浅谈有机热载体液相锅炉的有关部件

黄漫，翟国强，禹红丽

（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南 郑州 450000）

1 前言

有机热载体炉是一种高效节能的工业锅炉，以导热油为载体，通过循环泵使导热油在锅炉运行系统中循环，并将热量送至用热设备。有机热载体分类大致有这些：

（1）按照介质的相态分为有机热载体液相炉和有机热载体气相炉。

（2）按照燃料种类可以分为燃煤、燃油、燃气及电加热有机热载体锅炉。

（3）按照炉体安置型式分为立式、卧式及其他有机热载体锅炉。

（4）按照介质循环方式分为注入式有机热载体锅炉和吸入式有机热载体锅炉。

（5）按照本体结构分为螺旋盘管式、管架式和锅壳式加热式。有机热载体锅炉虽有低压高温的优点，但锅炉内导热油温度高，且易燃易爆，一旦运行中不注意，发生泄漏，会引起火灾，甚至爆炸伤及人身安全的事故。本文通过分析有机热载体液相锅炉工作系统，探讨了有机热载体液相锅炉的检验要点。

2 有机热载体液相炉工作系统

有机热载体液相炉以导热油为介质，利用循环油泵强制导热油循环，由锅炉本体、循环油泵、过滤器、油气分离器、储油槽、膨胀槽、注油泵及相关的管道阀门等组成。其系统工作流程是导热油由循环泵进入锅炉入口集箱，通过锅炉本体加热，由出口集箱进入出油管道将热能输送至用热设备，待用热设备用完热后，通过回油管道返回油气分离器，再次返回液相炉中重新加热。工作系统见图1。

图1 有机热载体液相炉工作系统

3 有机热载体液相炉的相关部件

本文主要探讨有机热载体液相炉的循环油泵、油气分离器、膨胀槽、辅助排气管、储油槽、过滤器其相关管线和阀门。

3.1 循环油泵

循环油泵是整个有机热载体液相炉的心脏。在系统运行中，通过泵推动导热油在系统内不断循环，克服整个循环系统中的阻力。选用时以安全原则，在有机热载体液相锅炉系统工作中，循环油泵额定功率、流量、扬程应符合锅炉设计技术文件要求，同时，运行时泵本身的性能曲线与管路特性曲线相交的工作点要满足锅炉的设计流量、扬程要求，以此保证锅炉在不低于最小限制流速下运行。选用时以节能的原则，根据流体学可知，循环泵的P(功率)=Q(流体)×H(压力) pg，流量Q 与转速N 的一次方成正比，压力H 与转速N的平方成正比，功率P 与转速N 的立方成正比，即循环泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。节能循环泵是利用增大叶轮直径，在循环泵的流量Q 一定的情况下，降低循环泵的转速N，使循环泵的轴功率降低达到节能的目的。每台有机热载体液相炉均设置两个循环油泵，一用一备。此外，有条件的使用单位还可以配置备用电源或汽油机带动的备用油泵，一旦停电立即启动。

3.2 油气分离器

油气分离器安装在回油管道上（靠近循环泵的进口），上端的膨胀管与膨胀槽连接。它是将有机热载体液相炉系统中循环中导热油所含有气体分离出来通过膨胀管进入膨胀槽，能保证系统能正常持续稳定地运行。导热油本身会携带一部分水分和低馏分的化合物，新炉子管线系统中也有可能有未排净的水分。在液相炉系统工作初期，导热油温度升高至100℃以上时，含在导热油及其管线中的气体分离出来，水分也会汽化，这些均通过油气分离器上端的膨胀管排出；同时，在系统运行过程中，循环系统产生的气体也经过油气分离器分离，通过膨胀管排出。这确保了有机热载体液相炉的安全稳定地运行，因此，油气分离器的作用非常重要。

3.3 膨胀槽

在有机热载体液相炉工作系统中，膨胀槽的设置是很有必要的。膨胀槽一般设置在液相炉工作系统的最高点，用于吸收有机热载体液相炉系统中的导热油由于受热膨胀所增加的体积；此外，它还具有其他的功能，比如，补充新的导热油中带入的空气和启动运行中产生的混合蒸汽的排空以及氮封等。膨胀槽使用惰性气体进行密封的系统叫闭式系统，反之，叫开式系统。在闭式系统中，膨胀槽一般采用氮封保护。对于运行系统中确无充氮保护的，应保持一定液位，并装有最低液位报警器。

