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导热油炉工作原理

导热油炉是将电加热器直接插入有机载体(导热油)中直接加热,并通过高温油泵进行液相循环将加热后的导热油输送到用热设备,再由用热设备出油口回到电热油炉加热,形成一个完整的循环加热系统。电加热导热油炉采用数显式温控仪控温,具有超温报警、低油位报警、超压力报警功能。

一.导热油炉的原理
   是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料,导热油为热载体。利用循环油泵强制液相循环,将热能输送给用热设备后,继而返回重新加热的直流式特种[1]工业炉,导热油,又称有机热载体或热介质油,作为中间传热介质在工业换热过程中的应用已有五十年以上的历史。

手烧立式燃煤导热油炉
有机热载体炉是一种以热传导液为加热介质的新型特种锅炉。具有低压高温工作特性。随着工业生产的发展和科学技术的进步,有机热载体炉得到了不断的发展和应用。有机热载体炉的工作压力虽然比较低,但炉内热传导液温度高,且大多具有易燃易爆的特性,一旦在运行中发生泄漏,将会引起火灾、爆炸等事故,甚至造成人员伤亡和财产损失。因此,对有机热载体炉的安全运行和管理,必须高度重视。

二.点火前的准备工作
1.有机热载炉内、外部的检查和准备,包括:
2.导热油电加热炉内部残存水已放尽、吹干;炉膛内杂物清除干净;各检查孔、人孔等都已密闭,使用填料符合热载体炉介质要求。
3.安全附件和保护装置的检查
   1) 压力表弯管前端的针形阀或截止阀处全开状态。压力表精度、量程、表盘直径符合要求,无压力时指针回零。
   2) 液位计放油管阀门处关闭状态,放液管已与储存罐正确联接。
   3) 温度计及自动记录仪表已校验合格;超温超压报警、自动连锁保护装置已投入,电器控制各接点无异常。
   4) 燃烧通风设备检查,无异常。

三.介质化验及冷态循环
   导热油炉使用的热传导液质量合格,对热载体锅炉安全运行关系极大,所以,应先对使用的热传导液取样化验或有供应方的相关质量证明,应明确:
   1) 热传导液最高使用温度是否与有机热载体炉供热条件一致。炉出口温度至少应比热传导液允许使用温度低30~40℃,否则热传导液在使用中会很快分解变质,提前失效。
   2) 抽样化验,测定热传导液的外观质量、闪点、粘度、酸值、残炭和水分,与热传导液生产厂提供的质量证明书是否相符,同时也为今后运行中介质质量变化监测提供依据。
   装油将化验合格的热传导液用加油泵往炉内和膨胀器内注入热传导液。在加油泵向系统注热传导液时,应再检查一遍炉体、用热设备、管道系统的排污阀、放油阀是否关好,以免热传导液流失。同时将管道和炉体上的排汽阀逐一打开,排除空气,直至有油流出时关闭。当膨胀器液位计上出现油位时停止注热传导液,然后启动循环泵,进行冷态循环。
   冷态循环 冷态循环的目的是试验整个供热系统是否有滞阻现象,设备、管路、阀门等处有无渗漏,循环泵的流量和扬程能否满足生产要求。由于冷油粘度较高,故热载体炉进出口压力差比较大,管路系统的流动阻力也较大,每台循环泵应轮流启动、试车,使冷油在系统内循环6~8小时。冷态循环中,还要经常打开放气阀门排放残存空气,观察并记录各点压力表、温度表、电流表等显示情况,注意记录循环泵电流、进出口压差、循环泵出口压力、有机热载体炉进出口压差等数据,并检查油泵运行是否平稳,轴承密封是否良好。
   拆卸清洗过滤器 冷态循环中,系统的各种杂质及热传导液中的残渣等随着冷油循环,在油泵前的过滤器过滤掉,循环结束后,过滤器应拆卸,除尽过滤器内及过滤网上的污物。

