影响导热油使用寿命的因素

日期:2017-07-17 10:12:32来源:上海久星导热油股份有限公司

影响导热油使用寿命的因素


导热油这一传热介质,同样有其使用寿命长短之别。其寿命长短主要由导热油本身原料、性质、配料及加工工艺等因素决定;同时也有导热油运行温度、热油炉设备、热油炉清洗和导热油修复与增寿等因素的影响。为了延长导热油使用寿命,从影响导热油使用寿命的四大因素:导热油质量、导热油运行温度、热油炉设备、热油炉清洗、导热油修复和增寿等分别叙述如下。

1.1 导热油质量

导热油本身质量是导热油寿命的关键。先天不足的导热油,很难保证导热油的长寿命。是否用质量好的原料油生产,是决定导热油质量好坏的首要因素。导热油质量是什么?现今一般把导热油的理化指标看成是其质量指标,导热油有酸值、残炭、黏度、闪点、水分、密度、馏程、凝固点、抗氧化性、腐蚀性、比热容、导热系数、热稳定性等十几个理化指标,每个指标数值大小均会影响导热油的使用寿命。但不能一味追求某指标值最大或最小,应有个度的概念,适量值才是最合适的。

导热油运行使用过程中,理化指标是持续变化的,导热油的质量除静态理化指标外,更应注重导热油运行使用过程中理化指标的动态变化趋势。导热油在高温运行中,理化指标变化速率越慢即导热油的寿命越长。分析导热油在使用过程中理化指标的变化情况,是延长导热油寿命的有效途径。

1.2 导热油添加剂的配伍性

导热油是由原料油和多种添加剂组成的混合物,每种添加剂有其特定的功能,当加入多种添加剂时,会产生协同效应或结抗效应,也就是1+1>2”或“1+1<2”,导热油添加剂的配伍性是导热油厂家技术人员长期研制经验的积累,使导热油添加剂的配伍性调整到最佳。

1.3 导热油精制程度

导热油精制程度不同将直接影响导热油质量,用来衡量导热油精制程度的主要指标有残炭和酸值。有些新导热油残炭和酸值很高,根本不能当作导热油用,准确地说这种导热油一旦进入加热系统,残炭和酸值的数据变化非常快,马上就会变质。这些导热油价格较低,比常规原料进价还要低,但使用寿命不长,对设备也不利,无法长期使用,结果是所付出费用比用好的导热油还要高。

1.4 导热油变化速率

久星导热油年变化速率在10%左右,理论寿命达10年。这些导热油在使用23年后导热油变化速率会加快变化,由线性状转化成曲线状,后期达20%30%,加速导热油的变质,结果使导热油的使用寿命维持在35年。

而一些质量差的导热油年变化速率在20%左右,后期导热油变化速率在40%50%,导热油的使用寿命仅有12年。

1.5 导热油工艺温度

导热油工艺温度是指导热油加热物料的温度。当工艺一定时,这一温度是衡定不变的,如印染业工艺温度在180220℃,木材行业工艺温度在200℃左右。

导热油工艺温度高时,导热油运行温度相应提高,导热油的使用寿命也相应缩短。

1.6 导热油运行温度 

导热油运行温度是指导热油直接加热运行的温度。新设备一般在工艺温度上加3050℃,当导热油设备用旧时,导热油运行温度需在工艺温度上加50100℃,且随加热设备中结焦程度而变,故新旧设备的导热油运行温度相差较大。

导热油运行温度的高低对导热油氧化速度和生成物有很大影响。导热油运行温度高时,导热油使用寿命短;而导热油运行温度低时,导热油使用寿命长。当导热油运行温度到达极限温度时,导热油使用寿命会大幅下降。

1.7 导热油的镜膜温度(Tmy

导热油分解达10%时的温度为导热油的镜膜温度(Tmy)。

热油炉设备管壁上接触导热油的温度为管壁的镜膜温度(Tmb)。

Tmy mb时,导热油使用寿命短;当Tmy>Tmb 时,导热油使用寿命长,所以应调节好两者温度。

1.8 外界或人为因素

相同设备和相同的导热油,不同的人使用,其导热油寿命是不相同的。我国系统自动化程度大部分不高,人工操作过程与人的情绪和作风有关,从而影响热传导系统参数的控制,也必将影响导热油的使用寿命。例如突然停电还没来得及补救,或人为忘记关闭阀门,系统泄漏而造成导热油突然变质等等。

1.9 导热油系统

导热油系统可分成三部分:导热油吸热装置、导热油放热装置以及导热油传递装置。

导热油吸热装置有燃煤、燃油和燃气加热炉、电加热器等。导热油在炉管里接受燃料燃烧产生的热量和烟气经过炉管壁传递的热量,或者导热油接受电加热元件传递的热量,提高了自身温度。

