液相有机热载体锅炉

关键词： 养路 热载体 有机 现状

液相有机热载体锅炉（精选三篇）

液相有机热载体锅炉 篇1

1.1 目前有机热载体炉的现状

众所周知, 在我国有机热载体炉的应用已经有将近三十多年了。在纺织印染、石油化工、建材生产、粮食加工、筑路养路等各个领域都存在着大量的运用有机热载体炉的现象。尤其是伴随着我国进入到WTO, 印染纺织等行业逐渐的走出低谷, 很多私营的印染纺织企业得到壮大发展, 其所运用的有机热载体就变得更多了, 而且其规模、容量也得到了不断的提高。但目前仍然没有锅炉房的设计手册或规范, 大都由企业进行自行安装和设计, 从而也留下了许多的安全隐患。

1.2 有机热载体炉用途和特性

众所周知, 有机热载体炉就是一种特殊的锅炉。其适合在低压的高温环境中进行工作, 通常情况下其工作压力低于1Mpa, 也可以为常压, 其供热的温度则可到达气相400℃或液相340℃。现在有汽相道生油和液相导热油这两大类的锅炉。身为锅炉家族一员的有机热载体炉, 其拥有较为宽广的用途。其必须要稳定均匀的进行加热, 而且不能让火焰进行直接的加热, 其工艺加热的温度应该控制在150℃~380℃之间, 在大部分的生产场合当中, 均可运用有机热载体炉来进行供热, 包括一些生活用热也都可以运用。在运用180℃以上的饱和蒸汽进行加热的生产过程中, 如果用有机热载体炉来取代工作压力较高的等级的蒸汽锅炉来进行供热, 则可大幅度的降低其设备运行的压力, 降低设备运行的管理费, 同时还可以提高生产的安全性, 从而节约基建投资和设备。

2 机热载体锅炉房基本的设计要点

2.1 选择有机热载体炉的要求

众所周知, 在进行有机热载体炉的选择时, 要以企业的用热负荷作为依据, 根据生产工艺的加热温度、网路阻力等来进行计算, 将电力或燃料的具体供应情况等, 综合在一起进行分析, 从而选择安全可靠性高和技术性能好的设备。

2.2 有机热载体炉的具体结构

现在市场上有机热载体炉大都按照锅炉的本体结构来进行分类, 集体分为管架式热油炉、盘管式热油炉及锅壳式热油炉。我国最初的有机热载体大多是盘管式。这样的炉其占地面积小, 结构紧结;造价低, 材料省;但热效率不高, 不能够满足配套的自动化燃煤的具体装置, 而且其装置消烟除尘较无法达到环保的要求。管架式的热油炉是针对盎管式的热油炉存在的不足而进行改进的有机热载体炉。这样的炉型有利于制成快装式的大容量, 方便运输和安装, 降低锅炉房的高度。但它和盘管式的热油妒相同, 存在着有机热载体的容量小, 富裕吸热能力不高, 停电后容易导致受热面结焦、爆破的事故。锅壳式热油炉就是针对这个缺陷进行研制的炉型, 但是它占地面积较大, 投资高, 而且锅壳底部保温层脱落后, 容易导致鼓包、鼓包开裂的事故。目前国内运用较多的为管架式热油炉。

2.3 有机热载体的选用

有机热载体是一种有机化合物, 多呈淡黄色或褐色油状液体, 大都是无毒无味的, 因用于作传热介质, 故俗称导热油。导热油具有较高的沸程, 可以在很低的饱和压力下被加热到较高的工作温度, 达到液相340℃或汽相400℃, 并有较的热稳定性。使用中当油温超过80℃时必须有隔离空气措施, 否则导热油会被急剧氧化而变质, 影响使用。导热油都是可燃的, 使用中必须注意防火要求。选用导热油的一个最主要的技术指标是导热油的最高使用温度, 它表示导热油在这一温度及以下使用时, 能保持导热油的热稳定性, 而不分解、变性、降质、或发生事故, 起到正常传热媒介作用。因此, 选用的导热油的最高使用温度必须高于有机热载体炉设计规定的供热温度, 并高于有机热载体炉中任一受热面部位的导热油可能达到的最高实际工作温度。

