尤其在玻纤制品行业,烘干热源由汽电混合加热方式改成燃导热油油炉,经济效益显著,该技术若在玻纤及其他行业推广,将为国家创造更高价值。本文主要从导热油的种类及理化性能、应用时存在的不足以及原因、解决这些不足的方法等方面进行分析和综述。
导热油的种类
导热油一般分为矿物型和合成型两种吼矿物型是从石油炼制中提取出的部分高沸点馏分,经添加抗氧化剂后成为导热油。合成型导热油通常是几种同分异构体或化学物质相似的混合物。导热油的成分有联苯、萘、二苯醚及其低熔点的混合物,常见的种类有烷基苯型、烷基萘型、烷基联苯型、联苯加二苯醚混:合型、氢化三联苯型、苯甲基甲苯型、重质烷基苯型、有机硅类、矿物油类型。常用导热油理化性能见表1。
表1 常用导热油理化性能
项目 ASTMD-92 WD-320 WD-340 NeoSK-OIL500
闪点/℃≥ 193 200 210 200
馏程/℃≥ 340 340 360 380
动力粘度50%/(Pa·s) 1.6~2.2 2.2~2.7 0.061~2.7
水分/%≤ 250×10-6 痕量 痕量 12×10-6
残炭/%≤ 0.02 0.02 0
密度(20℃)/(g·cm-3) 0.868 0.83~0.85 0.85~0.87 0.88
膨胀系数×10-4(100~200℃)/K-1 9.6 6.38~7.04 6.3~6.95
比热/(kJ·kg-1·K-1)100℃
200℃ 1.97
2.17 2.294
2.684 2.386
2.784 0.68
导热系数(W·m-1·K-1) 0.454
0.431 0.473
0.444 0.481
0.452 0.447
0.399
最高使用温度/℃ 315 320 340 315
导热油存在的不足
2.1 导热油存在的不足
导热油在加热过程中易被氧化,高温下油品酸值增大且变化率较大。其运动粘度逐渐增加,这是由于导热油组分在高温下发生热裂解、热缩聚反应。热裂解反应结果导致生成小分子化合物,使其粘度减少;而热缩聚反应生成高分子产物,使其粘度增大。小分子化合物会有少量挥发,总的结果使油品粘度增大,见表2。残炭量随温度增高而增大。当使用温度在 300~400℃时易发生热裂解,在管道、设备内壁生成积炭,影响传热效率,加速传导油老化失效,也使炉体,管道局部过热,损害机械强度危及人身安全。导热油在管道的结垢不同程度地缩小了输油管路的流通面积,增大了摩擦阻力,加大了输送能耗,降低了管道的输油能力,甚至有时还会导致初凝停流等事故发生。此外,导热油产生油垢焦垢可使管壁热阻增加,生产过程能耗增加,设备寿命缩短,垢层也使设备内径变小,物料流动压降增大,收率降低,操作周期缩短,严重影响生产。
 2.2导热油结垢的原因
高温导热油在热油炉中循环传送热能,同时产生胶质。胶质是粘糊状的,质量好的导热油能将胶质悬浮于油中,在循环过程中,可将部分胶质通过过滤器滤掉。但若有一小部分胶质附着在炉管内壁,就容易形成结焦。另外,在导热油循环过程中,若有空气串入易发生降解和聚合作用,形成低沸物和高沸物。低沸物可以通过高位槽排到大气中,而少量高沸物可以溶解在导热油中,如果导热油的溶解度达到过饱和状态,高沸物就会粘附在管内壁,这是结焦的又一原因。再有,操作温度超过其设计温度往往引起自催化热分解,导致管内结焦。工艺物料泄漏带入导热油系统,形成腐蚀产物生成铁锈,以及大修中带入的杂质污染者再会促使管内壁发生结焦。
2.3导热油垢的主要成分
油垢主要由蜡质、胶质、焦质、沥青、碳化物、炭分、硫化铁、氧化铁、无机盐、有机聚合物、催化剂等组成。 
2.4导热油结垢造成的危害
导热油系统中少量的轻组分可通过排气线排出,但若轻组分太多,将引起泵出流量低,联锁停炉。重组分多将引起炉管内部结焦导致炉管的传热速率下降。热油炉的热效率降低,造成能源浪费,炉管内外温差加大,当炉管的外壁温度达到600~700℃,易烧穿炉管,而引起火灾事故,造成设备损坏,甚至造成人员伤亡事故。结焦是热油炉的大敌,是引起火灾的祸根,避免热油炉结焦是一个很值得研究的问题[12]。由于导热油有以上的缺点,解决的方法通常是进行清洗除垢。
表2 导热油存在的不足
项目 可能的原因 潜在的效应
粘度变化 污染、热降解、氧化 传热速率差、沉淀、泵汽蚀、蒸汽压高
总酸值变化 严重氧化、被酸基碱污染 系统腐蚀、沉淀
水分增加 系统泄漏,在新的或清理过的系统中有残余物,放空或储存无保护措施 腐蚀、系统超压、泵汽蚀
丙酮不溶物增加 污染、污物腐蚀、氧化、过热 传热差、泵密封磨损堵管道
低和高沸物增加 污染、过热 泵汽蚀、传热差、系统超压、沉淀
由于导热油有以上的缺点,解决的方法通常是进行清洗除垢。
3.2 清洗工艺
某些设备上沉积的油垢,可能是多相或多层混合垢,靠一步锅炉清洗法只能清除其中一相或一层,需要采用多层次清洗工艺,才能确保除去绝大部分垢物。以下是综合了国内国外的化学清洗技术列出的几条方案。 
3.2.1碱洗和酸洗两步法
工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→碱性清洗剂→水冲洗→酸洗→钝化→完毕 
3.2.2溶解清洗法
工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→有机溶剂清洗液(有机溶剂 SAA 助剂)→钝化 
3.2.3复合清洗剂清洗法
工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→清洗液循环清洗 
3.2.4有机添加剂清洗法
工艺:只需在运行着的导热油中加入添加剂,就可使积炭剥落,再经澄清过滤处理除油渣。

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