一、有機熱載體的基礎知識
1、鍋爐常用的傳熱介質
水、水蒸氣,有機熱載體和無機熱載體三種。
2、有機熱載體的概念
有機熱載體是作為傳熱介質使用的有機物質的統稱。包括被被稱熱傳導液、導熱油、有機傳熱介質、熱媒等用於間接傳熱目的的所有有機介質。
有機熱載體大多數是呈淡黃或水白色的透明液體,根據其化學組成不同具有不同程度的毒性和氣味。與水相比,有機熱載體具有較高的沸點,可以在較低的壓力下被加熱到較高的工作溫度,並有較好的熱穩定性。一般不腐蝕金屬裝置,幫浦輸送效能好,已被廣泛用作傳熱介質。
使用中當溫度超高80攝氏度時必須有隔離空氣的措施,否則有機熱載體會被急劇氧化而變質,影響使用。有機熱載體是可燃的,使用效果下降,造成結焦,進而引發事故。
3、有機熱載體的分類。
3.1根據化學組成可分類為礦物油型有機熱載體和合成型有機熱載體
礦物油型有機熱載體是以石油為原料,利用經蒸餾和精製工藝得到的適當餾分生產的產品,其主要組分為烴類的混合物。大致可以分為石蠟基碳氫化合物的混合物、環烷基碳氫化合物的混合物、芳香烴碳氫化合物的混合物三大類。礦物型有機熱載體最高允許使用溫度不超過320℃,發生劣化後,再生困難。
普通合成型有機熱載體的熱穩定性和最高使用溫度與礦物型有機熱載體相似;巨頭特殊高穩定性的合成型有機熱載體最高允許溫度在320℃以上,最高可達400℃。合成型有機熱載體可以通過**處理延長使用壽命。但其**比礦物型有機熱載體高。
3.2根據沸程可分類為氣相有機熱載體和液相有機熱載體
具有一定餾程範圍的合成型有機熱載體和礦物型有機熱載體只能在液相條件下使用,稱為液相有機熱載體;具有沸點或共沸點的合成型有機熱載體可以再氣相條件下使用,稱為氣相有機熱載體。
4、無機熱載體的概念
當使用溫度為350-600℃的高溫時,可選擇無機鹽及熔鹽作為載熱體。鹽類熔化後形成的熔融體,例如鹼金屬、鹼土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。熔鹽是金屬陽離子和非金屬陰離子所組成的熔融體。
熔鹽的熱穩定性好,而且溫度在600℃以下時,幾乎不產生蒸汽而且不燃燒,但它易和接觸的有機化合物發生劇烈反應。我國目前主要使用的熔鹽為硝酸鉀、亞硝酸鉀、硝酸鈉三者的混合鹽,其熔點為142℃,可用於低於600℃的高溫加熱系統中。
5、有機熱載體與常用傳熱介質水和水蒸氣的比較
有機熱載體與常用傳熱介質水和水蒸氣相比,具有以下特點:
(1)在幾乎常壓的條件下,可獲得較高的傳熱溫度。大幅降低高溫加熱系統的操作壓力,提高系統和裝置的安全性。
(2)溫度穩定,便於控制。對強制迴圈的液相有機熱載體的加熱溫度,可根據用熱系統的需要實現自控,不受壓力因素的影響,溫度波動小。蒸汽鍋爐供熱溫度是由蒸汽壓力調節控制,影響因素多,溫度波動大。
(3)不需要水處理系統,減少系統的初投資和執行維護費用。
(4)可以在更寬的溫度範圍內滿足不同的溫度加熱、冷卻的工藝需求,或在同乙個系統中用同一種有機熱載體爐同時實現高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求,可以降低系統和操作的複雜性。
(5)在事故引起系統洩漏的情況下,有機熱載體爐與明火相遇時有可能發生燃燒,這是有機熱載體爐系統與水蒸氣系統相比存在的問題。但在不發生洩漏的條件下,由於有機熱載體爐系統在低壓條件小工作,所以其操作安全性要高於水和蒸氣系統。
(6)在同樣的操作溫度條件下,有機熱載體系統較蒸氣系統至少節能30%。
6.有機熱載體的檢驗
有機熱載體的檢驗有兩種,一種是有機熱載體的驗證檢驗,另一種是在用有機熱載體的定期檢驗。
6.1有機熱載體的驗證檢驗內容及檢驗結論
(1)未使用的有機熱載體(包括系統初次注入和執行過程中補充或者更換的未使用有機熱載體)應在注入系統錢對質量進行驗證檢驗。主要檢驗內容為:1、核查其出廠檢驗報告和型式試驗報告是否符合gb24747《有機熱載體安全技術條件》的要求。
2、根據該產品型式試驗報告,對其質量進行驗證檢驗。
(2)根據tsg g5002-2010《鍋爐水(介)質檢驗規則》的規定,未使用有機熱載體驗證檢驗的結論分為合格、不合格。檢驗結果全部符合判斷指標的規定,判定為合格,否則為不合格。無型式試驗報告或者驗證檢驗不合格的有機熱載體,不允許使用。
6.2在用有機熱載體的定期檢驗及檢驗結論
(1)在用有機熱載體的檢驗週期。
根據gb 24747-2010《有機熱載體安全技術條件》標準的規定,在用有機熱載體檢驗週期如下:
1)、驗證檢驗合格的有機熱載體,在注入系統並完成系統除錯後應在3個月內進行首次檢驗;在用有機熱載體至少應每年取樣檢驗一次。
2)、有以下情況之一,應根據需要隨時取樣進行檢驗。
①系統發生偶然事故,可能對有機熱載體產生了危害;
②系統中排放出的有機熱載體再次注入系統時;
③確定停止使用的有機熱載體,採用科學合理的處理措施改善其質量後,z準備再次使用之前;
④系統中更換或新增混用了不同的有機熱載體產品後3個月內。
(2)在用有機熱載體定期檢驗的結論
根據tsg g5002-2010《鍋爐是(介)質檢驗規則》的規定,在用有機熱載體的檢驗結論分為合格、基本合格、不合格。
1)檢測結果全部符合gb24747中的「允許使用質量指標」,為合格。
2)有一項或者多項檢測結果達到gb24747中的「安全警告質量指標」,為基本合格。
3)有一項或者多項檢測結果達到gb24747中的「停止使用質量指標」,為不合格。
(3)定期檢驗的結論說明
1)結論為合格的有機熱載體。表明該有機熱載體處於正常狀況,可以正常使用。
2)結論為基本合格的有機熱載體。表明該有機熱載體受到輕度或中度的過熱、氧化或汙染,有可能影響使用的安全性。因此,應依據分析資料確定該有機熱載體需要縮短檢驗週期的期限,並給出能夠使該有機熱載體品質得到改善的適當建議。
3)結論為不合格的有機熱載體。表明該有機熱載體受到中度或中度的過熱、氧化或汙染,有的劣化程度已較高,對鍋爐及傳熱系統的安全、節能執行帶來較大影響,應停止使用,進行及時的處理。
有機熱載體的技術要求和試驗方法
質量指標 專案最高允許使用溫度外觀 自燃點 不低於閃點 閉口 不低於閃點 開口 不低於硫含量 質量分數 不大於氯含量 mg kg 不大於酸值 以koh計 mg g 不大於銅片腐蝕 100 3h 級 不大於水分 mg kg 不大於水溶性酸鹼傾點 不高於密度 20 kg m3 灰分 質量分數 l qb2...
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