有機熱載體—導(dǎo)熱油
在現(xiàn)有工業(yè)領(lǐng)域中，需要200℃~300℃溫度熱源的用熱單元很多，從石油化工行業(yè)的分餾、裂解、濃縮、反應(yīng)；紡織、印染行業(yè)的熱定型、烘干；筑路、建筑行業(yè)的瀝青熔化、保溫、拌和及汽車行業(yè)的油漆烘干等等。以往各用戶大多采用電加熱或遠紅外加熱設(shè)施，但成本很高，而從上面幾種熱載體性能的初步比較，我們可以看到導(dǎo)熱油是理想的獲得200℃~300℃溫度熱源的熱載體。
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4.2.1 導(dǎo)熱油的主要性能
目前我們所選用的導(dǎo)熱油大多為礦物類導(dǎo)熱油，國內(nèi)生產(chǎn)廠家不斷增多，多種導(dǎo)熱油性能數(shù)據(jù)都不相同，我們可以從以下幾方面來觀察導(dǎo)熱油的性能特點：
4.2.1.1酸值
酸值是指導(dǎo)熱油中含有的有機酸的總和，這種有機酸遇到油中微量水份就會對設(shè)備或管道造成腐蝕，還會形成酸泥，該有機酸是由于導(dǎo)熱油在較高溫度下氧化的產(chǎn)物。酸值常用來作為限制導(dǎo)熱油腐蝕性的一項質(zhì)量指標，在不縮短機械壽命或不影響機械性能的情況下，要求導(dǎo)熱油對設(shè)備腐蝕達到小。因此新導(dǎo)熱油的酸值一般不超過0.02mgKOH/g，導(dǎo)熱油的酸值在使用過程中會不斷增大。
4.2.1.2粘度
粘度為導(dǎo)熱油在一定溫度下稀稠程度和流動性，反映油分子之間吸引力的大小，粘度大，內(nèi)磨擦阻力大，導(dǎo)熱油經(jīng)高溫長期運行后粘度增加，說明分子聚合或發(fā)生結(jié)構(gòu)變化及生成膠質(zhì)，油質(zhì)變壞。當機械負荷，流速相同時，所有導(dǎo)熱油的粘度越大，則功率損耗越大，機械啟動也困難。導(dǎo)熱油的粘度隨著溫度升高會逐漸減小。粘度指標是衡量導(dǎo)熱油性能的重要指標之一。
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4.2.1.3閃點
閃點是導(dǎo)熱油蒸氣與周圍空氣混合遇到火焰而發(fā)生閃爍光的溫度。當溫度繼續(xù)升高，可達到燃點再升高達到自燃點。導(dǎo)熱油中含有的輕餾份越高，閃點越低。導(dǎo)熱油在使用過程中因高溫下產(chǎn)生導(dǎo)熱油部分裂解，使閃點降低，安全性相對變差，因此閃點的變化也是安全性程度的訊號，閃點指標同樣是衡量導(dǎo)熱油性能的重要指標之一。
4.2.1.4殘?zhí)?br>導(dǎo)熱油中形成殘?zhí)嫉闹饕镔|(zhì)是膠質(zhì)、瀝青及多環(huán)芳香烴等，它們在空氣不足的條件小受強熱作用易分解、縮合而成殘?zhí)嫉拇笮】纱笾屡卸▽?dǎo)熱油在高溫使用中的結(jié)焦傾向。當殘?zhí)贾颠^大時，設(shè)備中可能會沉積大量膠質(zhì)、碳渣，致使設(shè)備堵塞，無法維持工業(yè)生產(chǎn)所需的溫度，有時還會在管道中產(chǎn)生大的溫度差或壓力差，特別在爐管中，當爐壁上結(jié)有很厚殘?zhí)己螅璧K傳熱，增大油膜溫度，嚴重時會導(dǎo)致事故發(fā)生，殘?zhí)贾笜耸呛饬繉?dǎo)熱油性能的四大重要指標之一。
4.2.1.5其他
