对于以导热油为介质的锅炉和系统,导热油的化学及物理特性确定了再超出其热稳定性限制的高温条件下工作会发生过热裂解,在与空气接触的条件下会发生氧化变质,在与其他化学物质混合的条件下会发生化学污染甚至化学反应。过热裂解、氧化变质和化学污染都会导致传热过程恶化,故而引发锅炉的材料和结构强度失效并会导致导热油的泄漏。
如果导热油在加热过程中,导热油温度超过其较高液膜温度,难免会出现结焦现象,结焦物主要是导热油裂解、聚合而成的胶状物、沥青质及稠环芳烃等。这些物质会粘附在加热管上形成隔热层,使导热油在管中的流速降低,传热膜温增加,使隔热层逐渐积聚甚至堵塞炉管,造成炉管局部高温过热,降低传热效率,严重时发生爆管导致事故发生。
导热油锅炉产生积碳和结焦的原因:
(1)导热油锅炉积碳:导热油在加热过程中易被氧化,高温下油品的酸值增大,运动粘度逐渐增加,滞留时间加长,因此会发生裂解和热缩聚反应。裂解后产生小分子,在同样温度下挥发,热缩聚反应产生高分子产物,从而使油品粘度增大,使管道设备内部生成积碳。
(2)导热油锅炉结焦:导热油锅炉导热油传递热能的同时产生胶质,胶质附着在内壁,容易形成结焦,另外若有空气进入,容易产生降解和聚合反应,形成的高沸物在导热油中的溶解度达到饱和状态,从而形成结焦,操作温度超过导热油本身的设计温度,腐浊物和杂质的污染都会使管内壁形成结焦。
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