四.基他操作要求可参照本规程中的有关内容
  升温和升温曲线 有机热载体炉的点火升温是运行操作中较危险的阶段,需要特别谨慎,其升温过程要遵循“一慢二停”原则;一慢即升温速度要慢,二停即在95°~110℃和210°~230℃两个温度段要停止升温,维持这个温度一段时间。
1.升温曲线 热载体炉点火后,升温过程和升温速度按升温曲线的规定执行。典型的热载体升温曲线见下图
   a) 冷炉点火后,控制升温速度10℃/时,直到90~95℃。因为冷炉时油的粘度大,受热面管内流速较低,管壁油膜较厚,传热条件差,如升温速度过快,容易使局部油膜温度过高。
   b) 95~110℃范围是驱赶系统内残存水分和热传导液所含微量水分阶段。升温速度控制在0~5℃/时范围,视脱水情况决定。当膨胀器放空管处排汽量较大,底部有水击声,管道振动加速,各处压力表指针摆动幅度较大时,必须停止升温,保持恒温状态,必要时可打炉门减弱燃烧。这个阶段时间的长短,视系统内残存水分的多少和热传导液的质量不同而异,短的可以十几个小时,长的可能达数天,在95~110℃之间反复几次,才能将水分排净。不能盲目加快升温脱水过程,因为一旦系统内水分剧烈蒸发汽化,体积将急剧膨胀,不仅可能引起“突沸”,使油位急剧膨胀而大量喷出,而且可能会使整个系统压力急剧升高,导致受压元件破裂,酿成严重事故。
   c) 当炉内和管道中响声变小,循环油泵不再出现抽空现象(泵出口压力降至0.1MPa以下,有沉重的喘气声)时,以5℃/时的速度再升温,但不能超过120℃,直到放空管不再有汽体排出为止。此时,压力表指针停止波动即为脱水合格。
   d) 脱水过程完成后,以30℃/时的速度继续升温,但仍应注意可能会有残余水蒸发,随时停止升温。当温度达到210~230℃时要停下来,这时主要为脱出热传导液中的烃组份。热传导液中烃组分的存在,使闪点降低,一旦泄漏,引起爆燃的可能性就增大。在液相供炉的热载体炉中,烃组分以气相存在,会造成“气阻”,使循环泵压不稳,流量不降甚到中断。脱轻组分析过程视热传导液的不同牌号、不同质量而异,当放空管中无气体排出,循环泵压稳定,即定可继续以0~10℃/时的速度升温。
   e) 从210℃直至热传导液的工作温度是在脱轻结束后,以40℃/时的速度升温,这时应全面观察各个检测、控制仪表的指示,动作是否灵敏、准确。各配套辅机,附属设备工作是否正常,全面检查锅炉和供热系统工作是否正常,能否满足生产需要。若供热量达不到设计要求,应暂停升温,寻找原因,解决后再升温。

2.点火升温中注意事项
   a) 点火升温过程,应严格按“升温曲线图”的升温曲线进行。
   b) 当热传导液温度升到200℃以上时,应对设备及整个系统进行一次全面检查,并对所有螺栓联接部位进行一次热紧,消除因热膨胀不均引起的泄漏。
   c) 注意热传导液的膨胀量。若膨胀器的液位过高,应打开放液管,将热传导液放入储油槽,以免热传导液从膨胀器中大量溢出引起事故。
   d) 冷炉点火必须先开循环泵后再点火。寒冷地区在点火前应先将热传导液用蒸汽加温达到30℃左右,然后才能开动循环泵。
   e) 液相炉点火 升温过程中脱去的水分以水蒸汽形态经膨胀管进入膨胀器,其中一部份以气体从排空管排出,另一部份凝成水分沉入膨胀器底。要避免这些水分再次进入循环系统,在升温过程中要定期打开膨胀器底部的排污管,放出冷凝水。

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