導(dǎo)熱油的性能指標較多，除以上講述的四大重要指標外，還有餾程、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、普朗特系數(shù)、折光指數(shù)、銅片腐蝕、毒性、使用溫度、比熱、比重、水分、導(dǎo)熱系數(shù)、蒸氣壓、膨脹系數(shù)等，作為有機熱載體爐操作人員來講，可盡可能多的進行了解。

如何延長導(dǎo)熱油的使用壽命
4.3.1 導(dǎo)熱油的化學原理
簡單地講，制造導(dǎo)熱油主要是將基體油（俗稱為白油）進行必要的處理，然后加入一定量的復(fù)合添加劑而得到。
白油是石油產(chǎn)品中的一種，所謂石油產(chǎn)品是以石油或石油某一組份做原料直接生產(chǎn)出來的各種產(chǎn)品的總稱。
石油是組成異常復(fù)雜的混合物，由碳（C）、氫（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）及少量其它元素組成。大多以烴類為主，占80~90%，其它為非烴化合物，而烴類有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和不飽和烴四種。
作為導(dǎo)熱油，希望使用溫度高，而且高溫下熱穩(wěn)定性好，不易被氧化變質(zhì)，一般都通過一定的化學和物理加工方法，從石油中提取正構(gòu)烷烴。烴類處于高溫下發(fā)生熱裂解產(chǎn)生新物質(zhì)，其中有些分子量小易揮發(fā)，降低油品閃點，增加操作中帶來油品損失，以及使用中的危險性。另外，烴類處于高溫下有些分子量小的成分與分子量大的成份形成聚合物，使油品變稠降低傳熱速度，以致碳化。
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4.3.2 導(dǎo)熱油裂解的防止
延長導(dǎo)熱油的使用壽命是我們每個使用單位熱切關(guān)心的事，從導(dǎo)熱油的化學原理中以及前面所講的導(dǎo)熱油四項主要指標變化原因，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱油發(fā)生變質(zhì)的原因主要是導(dǎo)熱油高溫裂解及導(dǎo)熱油的氧化，因此我們在延長導(dǎo)熱油使用壽命方面也著重從這兩個方面解決。
要確保熱穩(wěn)定性，避免高溫裂解，下列幾方面至關(guān)重要：
l 導(dǎo)熱油生產(chǎn)單位要研制生產(chǎn)穩(wěn)定性好的導(dǎo)熱油。
合成油高溫穩(wěn)定性好，但目前大量合成生產(chǎn)還存在不少困難，主要是原料缺乏，價格又較高，當前應(yīng)著重解決現(xiàn)在國內(nèi)用得多的礦物油的質(zhì)量及穩(wěn)定性問題。
l 導(dǎo)熱油在爐管中的流速必須處于湍流狀態(tài)。
導(dǎo)熱油在爐管中是邊流動邊吸熱的過程，應(yīng)符合熱力學的相似原理——即流體處于流動條件下，如果該流體處于紊流（湍流）狀態(tài)，無論該液體（流體）是水或其它液體（如油），管壁向該液體的放熱是相等的。
湍流越強烈，邊界層越薄、熱阻小、熱效率高。流速越慢，邊界越厚、熱阻越大、熱效率越低，若流體處于滯流（層流）狀態(tài)，邊界層增厚。在達到預(yù)定的溫度時，熱強度增大，當爐管壁溫超過油膜溫度，則導(dǎo)熱油就會發(fā)生裂解、聚合、積碳、結(jié)焦，甚至燒環(huán)爐管，所以嚴格控制導(dǎo)熱油在爐管中的流速或流量對有效地維護爐管壽命是極重要的。
l 加熱爐進、出口溫差要適當。
導(dǎo)熱油通過爐管向加熱爐吸熱，其吸熱量應(yīng)等于加熱爐出力，用公式表示為：
Q=G·Cp（T2—T1）
