導(dǎo)熱油每日一講（12）
導(dǎo)熱油系統(tǒng)的壽命

       在討論熱載體爐爐管結(jié)焦必然性后我們來分析熱載體爐使用壽命。熱載體爐可以分為三種不同運(yùn)行狀態(tài)：無故障運(yùn)行狀態(tài)；傳熱障礙運(yùn)行狀態(tài)；清障警示運(yùn)行狀態(tài)。要說明的是我們這里稱為障礙不包括熱載體爐機(jī)械故障，僅僅討論由于爐管結(jié)焦導(dǎo)致的工作障礙。

1 導(dǎo)熱油爐使用壽命

      （1）無障礙運(yùn)行狀態(tài)，2～7年

這一段時(shí)期，熱載體爐燃燒系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，爐管傳熱情況良好，熱載體各項(xiàng)指標(biāo)正常，熱載體輸送正常，受熱工藝設(shè)備和物料加熱過程滿足生產(chǎn)工藝要求。

      （2）傳熱障礙運(yùn)行狀態(tài)，0.5～2年

這一段時(shí)期，熱載體各項(xiàng)指標(biāo)，尤其是殘?zhí)恐笜?biāo)有明顯上升，粘度也有一定程度增加。熱載體爐燃燒系統(tǒng)有輕度強(qiáng)化現(xiàn)象。如：燃料消耗有明顯增加，排煙溫度有一定程度上升，爐管傳熱狀況有中度障礙，熱載體輸送壓差有一定程度增加，受熱設(shè)備工作狀態(tài)有所下降。

      （3）清障警示運(yùn)行狀態(tài)

這一段時(shí)間比較短，由于熱載體各項(xiàng)指標(biāo)逐步接近報(bào)廢指標(biāo)，熱載體爐燃燒系統(tǒng)處于強(qiáng)化態(tài)勢，燃料消耗大幅度上升，排煙溫度上升很快；熱載體輸送壓差增加明顯，爐管結(jié)焦嚴(yán)重，爐管溫度超過允許工作溫度；受熱設(shè)備不能滿足工藝要求。熱載體爐必須停止運(yùn)行，進(jìn)行清洗除焦。

2 延長導(dǎo)熱油爐使用壽命的途徑

       延長熱載體爐使用壽命的途徑主要有以下幾個(gè)方面：

    （1）熱載體選擇要留有余地

      熱載體爐的使用壽命和熱載體壽命密切相關(guān)，因此選擇熱載體爐配套熱載體至關(guān)重要。我們以T_w代表爐內(nèi)熱載體工作溫度（出熱載體爐時(shí)溫度），T_max代表熱載體供應(yīng)商提供的熱載體允許最高溫度。我們推薦

                   T_max/T_w>1.1

      以確保熱載體有3～5年的工作壽命。如果T_w=T_max熱載體使用壽命在一年左右。這種情況下，爐管內(nèi)結(jié)焦速度會非常快。

      （2）定期檢測熱載體

熱載體爐在運(yùn)行過程中一定要加強(qiáng)監(jiān)控。爐內(nèi)熱載體相當(dāng)于人體內(nèi)的血液。人們的健康體格檢查，驗(yàn)血是重要環(huán)節(jié)。熱載體定期檢測相當(dāng)于給熱載體爐體檢。一旦發(fā)現(xiàn)熱載體質(zhì)量水平下降嚴(yán)重，就應(yīng)該采取更換或部分更換的措施。

選用電加熱方式的生產(chǎn)過程大多數(shù)為高附加值產(chǎn)品，系統(tǒng)熱載體量不大，一般在500公斤以下。熱載體選用合成熱媒—以二芐基甲苯替代礦物油，其絕緣性能很好，在電熱棒燒壞后減小系統(tǒng)著火的風(fēng)險(xiǎn)。

      （3）熱載體爐選擇要留有余地

 供熱設(shè)計(jì)按工藝要求計(jì)算，熱負(fù)荷Q_w，熱載體爐熱功率Q_o。我們推薦

                     Q_o/Q_w≥1.2

 經(jīng)驗(yàn)告訴我們，按通常做法，只要Q_o≥Q_w，以供熱設(shè)計(jì)角度考慮也不算錯(cuò)。但從用戶立場看問題，希望熱載體爐安裝投入使用后，使用壽命長一些，維修工作量和維修頻率低一些，熱載體工作狀態(tài)好一些。滿負(fù)荷運(yùn)行只會縮短熱載體爐的生命周期。

 千方百計(jì)提高電熱棒表面熱載體主流速度。大多數(shù)電熱熱載體供熱裝置，電熱棒表面熱載體處于自然對流流動狀態(tài)。對于反應(yīng)釜夾套豎向安裝的電熱棒，其表面熱載體受熱，密度降低對于周圍較冷的熱載體而言其密度差產(chǎn)生浮力，熱載體向上運(yùn)動，其運(yùn)動速度大小決定于格拉曉夫數(shù)Gr，Gr表示自然對流中溫差引起的浮力和粘性力之比，相當(dāng)于強(qiáng)迫流動中雷諾數(shù)Re。有一點(diǎn)可以肯定，自然對流的流速要遠(yuǎn)小于強(qiáng)迫對流速度。為了改善電熱元件表面結(jié)焦?fàn)顟B(tài)，在進(jìn)行電熱供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首先要防止熱載體接觸電熱元件部位形成流體力學(xué)意義上的“死角”，即流體速度接近零，所以，應(yīng)盡量采用強(qiáng)迫對流傳熱。

      （4）定期檢測熱載體爐

        熱載體爐的關(guān)鍵部位是爐管。目前大多數(shù)熱載體爐的爐管采用20號鍋爐鋼管，對于低壓鍋爐，爐管工作溫度不會超過500℃。但是對于熱載體爐，部分爐管工作溫度會超過500℃，甚至600℃，此處爐管內(nèi)壁特別容易結(jié)焦，而且結(jié)焦厚度增加速率是遞增的。因此，熱載體爐一旦發(fā)現(xiàn)爐管內(nèi)壁結(jié)焦厚度超過2mm，應(yīng)進(jìn)行熱載體爐清洗除焦。否則20號鍋爐鋼管原本已在超過使用溫度條件下工作，再加上內(nèi)壁結(jié)焦，使傳熱工況惡化，進(jìn)一步提升爐管工作溫度，鋼材蠕變減薄，很容易將爐管燒穿，損壞熱載體爐。

定期對電加熱供熱系統(tǒng)清洗除焦。熱油爐清洗劑在熱載體爐消除爐管表面結(jié)焦層方面卓有成效，熱油爐清洗劑同樣適用于電加熱供熱系統(tǒng)。