2.4 锅炉房的安全技术要求

由于目前并没有专门的有机热载体锅炉房设计规范或手册, 因此新建的有机热载体锅炉房应执行现行的相关标准, 即必须符合《建筑设计防火规范》、《工业企业设计卫生标准》及《工业“三废”排放标准》等规定的要求。

锅炉房的设置要求除与一般的蒸汽或热水锅炉房有相同的锅炉房设置要求处, 有机热载体锅炉房民应满足下列要求:有机热载体锅炉房原则上应单独建造;宜采用单层建筑;且不应设在建筑物的地下室或半地下室内;有机热载体锅炉房不得与甲、乙及使用可燃液体的丙类火灾危险厂房和有易燃、易爆或其它危险物品的房间相连;有机热载体锅炉房与民用建筑的防火间距不应小于5米, 与厂外道路路边, 厂内主 (次) 要道路路边的防火间距应分别不应小于15米、10米 (5米) ;膨胀器不得安装在任何一台锅炉的正上方, 且膨胀器底部与炉顶的垂直距离不小于1.5米, 以防有机热载体镒出引起火灾及受热氧化;油气分离器的布置应高于循环管网的最高位置;相邻有机热载体炉之间的净距不小于较大炉膛宽度加1.5米;低位油槽应尽可能放在加热系统最低位置, 以便放净锅炉中的有机热载体, 低位油槽与有机热载体炉之间应用隔墙隔开。

有机热载体炉的管网系统应采用焊接连接, 不得采用螺纹连接。管道及管道附件不得采用铸铁或有色金属制造。有机热载体炉及管网的最高处应有必要数量的排气阀, 以便有机热载体炉在运行中定期排放形成的气体产物。排气阀的开关位置应便于操作;排气阀的排气管应与固定容器相连, 液相炉的排气管可直接与大气相通。固定容器、排气管口与明火热源的距离不应小于5m。膨胀器上应装有溢流管, 封闭式膨胀器上还应装有安全泄放装置, 溢流管和泄放管应接到低位油槽上。溢流管的直径与膨胀管一样, 且不得安装阀门。低位油槽上部应装有排气管, 排气管应接到安全地点, 其直径应比膨胀管大一档次。

由此可见, 由于有机热载体锅炉的供热介质非常特殊, 具有可燃、高温、易氧化、渗透性强等特点。因此, 在锅炉的设计中要遵守热水锅炉或蒸汽锅炉的锅炉房设计的相关标准, 同时还应按照其规程进行执行。有机热载体锅炉房的安全性很大程度上还取决于其操作规程的严格执行。只有认真学习并严格执行这些规程、规定, 才能最大限度的减少不安全因素。

参考文献

[1]赵钦新.燃油燃气锅炉结构设计及图册[M].西安:西安交通大学出版社, 2002.

液相有机热载体锅炉 篇2

春节假期过后, 某单位一台有机热载体炉在运行过程中发生火灾事故, 造成直接经济损失五十多万元。所幸的是, 火势得到了控制, 没有蔓延到锅炉房附近的生产车间, 生产车间内价值上千万的布匹幸免于难。

事故现象:锅炉运行过程中, 膨胀罐放空管突然喷油喷火, 不久, 储存罐人孔盖炸开, 引发大火。

事故原因排查: (1) 查阅油质监测报告, 未见异常; (2) 进行锅炉内部检验, 仅有一根对流段受热面管变形 (更换修理) , 其它无异常; (3) 对有机热载体流经的整个循环系统逐一检查, 最后发现有可能是蒸汽发生器 (一种油水换热器) 中的换热管泄漏造成水侧的水蒸汽和热水窜入油侧, 由于水分进入运行温度在200℃以上的有机热载体循环管路后将迅速气化膨胀, 大量高温有机热载体冲向膨胀罐, 部分从放空管喷出, 部分从溢流管冲向储存罐, 从而引起膨胀罐放空管突然喷油喷火、储存罐人孔盖炸开, 引发大火。