式中：Q——加熱爐出力 G——導(dǎo)熱油重量流量
Cp——導(dǎo)熱油平均比熱 T2——出口油溫
T1——進口油溫
從上式有二種情況，若Q值一定時，設(shè)Cp值也一定，G上升，則T1—T2下降；若Q值一定時，設(shè)Cp值也一定，G下降，則T1—T2上升。
如果單純從熱負荷看似乎第二種情況溫度大些有好處，導(dǎo)熱油循環(huán)量可減小，油泵電耗降低，又有利于熱交換，但實際上較全面分析溫差不能太大，溫差大油溫波動影響大，不穩(wěn)定，而且流速低時，超過導(dǎo)熱油本身允許的油膜溫度時，則導(dǎo)熱油就會發(fā)生裂解、聚合、粘度增加，膠質(zhì)增加、殘?zhí)荚龈?、油質(zhì)變壞，導(dǎo)熱油壽命變短，在我們對管路閥門的開閉操作中，就應(yīng)注意不能將加熱爐進出口的閥門隨意關(guān)小或關(guān)閉。
l 對緊急停電要有切實有效的措施保證。
國內(nèi)大多數(shù)使用燃煤加熱爐的用戶，停電現(xiàn)象也很普遍，所以突然停電的應(yīng)急措施不是可有可無的事，而是必須切實解決的重要問題。
突然停電后，循環(huán)泵停止運行，爐管內(nèi)導(dǎo)熱油靜止，爐膛中燃著的煤或耐火蓄熱體不斷給爐管中導(dǎo)熱油放熱，這樣，爐管中導(dǎo)熱油很快就會超高溫發(fā)生裂解、結(jié)焦，突然停電時，必須及時進行冷油置換操作，以防導(dǎo)熱油超溫。
切忌超高溫加熱。
上面所談的核心問題是高溫裂解，這不僅牽涉到“油”、“爐”兩個方面，使用操作也是關(guān)鍵。如有時候出口溫度達不到用熱要求，這時，就不能拼命加煤，加大引風機風量或增加燃油量，強制燃燒器大火燃燒等，因為這樣做結(jié)果很可能產(chǎn)生不良后果，如爐排燒塌，爐管燒壞，同時導(dǎo)熱油超高溫加熱，當油溫高于油膜溫度熱裂解加速，導(dǎo)熱油受到破壞，將大大縮短使用壽命。
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4.3.3 導(dǎo)熱油氧化的防止
以上我們是從防止導(dǎo)熱油高溫熱裂解方面談了幾點延長導(dǎo)熱油壽命的措施和方法，從防止導(dǎo)熱油氧化方面我們主要應(yīng)注意的是：
防止高溫導(dǎo)熱油與空氣接觸，我們在設(shè)計中首先應(yīng)考慮到系統(tǒng)中與高位槽（膨脹槽）的管道設(shè)計，可采用氮封裝置，或能降低膨脹槽正常工作狀態(tài)時導(dǎo)熱油溫度等，這些措施在后面還會介紹，作為我們操作人員應(yīng)注意不能在導(dǎo)熱油處于高溫時向暴露在空氣中的容器釋放導(dǎo)熱油，特別在故障處理，設(shè)備檢修時尤為注意。
不同的導(dǎo)熱油在一定的條件下可以進行混用，但我們建議不能隨意混用導(dǎo)熱油，注意隨意混用導(dǎo)熱油，是影響導(dǎo)熱油使用壽命的重要因素之一。

鏈條爐排的結(jié)構(gòu)
目前有機熱載體爐中，較多采用鏈帶式鏈條爐排，其結(jié)構(gòu)和爐排片的形狀和如圖3-3所示。爐排片分為主動爐排片和從動爐排片兩種，用爐排長銷串聯(lián)在一起，形成一條寬闊的鏈帶，圍繞在前鏈輪上和后滾筒上。由主動爐排片組成的主動鏈環(huán)，直接與鏈輪嚙合，前軸是主動軸，所以主動爐排片擔負傳遞整個爐排運動的拉力，因此其厚度比從動爐排片厚，由可鍛鑄鐵制成.從動爐排片,由于不承受拉力,可由強度低的普通灰口鑄鐵制成.
爐排的傳動現(xiàn)在應(yīng)用的有兩種形式:電動機帶動變速箱的分級調(diào)速和利用可控硅變頻控制的無級調(diào)速.