导热油放热装置有热交换器、散热片、反应釜等,导热油通过热交换将热量传递给生产装置或生产物料。而生产换热设备厂家和应用单位主要考虑换热面积是否达到要求,对导热油的性能考虑较少。所以当导热油流到换热设备死角时,会影响导热油传热效果和使用寿命。

导热油传递装置有管道、循环泵、高位槽、低位槽和气液分离器等,且导热油循环在吸热和放热导热油循环装置间。

以化工行业导热油系统为例,加热炉是热量输入过程,反应釜是热量输出过程,导热油返回传递热量,控制器使加热炉加热强度得到调节,达到系统正常运行指标。在高温条件下连续工作的导热油系统,经过一定时间的运行会出现故障,导热油系统的故障可分成机械故障和系统故障两大类。

1)机械故障

导热油是在加热设备中运行,导热设备好坏,会影响热油炉的使用功能。例燃烧加热炉的燃烧装置中的炉排、炉墙出现损坏和脱落情况,燃油、燃气加热炉的喷嘴发生堵塞现象,导热油循环装置中的油泵轴封发生泄漏,阀门泄漏或损坏等均称为机械故障。机械故障可通过中小修来排除。

2)系统故障

全国实际运行的几百万台导热油系统中,有相当一部分是安装规范的导热油加热装置,对导热油的使用寿命非常有利,但每台设备安装情况不一样,寿命也有所区别。如有的系统中加热炉是用蒸汽锅炉改造的;有的系统既无高位膨胀槽又无低位安全油槽;有的系统输入和输出热量不配套;有的导热油炉是超负荷运转,炉管结焦过程严重;有的负荷非常小以至于油炉效率低,煤耗量偏大;有的导热油循环系统设计不当,生产装置时常发生问题。在电加热导热油系统中问题更多,电热元件表面结焦,导热油使用寿命短,系统故障频繁是通病。总而言之,设备安装必须合理,而且当有差错时,调试时需及时整改,系统主要部件必须以达到应有的功能,才有利于导热油寿命的延长。

另外系统设计合理正确,应严格按照设计要求安装和使用导热油系统。经过一段时间的运行,在高温条件下工作的导热油不可避免地发生一系列物理、化学变化。即使是品质很好的导热油,它的主要技术指标残炭、酸值、闪点和运动黏度会随着使用时间的延长都会发生变化,比如导热油残炭值会不断增加。经验告诉我们,开始12年,残炭值的增加幅度非常小,即残炭曲线一阶导数小于1。通常在2年后残炭值增加幅度会不断上升。在此期间,加热炉炉管里也在发生渐变,尽管我们规定导热油流速应该大于1.52m/s,即便如此,炉管中传热内表面仍存在油膜层,仅仅比流速小的导热油油膜层薄一些而已,油膜直接接触炉管金属表面,其温度要比导热油主流温度高出许多。同所有有机高分子化合物一样,导热油在炉管金属表面受到高温“烘烤”后,其分子链都会发生断裂或聚合,导致残炭不断增加,残炭附着炉管壁面成为结焦。一旦产生结焦层,情况就会急剧恶化,其原因在于结焦层导热系数要比金属小得多,热阻大。一方面,系统要保持原有传热强度,不得不提高炉内温度,炉管壁温度也在不断上升,炉管壁面温度上升,加剧油膜炭化速度,这样会使结焦层厚度增加,反过来使系统加热炉炉温进一步上升,恶性循环的结果是炉管壁厚减薄甚至“烧穿”,这时系统就会发生故障。应该指出,上述我们仅对系统必然产生故障的趋势作一个分析。对一般系统而言只要操作得当,导热油系统的负荷不是太重,炉管结焦的过程是比较长的,有的系统经过5年运行,炉管结焦层还不到1mm

       管式热载体炉经过几年运行,炉管内壁总要生成结焦层,结焦层厚度通常取决于热载体炉运行情况、所使用导热油理化性质和质量、导热油在炉管内流速等等。一旦炉管内壁结焦严重就会导致炉管系统阻力增加,出力下降,排烟温度升高,热载体炉热效率下降,甚至发生炉管堵塞、渗漏、燃烧起火等事故。热载体炉炉管是否结焦,炉管结焦程度又如何估计,这是从事热载体炉设计、制造和使用单位一直关注的问题。

上海久星导热油股份有限公司沪ICP备16038071号-1

tiSFQlDMJPNvYCIjThoMhjZLdFKi6r9gmCHk9PR6klL9obqW+9sfcc1I7m9gvi2wQKcobInlrVO9F/7FeT07NNDc1fjcX809nfVLGGfapOuaErwTohk53w==