有机热载体锅炉及传热系统的清洗及重要性

2020-03-03李洋

技术与市场 2020年7期

李洋

(安徽省特种设备检测院，安徽合肥 230051)

0 引言

有机热载体是一种将热量间接传递给换热设备的可循环加热使用的媒介，具有使用压力低、温度高且范围广、传热效率高、系统温度控制精确度高等诸多优点，同时该介质节能效果好、操作性能优良。但是有机热载体在高温使用过程中易发生劣化或受污染，都可能造成有机热载体锅炉及传热系统的结焦、积炭，严重影响系统的传热效果，造成燃料能源的浪费，甚至可能造成受热面爆管，引发有机热载体锅炉及传热系统的事故隐患，可能给企业带来严重的生产安全事故和经济损失[1-3]。因此，探讨有机热载体锅炉及传热系统的清洗对其锅炉及系统的安全经济运行具有重要意义。

1 有机热载体的劣化因素

有机热载体的劣化因素主要有过热超温、氧化变质、化学污染等。

1.1 过热超温

有机热载体在使用过程中不能超过其最高允许使用温度，过热超温就会发生分解，可能导致有机热载体的成分、纯度、温度产生一定的影响。其中有机热载体高温分解的高沸物或不可溶解的产物可能增加其黏度，引起传热和流动受阻，造成有机热载体在系统中的流速减小和壁温升高，进而导致其残炭含量增加，造成受热面管结焦、积炭，甚至导致有机热载体锅炉及传热系统的管材损坏，引发其锅炉设备及供热系统的安全隐患。

1.2 氧化变质

有机热载体与空气中的氧气接触时就会发生氧化反应，当有机热载体在系统高温运行条件下与空气或氧气接触会造成快速及严重的氧化变质，引起有机热载体锅炉及传热系统事故的发生和有机热载体使用寿命变短。因此，在有机热载体使用过程中应尽量避免其与空气(或氧)接触，保证有机热载体锅炉及系统安全经济运行。

1.3 化学污染

有机热载体的化学污染主要是不同化学性质的有机热载体在高温运行过程中可能会发生化学反应，造成了原来有机热载体的基本特性发生变化，从而影响有机热载体锅炉及整个系统的正常稳定运行。

此外，有机热载体的劣化原因还有很多，如有机热载体锅炉及传热系统设计不合理、泄漏以及操作方法有误等引起的有机热载体劣化变质。

2 有机热载体锅炉及传热系统中劣化物的特性

有机热载体在高温运行过程中，劣化的有机热载体在其锅炉及传热系统中的管壁上可能会形成的一定量的污垢物质，主要有沥青状污垢、胶质污垢、结焦物、炭化物等。

沥青状污垢形成的过程主要是由于黏性较大的聚合物以及有机热载体中的杂质沉积而成，通常存在于低速区域、低位贮槽及膨胀罐底部等，一般比较容易清除；胶质污垢一般是黏附力较强的黏性有机热载体炉污垢，含有焦油沥青与聚合物，属于程度较轻的垢物，通常存在于炉管内壁和循环系统的管道壁上，该种垢物为硬化初级的物质，一般较难清除干净；结焦物主要组分是焦质与沥青质，是在高温运行过程中发生脱氢、缩合反应形成的固态微粒状或网状结焦物，结焦垢物传热系数较小，有机热载体受热面及传热系统管壁上结焦后会严重影响传热效率，通常有机热载体结焦物清除较为困难；炭化物通常是结焦物进一步炭化形成的较硬的垢物，是有机热载体硬化程度最严重且最难清除的一种污垢，甚至造成锅炉受热面及系统管道堵塞，更甚者引起锅炉设备及系统损坏或报废。

3 有机热载体锅炉及传热系统的清洗方法

有机热载体锅炉及传热系统的清洗方法主要有化学清洗法和物理清洗法。

3.1 化学清洗法

有机热载体锅炉及传热系统的化学清洗法分为无机清洗法和有机清洗法。

3.1.1 无机清洗法

无机清洗法主要是通过液相的碱性药剂加表面活性剂混合的无机清洗剂对有机热载体锅炉及传热系统进行清洗，一般无机清洗法的成本较低，溶液配制比较简单。该方法的清洗效果因溶液的配方和清洗操作方式的不同，差异性较大，特别是选择合适的表面活性剂和适当的配比尤其重要，同时该方法清洗的时间较长，无机清洗溶剂容易影响有机热载体品质甚至造成有机热载体的劣化变质。

3.1.2 有机清洗法

有机清洗法主要是采用对有机热载体垢物溶解性较强的有机溶剂来清洗有机热载体系统。该方法一般对有机热载体垢物溶解能力较强，对金属腐蚀性较弱，清洗操作简单，时间较短，通常可以采用有机热载体循环系统进行反复清洗，达到更好的清洗效果，同时有机清洗的溶剂对有机热载体污染性较小，但有机清洗溶剂成本普遍较高，国内外采用的较少。

3.2 物理清洗法

物理清洗法就是通过采用人工对有机热载体系统中的垢物进行物理清除。在有机热载体锅炉及传热系统中，膨胀罐和低位槽底部及循环管路死角通常会沉积较多的油垢，若不及时对这些垢物进行清洗，容易对系统中的有机热载体造成污染.由于膨胀罐和低位槽表面积较大，采用化学清洗所需溶剂量较大，清洗成本较高，通常采用人工进行物理清洗，必要时也可以采用物理清洗和化学清洗相结合。

4 有机热载体锅炉及传热系统清洗的重要性

有机热载体在高温运行过程中，容易造成劣化变质以及严重污染，可能会在有机热载体锅炉及传热系统的管道内壁上结焦、积炭，引起系统循环量变小，易造成有机热载体的过热超温，加速有机热载体劣化，降低传热效率，严重会造成受热面及系统管道损坏，造成重大经济损失，甚至引发安全事故。因此，有机热载体锅炉及传热受到严重污染或有机热载体已经劣化变质必须及时进行清洗，这对保证有机热载体锅炉及系统安全、节能、经济运行具有重要意义。