殘?zhí)际菍嵊驮诟邷毓ぷ鲿r裂解或氧化產生的膠質、瀝青質等聚合物。殘?zhí)加绊憘鳠?,一般殘?zhí)贾祽陀?.03%,當殘?zhí)贾荡笥?.5%時,就必須進行處理,否則就容易結焦和堵管,造成設備事故。
酸值是指導熱油中含有的各種有機酸的總和,有機酸達到一定量時,會對設備及管道產生腐蝕,如果酸值超過0.5mgKOH/g時,這種導熱油就不能使用了。
如果導熱油中含有水份,當工作溫度到100℃時,水份即汽化,特別是當系統(tǒng)管路設計安裝不當時,很容易引起噴油或爆炸。所以使用中一定要加強導熱油的脫水和系統(tǒng)的防水工作。
有機熱載體還有閃點、燃點、沸程、毒性等指標。
五、工作系統(tǒng)中的主要輔助裝置。
?有機熱載體鍋爐的工作系統(tǒng)中有許多輔助裝置,作為使用管理者,應該了解這些裝置的工作原理及基本要求,才能充分保證工作系統(tǒng)安全運行。
1、???? 高位儲油槽(膨脹器)
高位儲油槽的主要功能是防止導熱油受熱膨脹而引起系統(tǒng)超壓、導熱油外溢。其主要作用有:
儲存系統(tǒng)中導熱油受熱后引起的膨脹量(有時也稱膨脹槽、膨脹器);
對系統(tǒng)中的導熱油起補充作用(有時也稱補充槽);
高位儲油槽安裝在高位,對系統(tǒng)起著補充壓頭的作用(有時也稱高位槽);
在向系統(tǒng)注導熱油時,可先把導熱油用油泵注入高位儲油槽,使導熱油從高位儲油槽自動流到鍋爐及系統(tǒng)。
在鍋爐啟動升溫過程中,排除鍋爐及系統(tǒng)中導熱油含有的氣體;
在突然停電的情況下,可以用高位儲油槽中的冷油置換鍋爐中的
熱油,避免鍋爐爆管。
高位儲油槽的功能決定了它必須具有一定的容積。目前各種規(guī)范對高位儲油槽的容積大小規(guī)定不一,通常高位儲油槽的容積應不小于液相鍋爐管網中有機熱載體在工作溫度下因受熱膨脹而增加的容積的1.3倍。
高位儲油槽一般不得安裝在鍋爐的正上方,且高位儲油槽的底部與鍋爐頂部的垂直距離應不小于1.5米。
2、???? 膨脹管
膨脹管指從高位儲油槽的底部到鍋爐頂部之間的連接管。膨脹管
應盡量不用彎頭,必須轉彎時,其彎曲角度不宜小于120°。膨脹管上不得安裝任何閥門,且不得有縮頸。膨脹管的公稱直徑應符合以下要求:
?
額定熱功率(MW) | P≤0.7 | 0.7<P≤1.4 | 1.4<P≤2.8 | 2.8<P≤5.6 |
公稱直徑Dn(mm) | 32 | 40 | 50 | 70 |
3、低位儲油槽(儲存器)
低位儲油槽應盡量安裝在加熱系統(tǒng)的最低位置,以便在需要放油時可以放凈鍋爐及系統(tǒng)中所有的導熱油。
低位儲油槽應符合下列要求:
低位儲油槽與鍋爐之間應用隔墻隔開;
低位儲油槽的容積應不小于鍋爐及系統(tǒng)中導熱油總容量的1.2倍;
低位儲油槽的頂部應裝有排氣管,其直徑應比膨脹管大一檔。
4、自控裝置
一般有機熱載體鍋爐都安裝有完善的進出油溫度、壓力及油位顯示儀表,并有報警裝置。自控裝置的正常運行是有機熱載體鍋爐及系統(tǒng)安全的必要保證。
六、有機熱載體鍋爐制造、安裝、使用方面的強制性要求
有機熱載體鍋爐的工作壓力雖然較低,但爐內介質溫度高,且可燃易爆,或有毒。一旦在運行中發(fā)生泄漏或爆炸,很容易引起火災、造成人身傷害或財產損失。對有機熱載體鍋爐的安全管理與監(jiān)督,必須高度重視。
有機熱載體鍋爐作為特種設備的一類,其設計、制造、安裝、使用、維修、定期檢驗的每一個環(huán)節(jié),都必須按《特種設備安全監(jiān)察條例》納入特種設備安全監(jiān)督管理部門的強制管理。
有機熱載體鍋爐生產廠家必須具有C級以上鍋爐制造許可證或有機熱載體鍋爐單項制造資格,有機熱載體鍋爐的元件不論承壓與否,均應按現(xiàn)行鍋爐強度計算標準進行計算,其設計壓力為工作壓力加0.3MPa,且不小于0.59MPa。有機熱載體鍋爐的設計文件應當經過特種設備安全監(jiān)督管理部門核準的檢驗檢測機構鑒定,方可用于制造。