为此, 对蒸汽发生器水侧进行水压试验, 发现确实有部分换热管已穿孔泄漏。抽芯检查, 发现U型换热管管束上结满了水垢, 而且有严重的腐蚀。

处理方法:更换换热管, 水压试验确认合格;增加一台逆流再生钠离子交换器, 蒸汽发生器补给水由自来水改为软水;加强蒸汽发生器给水 (含回用水) 、发生器内水的水质化验工作。蒸汽发生器是一种压力容器, 但按照《固定式压力容器安全技术监察规程》, 其水质也应符合GB/T1576-2008《工业锅炉水质》的要求。

经修理、整改后, 该台锅炉及蒸汽发生器正常运行至今, 而且, 由于蒸汽发生器的无垢运行, 其出力由0.2t/h恢复到0.5t/h。

2 常见喷油事故原因及防止

由于使用操作不当, 有机热载体锅炉开式传热系统中有水分进入或突然进入大量冷油, 将直接导致有机热载体锅炉膨胀罐放空管喷油事故甚至火灾事故。现就一些常见的水分或冷油进入而导致事故的原因及处理、防止方法作简要分析。

水分进入的原因:

(1) 有机热载体锅炉储存罐中的油含水量较高, 在系统补油时水分一起带入;

(2) 车间用热设备检修、清洗后残留水分放不尽, 用热设备投用时水分进入有机热载体循环系统;

(3) 蒸汽发生器 (油水换热器) 等用热设备, 在使用过程中, 如果发生换热管腐蚀穿孔等原因导致的泄漏, 由于水汽一侧的压力往往高于油侧的压力, 大量的热水和水蒸汽将迅速窜入油侧;

(4) 露天布置的有机热载体锅炉储存罐人孔盖未盖好或破损, 导致雨水进入, 由于水的比重大于油的比重, 在系统补油时, 补油泵首先把储存罐底部的水直接送入膨胀罐;

(5) 其他原因导致水分进入。

水分进入的处理、防止方法:

(1) 有机热载体锅炉储存罐中的油也应参与煮油脱水过程, 这样在系统需要补油时就不用担心有过多的水分带入;

(2) 车间用热设备检修、清洗后的残留水分, 可采用干燥压缩空气彻底吹干;

(3) 蒸汽发生器 (油水换热器) 等用热设备, 一般是作为压力容器设计制造的, 但《固定式压力容器安全技术监察规程》规定其水质应当符合GB/T1576-2008《工业锅炉水质》的要求, 而事实上很多在用的这类压力容器既没有采用软化水等锅外水处理, 也没有采用任何锅内加药处理, 导致设备水侧结垢、腐蚀严重, 直至换热管穿孔泄漏。处理方法是更换换热管, 经水压试验合格确认无泄漏后恢复使用;同时, 应采用合适的锅内加药或软化水等锅外水处理方法, 与工业锅炉一样做好水质处理工作, 防止设备结垢、腐蚀。

(4) 排净储存罐底部积水, 储存罐中的油参与煮油脱水后才能使用。根据具体情况, 分别盖上储存罐人孔盖或更换人孔盖, 条件允许时搭建防雨棚等, 防止雨水进入储存罐。

(5) 实际情况千变万化, 还应根据用户现场实际管路系统、生产工艺过程等排查其他可能导致水分进入循环系统的原因, 并分别采取对应的处理方法。

大量冷油突然进入的原因:

(1) 长时间停用的用热设备突然开启;

(2) 储存罐向膨胀罐补油速度太快;

(3) 其他原因。

防止大量冷油突然进入的方法:

(1) 长时间停用的用热设备及其供回油支管管路中有较多的冷油, 如果突然开启, 除了容易造成锅炉膨胀罐放空管喷油事故外, 还极易引起供回油支管因急剧热胀冷缩而撕裂, 导致火灾事故。可在用热设备处设置旁路, 用热设备停用时, 旁路开启, 供回油支管处于流动热管状态;用热设备投用时, 阀门缓慢开启, 旁路缓慢关闭, 让用热设备缓慢升温。

