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导热油问答

如何选择合适于工艺要求的导热油

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      有机热载体产品为特殊有机热传导介质,如选择和使用不当会出现重大安全隐患,其质量由中国特种设备检测研究院进行严格管控,在国内销售的任何一款产品都应满足对应等级的GB23971-2009质量要求。

       为了满足某种加热工艺的需要,应选择一种适宜的高温导热油作为传热介质,首先要确定待选导热油的一般必要性质,然后再收集有关各公司提供的导热油资料。然而,很多用户把它当作判定导热油质量标准的主要依据,从而造成的选择不当,甚至花了高价钱,买了劣质品的失误。
  

      1. 要考虑温度
      在选择导热油时,首先要考虑的第一件事就是工艺温度范围。对于工艺温度在32℉到350℉(0-177℃)之间的用热系统,水是比较经济和常见的热载体,在某些情况下,甚至结冰温度也可以被容忍,而在350℉(177℃)以上,水的蒸汽压就明显增大,有关工艺设备的成本也明显增加。相比而言,大部分有机热载体(导热油)即使在600℉(315℃)使用,蒸汽压也不会高于180psig(13kg/cm²),因而对于高温应用,这种流体更有吸引力。事实上,选择有机导热油而不选择蒸汽作为传热介质,主要原因在于前者在较低的蒸汽压下即可获得较高的加热温度。在温度低于水的凝固点时,有机导热油也有明显优点。有些导热油直到 -100℉(-73℃)都可以用泵输送。在即需要低温能力,也需要高温能力的条件下,有机导热油是最优选择。
      导热油的使用寿命和运行温度成反比的关系。实验证明:某种导热油在操作温度为400℃时,使用寿命仅为3.5个小时;当操作温度为270℃时,使用寿命可达9920.2个小时;而当操作温度将至260℃时,使用寿命长达20222个小时。因此在选择导热油时应考虑即要满足工艺生产对温度的要求,同时又得到导热油最长的使用寿命。选择的导热油应该可以超出正常工艺温度的范围内操作。选择导热油的高温能力至少应该比要求的温度范围的高端高50℉(28℃)以提供安全保证,防止导热油过热和降解。只要提供工艺的最低可能温度,那么在低温段不需要这么大的余量。
      在比较导热油时,区分倾点和最低泵吸温度是重要的。倾点是用ASTM方法测定的,是流体被冷却到将容器向一面倾斜也不能流出的温度。但是,对于泵吸性的测定,粘度是评价的主要因素。最低泵吸温度是指流体粘度达到1000CP的温度。为正常操作条件设计的标准离心泵,当流体粘度超过其极限时,流速会明显降低。粘度和热传导系数的关系也十分密切,可以设计用于这种系统的泵和加热器旁路循环,但这些设备在粘度太高时,也是无效的。
      确定导热油的使用温度范围仅仅是选择导热油过程的起点。为完成选择过程,还要考虑热稳定性、可燃性、腐蚀性、毒性、工程性质以及成本等其它因素。
      2. 热稳定性
      导热油加热系统在生产运行过程中,一般是长年处于高温和连续运行的状态,随着使用时间的增加,导热油本身不可避免地要发生一系列的物理、化学变化,如氧化、热裂化和缩聚等。变化的同时外观颜色也相应变深,理化性能变坏,直至报废,这样不但影响导热油的传热效果,严重的发生大量结焦,将直接威胁到设备、生产以及系统的安全。导热油的热稳定性是指导热油本身对抗高温劣变的能力,热稳定性的好坏,直接决定了导热油的使用寿命,是选择的关键之一。
      热稳定性能好坏的确定通常采用测定导热油在实验前后宏观物理化学性能的变化,如:粘度、闪点、馏程、残炭、酸值、胶质、比重等。实验前后的变化越小,说明导热油的热稳定性就越好。
     3. 降解及其原因
     在工艺温度较高时,导热油降解会明显地影响系统性能和运行成本。当温度升高,导热油内的分子链断裂时,就会发生降解。某些降解产物分子量很低,在工艺温度下就会汽化,这就是所谓的“低沸物”或“轻组分”。在正常操作情况下,要定期地排放低沸物,并补充新的导热油。如果导热油降解产生较多的轻烃,那么补充的新油也就越多。然而,并非所有的降解产物都是轻烃,当发生降解时,键断裂,某些分子又重新结合成高分子量组份。在这些物资的浓度超过制造者推荐的浓度以前,它们都是良好的导热油。
     降解发生的速度随着温度的升高而加快,对于有机导热油而言,一般温度每升高12℃,降解速度增加一倍,在正常操作条件下,加热管壁导热油膜温温度应比导热油本体温度高50-75℉(30-40℃)。火焰与加热管密切接触可以把导热油温度升高几百度,造成油品降解。系统工艺不合理或操作不得当也会造成导热油的快速讲解。
     选择质量过硬的导热油的同时,还要选择技术实力雄厚的生产厂,能够为用户提供合理的工艺流程和操作规范等技术支持,可以有效延长导热油的使用寿命,减少由于降解造成的导热油补充和更换频率。
     4. 蒸汽压的重要性
     在选择导热油时,必须考虑压力和系统的能力。在设计新系统时,导热油本身可以决定要承受的压力。然而对于已经操作的系统,工艺容器等设备的承压能力对根据应用选择何种导热油的影响很大。大部分用于280℃以下的高温导热油在正常的操作条件下通常不会产生很高的蒸汽压。但在315℃以上的操作范围内,情况就不太一样了,
     5. 可燃性和腐蚀性
     在高温情况下,大部分有机导热油流体都是可燃的。在闪点温度以上,用火焰或火花就会使导热油起火,如导热油蒸汽产生速度很快时,燃烧就可以持续下去。达到自燃温度时,不需要火源就可以起火。大部分导热油自燃温度远远高于其最高推荐使用温度。在所有情况下,着火必须有足量的空气助燃。
     6. 毒性和环境
     大部分导热油都具有中等或低等的毒性,只要采取正常的防护措施,不会对操作人员产生什么危险。导热油通常是在密闭的系统中使用,一般很少泄露,污染空气、水或土壤。

  

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