由于有機熱載體易滲漏、易燃燒,對有機熱載體爐焊接要求比以水為介質鍋爐要求高,應嚴格控制焊接質量,焊接要求和無損探傷必須滿足《有機熱載體爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》的要求。
有機熱載體鍋爐的制造、安裝、改造、重大維修都必須請有資質的單位進行,都必須經過法定的特種設備檢驗機構進行監(jiān)督檢驗,并出具檢驗報告。
安全閥、液面計、壓力表、溫度計、排污裝置、膨脹器、自動保護裝置等的選取、安裝、檢驗、維護必須滿足《有機熱載體爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》的有關規(guī)定。
使用廠家必須購買具有生產資質的廠家生產的產品。有機熱載體鍋爐在投入使用前或投入使用后30日內,使用單位必須帶相關資料到當?shù)刭|量技術監(jiān)督部門辦理注冊登記并辦理使用證。
有機熱載體鍋爐的操作人員應取得質量技術監(jiān)督部門核發(fā)特種設備作業(yè)人員資格證后,才上崗作業(yè)。
七、常見問題
通過對我縣在用有機熱載體鍋爐的多次現(xiàn)場監(jiān)督檢查,發(fā)現(xiàn)有機熱載體鍋爐在安裝使用過程中常常因為認識不足、管理不善,容易出現(xiàn)一些問題:
1、質量問題
近幾年來,機熱載體鍋爐生產廠家迅速發(fā)展,數(shù)量越來越多,而且比較混亂。有些廠家既無鍋爐制造許可證也無壓力容器制造許可證,其新產品焊接質量不合格、結構不合理、強度不足、安全附件存在問題等,從而產生了一些不必要的事故。
2、安裝手續(xù)不全
一是請無安裝資質的安裝隊伍安裝,不進行安裝告知,不進行安裝監(jiān)檢。二是安裝單位只派一兩名技術人員現(xiàn)場指導,具體施工由使用單位自己進行。這樣安裝的鍋爐很容易留下安全隱患,也給鍋爐的使用登記注冊造成困難。
3、循環(huán)泵選型不當
導熱油系統(tǒng)采用的循環(huán)泵小,導致導熱油的流速出降低,影響傳熱。再者,循環(huán)泵的磨損造成理論的泵輸送量的降低,也減少了導熱油的循環(huán)速度。
4、法蘭連接、焊接質量、密封存在問題
有機熱載體爐元件之間應盡量采用焊接連接,以防止?jié)B漏如果必須采用法蘭連接,液相鍋爐法蘭應采用公稱壓力不小于1.6Mpa的凹凸面或突面帶頸鋼制管法蘭,其墊片應采用金屬纏繞石墨墊片或柔性石墨復合墊片。法蘭連接處是泄漏的主要薄弱環(huán)節(jié),密封不當會引起火災、人身傷害事故。
5、使用不當導致有機熱載體變質
有機熱載體在使用過程中會發(fā)生氧化反應和熱裂解反應。液相強制循環(huán)熱載體爐最容易發(fā)生熱載體過早變質問題,甚至僅使用一兩年就變質老化,不僅造成重大經濟損失,還會導致鍋爐受熱面過熱、爆管,進而引起火災。
造成導熱油變質的原因如下:(1)局部過熱發(fā)生熱裂解。導熱油超過其規(guī)定的最高使用溫度便會局部過熱,產生熱分解和縮聚,析出碳,閃點下降,顏色變深,粘度增大,殘?zhí)己可撸瑐鳠嵝氏陆?,結焦老化。(2)氧化。導熱油與空氣中的氧氣接觸發(fā)生氧化反應,生成有機酸并縮聚成膠泥,使粘度增加,不僅降低介質的使用壽命,而且造成系統(tǒng)酸性腐蝕,影響安全運行。導熱油的氧化速度與溫度有關,在70℃以下,氧化不明顯,超過100℃時,隨著溫度的升高,導熱油氧化速度加快,并迅速失效。
導熱油使用多年后,由于受熱分解、碳聚合形成爐管結焦,使管內徑縮小而造成導熱油流量降低,循環(huán)泵克服的阻力增大,嚴重時會導致堵塞爐管;另一方面生成的大分子縮合物使導熱油的粘度增高,爐管結焦,熱阻增大會導致爐管壽命降低。
6、超壓