(2) 特别在冬季, 储存罐中油温较低, 向膨胀罐补油时应控制速度。

(3) 根据用户现场实际管路系统排查其他可能导致冷油进入的原因 (如备用锅炉、备用循环泵的切换等) , 并分别采取对应的处理方法。

3 结语

有机热载体锅炉传热系统中有水分进入, 在加热过程中会产生气化, 引起体积的急剧膨胀, 造成系统工作压力的波动和循环泵的气蚀, 导致锅炉内传热恶化, 严重时将直接导致有机热载体锅炉膨胀罐放空管喷油事故甚至火灾事故。因此, 在发现有机热载体锅炉系统运行中有工作压力的波动或循环泵的气蚀现象时, 应及时取样化验其水分和5%低沸物的馏出温度。如果仅有5%低沸物的馏出温度超标, 可进行脱气操作, 经检验合格后继续使用。当水分超标时, 应及时排查原因, 将事故消灭在萌芽状态。

摘要：由于使用操作不当, 有机热载体锅炉传热系统中有水分进入或突然进入大量冷油, 将直接导致有机热载体锅炉膨胀罐放空管喷油事故甚至火灾事故。本文分析归纳了一些常见的水分或冷油进入有机热载体锅炉传热系统而导致事故的原因及处理、防止方法。

关键词：有机热载体,火灾事故,水分

参考文献

[1]GB 24747-2009《有机热载体安全技术条件》.

液相有机热载体锅炉 篇3

关键词：锅炉,节能,应用

0 引言

有机热载体炉因具有“高温低压” (常压或较低压力时出口温度就可达300℃) 、安全、高效等特点, 且供热温度可以精确控制, 能够满足中小型企业的生产需求, 在我县得到了广泛使用。虽然其优点很多, 但在节能降耗方面还有挖掘的潜力, 本文对此类设备的节能现状进行了分析, 并实际检验了余热回收技术在节能降耗中的作用。

1 有机热载体锅炉能耗状况

1.1 排烟温度偏高导致排烟热损失过大

热量传递方式有热传导、热辐射、热对流3种, 我们的有机热载体锅炉主要是通过辐射和对流受热来提高锅炉温度, 缺少蒸汽锅炉前后管板烟气辐射和管束对流辐射, 相比之下受热面和受热路径就显得小很多, 相当一部分的火焰及烟气直排大气, 排烟温度高达200℃以上, 导致排烟热损失过大。

1.2 油汽共存现象导致浪费能源

《有机热载体炉安全技术监察规程》第30条规定:“有机热载体必须经过脱水后方可使用”, 这是因为新加油、换油或者维修过程中容易混入水分, 所以一般锅炉加入热载体后要进行脱水操作, 当油温升至110℃以上时, 水分被汽化, 且汽化量随温度升高不断增加, 当高位油槽放空阀大量排气时, 还会出向喷油, 此时往往会紧急关闭放空阀, 导致脱水不净, 产生气阻现象, 影响热载体循环流量的稳定, 浪费能源。

1.3 停炉不规范导致热损耗增加

停炉时未能做到炉停泵转, 造成了热油自然冷却在系统内, 当下次继续使用时, 因系统管壁有较厚的油膜, 人为的缩小的系统管径, 这样, 不但增加了循环泵的阻力, 同时也影响了传热, 而且还损耗了可用热载体。

1.4 缺少保温措施导致散热损失增加

有不少单位出于经济成本的考虑, 锅炉或者管道不进行保温措施处理, 导致大量热能的散失。还有一些单位不能及时对锅炉受热面的积灰进行清理, 影响了传热, 导致出口温度偏低, 供热不足, 浪费了燃料。

综上所述, 有机热载体炉的热效率受多种因素的影响, 间接或直接的浪费了能源、污染了环境。

2 充分利用烟气余热、大幅提高热效率

有机热载体炉运行时的排烟温度通常在180℃~400℃之间, 排烟热损失随着排烟温度的升高而增加。高温烟气大量排放不仅没有得到充分合理的利用, 浪费了大量的热能, 反而污染了环境。所以说, 有机热载体炉排烟余热的合理利用对提高运行热效率具有积极的作用, 而烟气余热回收技术的利用正好解决了这一问题, 我们通常采取的措施是在锅炉尾部烟道加装余热回收装置, 对高温烟气进行回收二次利用。

