有机热载体使用状况分析

孙敏敏(江苏特种设备安全监督检验研究院南通分院 江苏 南通）

一、有机热载体技术指标评定与分析

1.外观

未使用有机热载体的外观检验反映了有机热载体的精制深度，在用有机热载体的外观检测主要观察是否有外来物质或水进入系统，通过检测分层、沉淀和乳化来判断有机热载体的老化或分解程度。

2.运动粘度

有机热载体运动粘度按照GB24747《有机热载体安全技术条件》规定，测定40℃条件下，有机热载体的稀稠度和流动性能，量度以mm2/s表示。当有机热载体使用温度高及长时间使用时，有机热载体内部基团发生裂解或聚合，裂解使粘度下降，聚合和氧化使粘度上升。粘度的变化会引起液体在管道中的流动性能变差，造成边界层过热，形成残炭沉积管壁，影响传热。GB24747规定，L-QB、L-QC型有机热载体超过50mm2/s，L-QD型有机热载体超过60mm2/s停止使用。

3.闭口闪点

闪点是指在规定实验条件下，试验火焰引起试样蒸汽着火，并使火焰蔓延至液体表面的最低温度，以℃表示。它的大小表示有机热载体的蒸发倾向和安全性。当闪点较低时，油中馏份较轻，蒸发性较大，安全性小；当闪点较高时，油中馏份较重，蒸发性较小，安全性大。有机热载体在高温下蒸发聚合，会导致闪点越来越高，直到变得粘稠，说明有机热载体变质严重；有机热载体若裂解严重或者混入其它易燃物质，导致低沸物增多，会使闪点降低，表现为压力表显示不稳定；所以使用时发现闪点变化大需谨慎处理并检测。GB24747规定闭口闪点不低于100℃，当小于60℃时，应停止使用。

4.残炭

残炭的测定是指有机热载体在与空气隔绝的情况下，受强热作用，分解、脱氢缩合，然后排出气体，残存的黑色沉积物，以重量分数表示，反映了有机热载体结焦积碳的倾向性与老化程度。有机热载体在高温下运行，受热分解或聚合，形成胶质、沥青质物质，粘附在锅炉及管道壁上，阻碍传热及液体的流动，增加能耗，严重时会造成堵塞及爆管。使用时，注意观察有机热载体的颜色，若观察不到油色，甚至颜色加深得很厉害，再观察系统压力的变化、能耗情况，并随时检测有机热载体。GB24747规定，残炭量大于1.5%，应停止使用。

5.酸值

酸值是指有机热载体中有机酸和无机酸的总含量。通常采用中和1g导热油中的酸性物质而需要的KOH的毫克数，一般用mgKOH/g表示。油温过高（高于60℃），系统为开式系统，有机热载体直接与空气接触而氧化生成大量的游离酸，游离酸在锅炉和管路中与金属表面相互作用，不但造成金属表面的电化学腐蚀，而且还造成导热油品质的下降，导致粘泥和焦质的产生。GB4747规定，酸值大于1.5mgKOH/g，应停止使用。

二、有机热载体变质的机理

引起有机热载体劣化的主要因素有两个，一个是高温氧化，一个是高温裂解。

有机热载体在高温使用过程中，不免要和空气中的氧接触而发生氧化、热分解和缩聚污染等。有机热载体的最初氧化物是有机过氧化物，随着温度的上升，其氧化速度也会加快，其结果可导致运动粘度增加，油色由黄色至茶褐色进而变为黑色。高温下的有机酸对设备有一定的腐蚀作用。

高温裂解与高温氧化相互关联，系统内有机热载体如果发生高温氧化，酸值变大，粘度增加，有机热载体流速降低，一旦锅炉内有机热载体处于层流状态，则可能导致边界层过热，传热效果变差，不得已提高炉出口温度，引起高温裂解，促使有机热载体迅速劣化。

三、延长有机热载体使用寿命的措施

1.合理选用有机热载体加热炉，避免其超负荷运行。

2.有机热载体锅炉循环系统设计要舒畅，尽量减少不必要的弯头和阀门，另外选用高质量的循环泵、法兰、阀门和密封件等配置，避免系统泄漏。合理选用循环泵，确保炉管内有机热载体的流速维持在安全流速以上，并且各炉管流速应尽量均匀。

3.根据具体的生产工艺和使用条件着重以运行安全、环保、节能、使用寿命为选择要素，选用具有良好的化学热稳定性，良好的热传导性能，较低的粘度、无腐蚀，低蒸汽压，毒性小的有机热载体。定期做好有机热载体的检测，一旦有机热载体质量指标达到“警告”或“停止使用”时，及时进行处理，避免因有机热载体劣化而发生安全事故。

4.设置高位槽，使高位槽处于一种相对低温的状态（不超过60℃），尽量采用氮气覆盖，加装最低液位报警器，并保持一定的液位。

5.建立和完善安全管理制度和操作规程，有机热载体锅炉及传热系统运行时防止超温、超压。锅炉停炉或暂停运行时，应保持系统继续循环至油温降至70。C以下时才能关闭循环泵，而且每次开炉时应先开启循环泵。当发生突然停电或者循环系统发生故障时，采取通风降温措施的同时，用冷的有机热载体进行置换可以加快有机热载体的冷却以防止过热。

6.及时清除炉体内壁、盘管壁上的灰垢，定期清洗管道、膨胀罐，消除铁锈、杂质对有机热载体的催化作用，保证传热效果良好。同时应尽可能使用品质比较好的燃煤，是燃煤产生的热量能及时全面地传递给有机热载体。

.7.定期补充新的有机热载体。定期适当补充新的有机热载体可以使系统中的残炭量基本保持稳定。在补加或部分更换时，尽量选择同一型号、性质相同的有机热载体，避免因混用有机热载体对锅炉及系统安全运行产生影响。

[1]王建东,魏传良,万涛.L-QD330合成高温导热油的开发与应用[J].石油商技.2011(04).

[2]姜韬,邓丽娟,李云飞.导热油炉油垢的形成原因与清洗方法[J].木材工业.2011(03).

[3]熊忠灿.导热油的劣化因素及其预防措施[J].合成润滑材料.2011(01).

[4]赵玉贞,赵小艳.合成导热油的发展及应用[J].合成润滑材料.2010(04).