摘要??? 有機(jī)熱載體鍋爐作為一種快速發(fā)展的新型供熱設(shè)備,在當(dāng)前生產(chǎn)活動(dòng)中得到廣泛應(yīng)中。本文從理論與實(shí)踐出發(fā),為這一新型鍋爐設(shè)備的安全使用與監(jiān)管提出了建議與思路。
關(guān)鍵詞?? 有機(jī)熱載體;鍋爐;安全;管理
一、???? 概述
熱載體分為有機(jī)熱載體和無機(jī)熱載體兩大類,用作鍋爐介質(zhì)的都是有機(jī)熱載體。有機(jī)熱載體是一種有機(jī)化合物,通常呈油狀液體,因用作傳熱介質(zhì),大多數(shù)人通俗地稱其為導(dǎo)熱油。也有稱其為熱媒油的。
有機(jī)熱載體鍋爐(又稱有機(jī)熱載體爐、有機(jī)熱載體加熱爐、導(dǎo)熱油爐等)是以煤、油、氣體、電為燃料,以有機(jī)熱載體(導(dǎo)熱油)為介質(zhì),利用循環(huán)油泵,強(qiáng)制導(dǎo)熱油進(jìn)行液相循環(huán),將熱能輸送給用熱設(shè)備后,再返回加熱爐重新加熱的特種設(shè)備。1932年,美國(guó)制造了第一臺(tái)有機(jī)熱載體鍋爐,有機(jī)熱載體鍋爐在我國(guó)的發(fā)展也有四十多年的歷史。1993年原勞動(dòng)部頒布356號(hào)文件《有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》將其納入安全監(jiān)察范圍。原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1998年發(fā)布了GB/T17410-1998《有機(jī)熱載體爐》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2003年6月1日起施行的國(guó)務(wù)院第373號(hào)令《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》已明確將其定義為有機(jī)熱載體鍋爐,納入鍋爐類特種設(shè)備。
有機(jī)熱載體鍋爐作為鍋爐家族的一員,有著廣泛的用途。凡是需要均勻穩(wěn)定地加熱、且不允許火焰直接加熱,工藝加熱溫度在150℃~380℃之間的各種生產(chǎn)場(chǎng)合中,都可以采用有機(jī)熱載體鍋爐供熱。有機(jī)熱載體鍋爐具有低壓高溫的工作特性,一般工作壓力不高于1.0MPa、有些可以是常壓,而其液相溫度可達(dá)到340℃或液相400℃。它還具備安全、高效、節(jié)能的特點(diǎn),可以精密地控制工作溫度,無需水處理設(shè)備,系統(tǒng)中熱的利用率高,運(yùn)行和維修方便,便于鍋爐房布置。隨著我國(guó)的改革開放和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,有機(jī)熱載體鍋爐已越來越多地應(yīng)用于造紙、食品加工、汽配制造、化工等工業(yè)領(lǐng)域。目前我縣中小型汽車制造業(yè)蓬勃發(fā)展,在我縣行政區(qū)域內(nèi)的有機(jī)熱載體鍋爐已達(dá)30多臺(tái)。
固定式有機(jī)熱載體爐可分為氣相爐和液相爐。液相爐及系統(tǒng)中的壓力是循環(huán)泵的壓頭形成的,液相爐本身并不承受壓。國(guó)內(nèi)使用的多為液相爐,我縣行政區(qū)域內(nèi)的有機(jī)熱載體鍋爐均為液相爐,這種設(shè)備的危險(xiǎn)性在于爆管和泄漏甚至引起火災(zāi)傷害事故。例如2003年我縣某汽車配件廠的一臺(tái)有機(jī)熱載體鍋爐突然發(fā)生爆管,造成高溫?zé)嵊退奶幰缌鞯氖鹿?,幸沒造成人員傷亡。氣相爐的壓力是因有機(jī)熱載體汽化而形成的,因此氣相爐是承壓的,據(jù)資料,1999年7月某化工企業(yè)一臺(tái)型號(hào)為DSSZL3.5-1.0/320-W有機(jī)熱載體氣相爐發(fā)生爆管,引起火災(zāi),造成經(jīng)濟(jì)損失30多萬元。
二、有機(jī)熱載體鍋爐的選用要求及鍋爐本體的結(jié)構(gòu)介紹
企業(yè)應(yīng)根據(jù)用熱負(fù)荷、生產(chǎn)工藝加熱度、管網(wǎng)阻力、使用管理水平等因素綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)性能好、安全可靠的有機(jī)熱載體鍋爐
有機(jī)熱載體鍋爐的額定供熱量一般應(yīng)按實(shí)際用熱負(fù)荷的1.2~1.5倍選?。嶝?fù)荷比較穩(wěn)定且使用管理水平較高的企業(yè)按1.2倍,反之應(yīng)按1.5倍選?。?。有機(jī)熱載體鍋爐的設(shè)計(jì)供熱溫度應(yīng)高于實(shí)際生產(chǎn)工藝所需的溫度380℃以上。液相爐的進(jìn)出油溫差不宜超過40℃,一般控制在20℃左右。
有機(jī)熱載體鍋爐額定供熱量系列表
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額定供熱量KW | 120 | 180 | 350 | 500 | 700 | 1000 | 1200 |
額定供熱量(萬大卡/小時(shí)) | 10 | 15 | 30 | 40 | 60 | 80 | 100 |
額定供熱量KW | 1400 | 1800 | 2400 | 3000 | 3500 | 4800 | 6000 |
額定供熱量(萬大卡/小時(shí)) | 120 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 |
有機(jī)熱載體鍋爐的熱能來源(燃料)可為:燃煤、燃油、燃?xì)狻㈦娂訜岬确绞健F渲饕Y(jié)構(gòu)有三種:
1、????????? 盤管式