膨胀槽的位置安装高度若低，一方面，系统不能产生足够的压力，系统的稳定性就会变差，同时，管路内热油会通过膨胀管与膨胀槽内导热油发生热交换，使得膨胀槽内的油温过高，系统能耗增加，缩短油品的使用寿命且会大大增加安全隐患。另一方面，会造成循环泵的汽蚀，引起导热油溢出。安装高度若过高，会引起膨胀槽内液位过低，将致使系统内设备的压力升高，可能会超过锅炉的额定压力，影响锅炉的运行安全。根据TSG0001-2012《锅炉安全技术监察规程》的规定，建议膨胀槽底部应不低于系统用油最高点1.5m。

3.4 辅助排气管

在系统回油管道与油气分离器之间装设，通向膨胀槽，靠近膨胀槽的管线上安装有阀门。在有机热载体液相炉系统运行过程中，一方面，高温的导热油通过辅助排气管进入膨胀槽，使其参与热油的循环；另一方面，在更换新的导热油，启动时要打开这个管线上的排气阀，便于排出有机热载体炉中的空气、水与导热油混合蒸汽。需要注意的是，系统运行过程中，若辅助排气管阀门处于打开状态，会使膨胀槽内的导热油温度过高，使系统能耗增加，在缩短油品的使用寿命的同时，增大安全隐患；鉴于此，在系统正常运行时，需处于关闭的状态。

3.5 储油槽

根据相关规定，储油槽一般设置在有机热载体液相炉系统的最低位置，以方便维修的时候排出系统里的导热油。储油槽与有机热载体系统之间应该设置一道隔墙隔开，且距离不宜过近，以免发生事故。储油槽上连接的大气管应储油槽上部设置喷淋水装置，以便于将油温降至注油泵所许的使用温度。对于储油槽的容积一般为导热油炉系统总量的1.2 倍以上。储油槽应装一只液位计，顶部装设排气管，排气管应引至安全地点，并且不可以在管线上安装阀门，管线的直径要比膨胀管的大。

3.6 过滤器

过滤器是有机热载体液相锅炉中不可缺少的。常用的过滤器的型号有Y 型、T 型等。Y 型过滤器结构设计先进，流动阻力小，且排污方便，广泛运用到目前有机热载体液相锅炉系统中。它可以与管道中阀门及其主设备使用，也可以单独用于系统管路中，管道中的导热油进入过滤器，通过过滤器的滤网再次进入管道中，而杂物则留在过滤桶内。有机热载体液相炉供热管路中的杂质，对整个系统运行是很不利的，当这些杂质通过过滤器后被滤出来。在供热系统正常运行一段时间后，可以将过滤器套中的杂质排出。

3.7 管道阀门

有机热载体液相炉系统中导热油渗透性极强，又易燃烧，尤其对多孔性材料，侵附性更强。系统工作中导热油一旦发生泄漏，很容易引起火灾，伤及人身财产安全。因此，阀门的材质、工作温度及耐压的等级都是必须要考察的。有机热载体液相炉系统中，管道阀门不宜用铸铁阀门，管道系统中所有密封件应选用具有良好密封性和阻燃性的柔性和金属缠绕制品，切忌用含有橡胶成分的密封件，使用过程中，必须定期检查阀门连接处是否完好，如果发生损坏，应及时更换。

4 结语

总之，有机热载体液相炉能均匀稳定地传热，具有低压高温的特性，已被广泛应用在现代工业中。本文通过有机热载体液相炉工作系统，详细介绍了工作流程中循坏油泵、油气分离器、膨胀槽、辅助排气管、储油槽、过滤器及管路上管道阀门这些部件功能作用，这样能更好地做好有机热载体液相炉的检验检测工作，消除隐患，避免伤及人身财产安全的事故发生，确保有机热载体液相炉安全、节能、稳定地运行。