鏈帶式爐排可以采用強制通風或自然通風。由于沿爐排縱向，前、中、后各部分所需風量不同，因此爐排下面沿縱向，分隔成數(shù)個風室，可分別控制送風量。爐排的兩側(cè)與固定的支架之間的密封稱側(cè)密封，側(cè)密封是很重要的。如果密封不好，空氣就會從邊緣處直接竄入爐室，影響火床的正常燃燒。
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3.1.2.2.鏈條爐排的燃燒過程
依照燃料供給的方式，手燒爐是一種典型的上飼式爐子，新燃料自上方鋪撒于燃燒層上，與供給的空氣氣流相對而遇。鏈條爐則不同，新燃料自前方由緩緩之移動的爐排引入爐內(nèi)，與空氣氣流交叉而遇，是一種典型的前飼式爐子，因此鏈條爐的燃燒過程與手燒爐比較，有其獨自的特點。
鏈條爐的工況與手燒爐不同，煤自煤斗滑落在冷爐排上，而不是鋪撒在灼熱的燃燒層上。進入爐子后，主要依靠來自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒。顯而易見，著火條件不及手燒爐有利，是一種“單面引火”的爐子。但因整個燃燒過程的幾個階段是沿爐排長度由前至后，連續(xù)順序地完成，故不存在手燒爐的那種工作周期性，使燃燒工況大為改善。
由于煤在爐排上的燃燒是分階段，分區(qū)進行的，爐排中部是主燃區(qū)，供風量需很大，爐排前部為預(yù)熱及揮發(fā)物析出區(qū)，而后部為灰渣形成及燃盡區(qū)，需風量較小。因此一般鏈條爐都避免采取所謂統(tǒng)倉送風的方式，而是把風室沿爐排長度分為若干段，有目的地進行風量調(diào)節(jié)，造成風量兩頭小，中間大的合理布局，適應(yīng)爐排沿長度分區(qū)段燃燒的特點。
鏈條爐的著火條件比手燒爐差。一般在爐膛設(shè)計時，通過設(shè)置爐拱予以改善。爐膛的前拱由引燃拱和混合拱組成，它將爐膛高溫煙氣的輻射熱量反射到新燃料上，并容納由后拱引來的高溫煙氣對新燃料進行氣體輻射加熱和對流換熱：爐膛的后拱則將爐排后部激烈燃燒的高溫煙氣引至爐膛前部，以此維持著火區(qū)的高溫并加強紊流和沖刷，對燃料的引燃也具有重要的作用。另外，后拱還起到使爐排后部的煤層燃燼的作用。拱的形狀和布置與燃料種類密切相關(guān)。例如對于無煙煤，首先是保證著火的問題，通常采用高而短的前拱，低而長的后拱，以改善其著火條件，有時后拱的覆蓋長度甚至在爐排有效工作長度的一半以上。燃煙煤時，由于其揮發(fā)物含量較高，著火并不困難，重要的是如何加強爐內(nèi)氣體的繞動混合,減少氣體不完全燃燒損失,所以其前拱略比燃無煙煤的稍低而稍長,后拱也不太長,但所組成的喉口應(yīng)有較大擾動作用.
鏈條爐排有運行可靠、燃燒效率高、煙塵量少、勞動強度低等一系列優(yōu)點。因些，在載熱體加熱爐中應(yīng)用甚廣。
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熱載體爐分類
5.１熱載體爐的分類方式
熱載體爐的分類可按燃料種類、燃燒裝置的形式、結(jié)構(gòu)以及熱載體狀態(tài)來進行劃分。
5.１.１按燃料種類分
按燃料的種類可分為燃煤爐、燃油爐、燃氣爐及其它燃料爐。
燃煤爐的煤種范圍很寬Ⅱ、Ⅲ類煙煤均可使用，熱值一般在5.2kw/kg（4500kcal/kg）左右。
燃氣爐由于氣源復(fù)雜、氣種繁多，實用煤氣就有水煤氣、城市煤氣、混合煤氣等多種。煤氣燃料的氣壓要求為>30mbar；天然氣燃料的氣壓要求需>60mbar；液化石油氣燃料的氣壓要求為>60mbar。
燃油爐所采用的燃料有輕油、重油、渣油、混合油（包括非易燃的煤油副產(chǎn)品）等，由于燃油品種不同，亦需相應(yīng)配用不同的燃油燃燒器。
其它熱載體爐使用的燃料有：煤粉、水煤漿、木屑、甘蔗渣及化工副產(chǎn)品的廢氣、廢液等。

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