2.1 改造案例

我们选取了当地某纺织印染企业一台WQXL-3.5/320-AⅡ型导热油炉进行了技术改造, 改造前排烟温度为320℃、给水温度为20℃、24小时耗煤量为15t, 针对该导热油炉的现状, 其排烟温度仍有较大利用空间, 我们在其尾部烟道加装了热管式热水发生器, 回收排烟损失的大部分余热, 用于生产热水, 提高锅炉给水温度, 实现节能效果。

2.2 回收装置工作原理

烟气余热回收装置主要为热管换热器, 热管的下端从烟气侧吸热, 其中的导热介质吸收了高温烟气的热量后汽化, 介质状态由液态转为气态, 并由热管底端上升至上端向管外工质 (锅炉给水) 放热, 凝结为液体, 沿管内壁返回到受热段并再次受热汽化, 如此循环反复, 连续不断吸收烟气中的热量, 并将热量从一端传递到另一端, 从而降低排烟温度, 减少热损失, 同时提高给水温度, 大幅度提高锅炉热效率。

2.3 改造效果

经过改造, 其节能效果十分显著。该导热油炉的排烟温度降低为200℃, 烟气降温幅度达120℃, 同时给水温度也得到了增加, 提高为65℃, 相反24小时内的燃煤量有所下降, 减少为14.3t。由此我们可以分别计算一下数据量。

(式中:Q为热管换热器回收热量, 单位:kcal/h;Bj为燃料消耗量, 单位kg/h;I1为320℃时烟气焓值, 单位kcal/kg;I2为200℃时烟气焓值, 单位kcal/kg;为热管热水发生器保热系数, 取0.98)

(式中:G为热水量, 单位:kg/h;Q为热管换热器回收热量, 单位:kcal;I1为给水焓, 单位k J/kg;I2为出水焓, 单位k J/kg)

年产热水量=105.8t/天×300天=31740t (年运行时间按300天计算) ;

烟气中回收来的热量不仅仅有效节约了企业用煤, 所产生的热水除了可以用于锅炉给水外, 还可用于企业的生活用水等方面, 进一步节省了企业成本。

3 余热回收装置节能技术特点

3.1 热管特性

热管对于该余热回收装置而言可以说是最重要的部件, 它是一种具有极高热性能的新型传热元件, 通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量, 具有以下基本特性:1) 超强的导热性。依靠内部工作液体的汽、液相变传热, 热阻很小, 因此具有很高的导热能力;2) 优良的等温性。热管内腔的饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小, 温降亦很小, 因而具有优良等温性;3) 热流方向可逆性。热管两端均可吸热和放热;4) 热流密度可变性。可以单独改变蒸发段和冷却段的加热面积;5) 使用的安全性。管内压力低于外界压力, 其不会发生爆炸;6) 应用的广泛性。应用广泛、灵活, 能适应各种恶劣的工作环境。

3.2 余热回收装置技术特点

热管余热回收装置具有以下技术特点:1) 体积小, 只是普通热交换器的1/3, 结构紧凑, 对安装空间要求不高;2) 烟室为上下贯通式, 增大了烟气流通面积, 因而流通阻力减小, 传热效果增强, 降温幅度增大;3) 低温烟气进入除尘器后, 产生水汽较少, 可以降低引风机的负荷;4) 系统为程序化控制, 无需专人操作, 安全可靠;5) 进口处设烟气挡板, 可调节通过装置的烟气量, 使之传热均匀;6) 设有多处清灰装置, 根据现场情况制作清灰漏斗, 全方位彻底清灰, 降低烟尘排放量, 有利于环境的保护。

4 结论

通过利用余热回收装置将锅炉烟气中的热量进行回收再利用, 它的积极意义不仅仅在于将传统有机热载体炉锅炉废烟气回收用于提高锅炉给水温度, 实现能源再利用, 大幅提高现行工业锅炉运行热效率, 而是要通过节能技术的改造推广来唤醒整个行业的节能降耗意识、保护资源环境, 从而带动全社会推进节能降耗行动, 从我做起、从身边做起。

参考文献

[1]邝平健, 过伟权, 王显章, 谢新华.工业锅炉节能方法及应用[J].黑龙江电力, 2007 (12) .