盤管式有機(jī)熱載體鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積??;材料省,造
價(jià)低;有機(jī)熱載體容量小,起動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)。但其熱效率較低,消煙除塵難達(dá)到環(huán)保要求。此外,盤管式有機(jī)熱載體鍋爐由于熱載體容量小,一旦發(fā)生突然停電,爐膛內(nèi)余熱會(huì)使熱載體溫度持續(xù)上升而結(jié)焦,導(dǎo)致受熱面管壁開裂。所以,這類鍋爐一旦發(fā)生停電,必須及時(shí)打開爐門,清灰門等,盡量降低爐膛內(nèi)溫度,同時(shí)打開爐底放油閥,將爐內(nèi)高溫油放入低位儲(chǔ)油槽,讓高位儲(chǔ)油槽的冷油慢慢流入鍋爐,及時(shí)帶走熱量,從而防止熱載體短時(shí)間內(nèi)超溫。目前我縣使用大多都為盤管式有機(jī)熱載體鍋爐。其額供熱量為350KW、700KW、1400KW、2800KW、3500KW的較多。
2、????????? 管架式
管架式有機(jī)熱載體鍋爐是針對(duì)盤管式有機(jī)熱載體鍋爐存在的一
些不足而改進(jìn)設(shè)計(jì)的一種新型爐型,它使鍋爐便于制成大容量快裝式,提高了鍋爐的燃燒效率和消煙除塵效果,同時(shí)降低了爐體高度,便于運(yùn)輸和安裝。但因其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,停電時(shí)容易造成受熱面結(jié)焦而爆破的事故。
3、????????? 鍋殼式
鍋殼式有機(jī)熱載體鍋爐中熱油容量大,熱穩(wěn)定性好,停電后熱油溫度升高較慢,即停電時(shí)的自身保護(hù)能力較強(qiáng),它還有熱效率高,消煙除塵容易達(dá)標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。但因其有鍋殼而鋼耗較大,制造復(fù)雜,故投資成本較高。
三、有機(jī)熱載體鍋爐的工作系統(tǒng)
結(jié)合我縣生產(chǎn)實(shí)際,在這里介紹兩種典型的常用的液相有機(jī)熱載體鍋爐工作系統(tǒng)。
液相鍋爐中導(dǎo)熱油是靠循環(huán)泵的壓頭將熱載體打入熱網(wǎng)系統(tǒng)來滿足生產(chǎn)工藝需要的,因此,液相鍋爐是一種強(qiáng)制循環(huán)的有機(jī)熱載體鍋爐。
注入式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)
循環(huán)油泵安裝在液相有機(jī)熱載體鍋爐的入口處,常稱為注入式,這種系統(tǒng)由于循環(huán)油泵出油口與有機(jī)熱載體鍋爐緊接相連,所以鍋爐本體壓力較高(是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中壓力最高的區(qū)段),而系統(tǒng)中用熱設(shè)備的工作壓力則較低。這種系統(tǒng)中熱油經(jīng)過用熱設(shè)備后被循環(huán)泵吸入加壓后送進(jìn)鍋爐加熱,所以循環(huán)油泵的工作壓力較低。
盤管式和管架式有機(jī)熱載體鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)多設(shè)計(jì)安裝成注入式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。
附圖
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2)抽吸式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)
循環(huán)油泵安裝在液相有機(jī)熱載體鍋爐的出口處,常稱為抽吸式。這種系統(tǒng)中鍋爐本體被布置在整個(gè)系統(tǒng)壓力最低的區(qū)域,循環(huán)油泵的工作壓力較高。
鍋殼式有機(jī)熱載體鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)多設(shè)計(jì)安裝成抽吸式強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。
附圖
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四、導(dǎo)熱油介紹
作為系統(tǒng)的傳熱介質(zhì),導(dǎo)熱油的運(yùn)行品質(zhì)直接決定著有機(jī)熱載體鍋爐及系統(tǒng)的安全與高熱效。導(dǎo)熱油根據(jù)生產(chǎn)方法分為兩種:
1、礦物油型導(dǎo)熱油,它是以石油高溫裂解或催化裂化過程生產(chǎn)的餾分油作原料,加入添加劑精制而成。此種油無毒無味,制造工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。典型產(chǎn)品有北京燕山石油化工公司生產(chǎn)的燕山牌YD系列導(dǎo)熱油、江陰化工一廠生產(chǎn)的三一牌導(dǎo)熱油。
2、合成油型導(dǎo)熱油,它是以化工石油產(chǎn)品為原料經(jīng)有機(jī)合成工藝制得,此種油加工復(fù)雜,成本較高。其使用溫度較高,熱穩(wěn)定性較好。典型產(chǎn)品有美國(guó)道氏化學(xué)公司生產(chǎn)的道生油。
導(dǎo)熱油都是可燃液體,因此有機(jī)熱載體鍋爐的系統(tǒng)管道一般都應(yīng)納入壓力管道類特設(shè)備進(jìn)行管理。
導(dǎo)熱油的主要性能指標(biāo)有粘度、殘?zhí)?、酸值、水份等?/div>
粘度大,流動(dòng)性就差,管道輸送較困難。導(dǎo)熱油變質(zhì)后,粘度就會(huì)增大。