在啟動過程中,隨著有機熱載體的加熱,溶解在其中的其他氣體或水分逐漸分離出來,可能造成超壓和爆沸事故。加入導熱油中水分大量蒸發(fā)而造成油路氣塞、循環(huán)不暢,引起爆沸事故。
7、安全附件缺無、不齊、失靈
據(jù)調查,有的有機熱載體爐沒有按規(guī)定安裝溢流管、液面計、自動保護裝置,或已經按規(guī)定安裝安全附件,但沒有定期檢驗和檢查,處于失靈狀態(tài),由此也曾釀成過爆炸和泄漏火災事故。
八、有機熱載體鍋爐安全運行管理與監(jiān)管措施、對策。
1、確保有機熱載體爐產品質量,使用正規(guī)廠家生產的設備。并請有安裝資質的安裝隊伍進行安裝。
2、控制導熱油的流速
導熱油在熱油爐中的流動應為穩(wěn)定狀態(tài),并具有一定的流速。流速越慢,邊界層越厚,該處介質溫度與主流溫度之差越大,就會造成管壁超溫,加速導熱油變質、失效。主要措施為循環(huán)油泵的流量與楊程應保證導熱油在熱油爐中必要的流速。熱油爐運行中,循環(huán)油泵不允許停止,泵的應定期維護保養(yǎng)。
3、控制導熱油的溫度
應保證熱油爐出口處導熱油的溫度不得超過最高使用溫度,開始點火升溫時,必須嚴格控制升溫速度,一般應在40—50℃/h以下,火焰應均勻,避免局部熱負荷集中;在熱負荷降低或暫時停用時應打開旁路回油調節(jié)閥,調節(jié)系統(tǒng)流量,使熱油爐管內的導熱油具有足夠的流量和流速;正常停爐時,循環(huán)泵要繼續(xù)運轉一段時間,打開旁路,以使導熱油繼續(xù)流動,停止送風、引風,待油溫降至100℃以下時,循環(huán)油泵方可停轉。
4.避免導熱油氧化
通常設置高位膨脹槽,用以隔絕高溫熱載體直接與空氣接觸。高位槽可充氮保護,無充氮保護的,應保持一定液位,并裝有最低液位報警器。?
5.在循環(huán)泵人口處應裝過濾器
在循環(huán)泵人口處應裝過濾器,濾芯材料應能濾去懸浮狀態(tài)的聚合物。過濾器應便于拆卸、更換。
6.停電保護
突然停電時,必須采取有效的安全防護措施,避免導熱油超溫、受熱面金屬發(fā)生過熱,主要措施有:(1)打開所有爐門,迅速將爐膛內的燃料取出,使大量冷風進入爐膛,迅速降低爐溫。同時迅速關閉出油總閥,打開放油閥門,將高溫油緩慢放人儲油槽,并讓膨脹油槽中的冷油慢慢流入鍋爐,及時帶走熱量;(2)配置備用電源或汽油機帶動的備用油泵,一旦停電立即起動。
7.定期化驗導熱油
應定期測定和分析導熱油理化指標,及時掌握油的品質變化情況,分析變化原因。有機熱載體在使用過程中每項性能指標值超過一定范圍,必須更新或再生,否則不能再繼續(xù)使用。
8.補充新油
定期適當補充新導熱油可以使系統(tǒng)中的殘油量基本保持穩(wěn)定。補充的導熱油應為同一廠家生產的同一牌號產品,不同的有機熱載體不宜混合使用。在熱態(tài)運轉的系統(tǒng)內,不能直接加入未經脫水的冷介質。加入鍋爐中的導熱油必須預先煮過以排除水分。
9.定期清洗
對導熱油系統(tǒng)進行徹底清洗,清除管壁內的積碳,以降低爐管阻力。
10、有機熱載體鍋爐啟動中氣體應反復排放
有機熱載體爐在啟動中要反復打開排氣閥,用來清除爐中的空氣、水與有機熱載體混合蒸汽。
11、運行管理控制。
使用單位應制定運行操作規(guī)程和管理制度,并嚴格執(zhí)行。操作人員必須經培訓合格,持證上崗。
12、定期檢驗
運行期間應進行日常檢查、檢驗,維護監(jiān)測儀表,使其靈敏、準確、可靠。每年應進行一次法定的定期檢驗,對檢驗中發(fā)現(xiàn)的問題及時處理。
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參考文獻:馮維君主編《有機熱載體爐安全技術》
????????? 《有機熱載體爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》