有机热载体加热系统中的主要设备及其作用

钟金华

[摘要]：介绍有机热载体系统高、低位槽及其作用，并结合平时的检验工作，提出相关的检验要点及预防措施，确保锅炉经济安全运行。

[关键词]：高位槽；低温槽；超温；氧化、

[引言]：有机热载体锅炉由于具有低压高温的性能，在石油、化工、纺织等工业领域大受推崇。但也恰恰因为这低压高温的性能，给工业安全生产带来了严重的威胁。在较高的工作温度下，有机热载体一旦在加热系统中发生渗漏，就容易发生火灾、爆炸等安全事故，破坏力极强。因此，对有机热载体加热系统全面的、专业的技术认知是非常有必要的，这对有机热载体锅炉的安全稳定运行有着极其重要的保障。

有机热载体加热系统的主要设备为有机热载体加热炉、高位槽、低位槽、气液分离器、过滤器、循环泵、客户用热设备等[1]，

1 高位槽

高位槽按承压情况可以分为开式和闭式。开式高位槽上顶部为大气管，与外界大气相通，所以开式高位槽的压力为常压，即大气压力。闭式高位槽顶部上安装泄压阀，起到泄压的作用。为了防止外界空气进入发生有机热载体热氧化变质，闭式高位槽采用氮封。但考虑到闭式高位槽结构复杂，投资成本高，而大多数有机热载体在正常状态下比较稳定，不容易与空气中的氧气发生热氧化反应，从而发生有机热载体的变质，所以比较常见的有机热载体加热系统通常是选用开式高位槽的。

1.1 高位槽在系统中的作用

高位槽在有机热载体加热系统中的主要作用如下：

1.1.1储存受热膨胀体积。根据热胀冷缩原理，在有机热载体加热系统中，有机热载体在加热炉中受热，体积膨胀、增大，而系统管路管径较小，易发生爆裂。高位槽具有较大的容积可以容纳多余的体积，保证有机热载体加热系统的正常运行。

1.1.2安全补给。由于有机热载体的变质、泄漏等因素致使系统中的有机热载体量变少，无法满足正常循环量的要求。利用高位槽与主循环回路间的压差，高位槽中的液相有机热载体会注入压力相对较小的循环系统中。

1.1.3隔绝空气防止氧化。当有机热载体的温度达到某一临界时，有机热载体一旦与空气接触就会发生热氧化，产生变质。在正常运作时，高位槽内的液相有机热载体不参与循环，温度较低，可以隔绝系统外空气，防止热氧化，延长有机热载体的使用寿命。

1.2 高位槽的安全隱患

目前，高位槽中存在的安全隐患如下：

1.2.1高位槽超温：正常运行时，高位槽内有机热载体的温度较低，不致使有机热载体发生变质，但在误操作时，有机热载体温度就有可能超过变质的临界温度，导致有机热载体变质失效，减少有机热载体的工作寿命。

1.2.2溢流：在系统启动时，高位槽内容纳着大量温度较高的有机热载体，需要通过溢流管排放到低位槽内。但由于排放的有机热载体的温度较高，流经注油泵时，对注油泵进行加热，使得注油泵处于高温工作状态，减少注油泵的使用寿命。

1.2.3 起火爆炸：当高位槽中的有机热载体量过多，温度过高，超过正常运行时高位槽的容纳量，且来不得及通过溢流管溢出，易发生起火爆炸。

2 低位槽

低位槽（储油槽）是有机热载体加热系统的重要储油容器，一般放置于系统的最底部

2.1 低位槽的作用

低位槽在有机热载体加热系统中的主要作用有[2] ：

2.1.1 存储和冷却有机热载体：低位槽应当随时保持低位状态，当突然停电时，从高位槽来的的较低温度对加热炉进行冷却，低位槽起到平衡整个系统的压力的作用。当高位槽的有机热载体量过多时，多余的有机热载体将溢出，流到低位槽。

2.1.2 二次油气分离与排水排气：若有机热载体参杂水分、低挥发分物质时，高位槽排气量将会过载，造成喷油事故，此时，需要将高位槽上内的液相有机热载体和废气通过溢流管流入低位槽，在低位槽的顶部空间进行油气分离。液相有机热载体将流入低位槽底部，废气则从低位槽顶部的排气管排出。若废气在流动过程中与液相有机热载体发生热量交换，废气冷凝成水，需要将这些水通过排污管排出。

2.2 低位槽的安全隐患

2.2.1 液位过高，正常运行时，低位槽的液位应保持在低液位。所以需要在低位槽上安装液位计。若发现液位计液位过高，应立即对低位槽进行释放，否则会影响整个系统的正常运行。

2.2.2积水，由于储油槽常积聚有一定的水分，在安装时，必须将低位槽排污口倾斜，以便排出积水。否则积水会通过补给方式进入有机热载体加热系统，带来安全危险。

3 气液分离器

气液分离器是有机热载体加热系统中对有机热载体进行油气分离的设备，为系统的正常运行带来了安全可靠。

3.1 气液分离器的作用

气液分离器的作用如下：

3.1.1 排气：系统初次煮油脱水遗留下的一定的水分与空气，需要通过气液分离器排至高位槽。若不马上将这些水分与空气排出，不仅会引起管路的局部气阻，还会导致循环泵的抽空而引起的颤振，有可能会带来管道的破坏和高位槽的喷油。

3.1.2 保护循环泵：若不设置气液分离器，系统中的废气进入循环泵，会有可能对循环泵进行气蚀，破坏循环泵，影响循环泵的正常使用。

3.2 气液分离器存在的安全隐患

气液分离器存在的安全隐患如下：

3.2.1 容积过小，气液分离器容积过小，分离时间过短，废气无法完全过滤排至高位槽而进入主循环回路，影响系统运行。

3.2.2 流速过快，若有机热载体加热系统中液相有机热载体流速过快，流动状态为湍流，气液混合不易分离。

4 循环泵的作用

4.1 循环泵存在的安全隐患

目前，循环泵存在的安全隐患如下：

4.1.1 流量扬程不足：若系统中使用的循环泵功率较小，就无法为整个系统提供足够的动力，导致有机热载体的流速过小，不仅造成了有机热载体在加热炉中的加热时间过长，出现热分解变质，还有可能引起管路堵塞、积碳等现象，给整个系统带来危险。

有机热载体加热系统中各主要设备所起的作用不一，针对其常见的安全事故进行整理分析，提出相应的合理的设计、选择、安装，更好地协调有机热载体加热系统的各主要设备的安全运作，对系统运行的安全可靠、高效节能有着极为重要的作用。

[参考文献]：

【1】 寇广孝，王汉青，顾炜莉.钢瓶热载体烤漆加热系统及应用效果[J].南华大学学报：自然科学版，2001，（2）：42-45.

【2】 寇广孝，伍守平.有机热载体炉供热系统中储油槽的作用及其设计要求[J].中南工学院科技通讯，1998（1）：25-27.

【3】锅炉安全技术监察规程TSG G0001-2012.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布