[1]. Въведение
В сравнение с традиционните методи за отопление, като директно отопление и отопление с пара, отоплението с топлопреносно масло има предимствата на пестене на енергия, равномерно нагряване, висока точност на контрол на температурата, ниско работно налягане, безопасност и удобство. Следователно от 80-те години на миналия век изследванията и приложението на топлопреносно масло в моята страна се развиха бързо и се използват широко в различни отоплителни системи в химическата промишленост, петролната преработка, нефтохимическата промишленост, химическите влакна, текстила, леката промишленост, строителните материали , металургия, зърнена, петролна и хранително-вкусова промишленост и други индустрии.
Тази статия обсъжда основно образуването, опасностите, влияещите фактори и разтворите на коксуване на топлопреносно масло по време на употреба.

[2]. Образуване на коксуване
Има три основни химични реакции в процеса на топлопренос на топлопреносно масло: реакция на термично окисление, термичен крекинг и реакция на термична полимеризация. Коксуването се получава чрез реакция на термично окисление и реакция на термична полимеризация.
Реакцията на термична полимеризация възниква, когато топлопреносното масло се нагрява по време на работа на отоплителната система. Реакцията ще генерира висококипящи макромолекули като полициклични ароматни въглеводороди, колоиди и асфалтен, които постепенно се отлагат върху повърхността на нагревателя и тръбопровода, за да образуват коксуване.
Реакцията на термично окисляване възниква главно, когато маслото за пренос на топлина в разширителния резервоар на отворената отоплителна система влезе в контакт с въздуха или участва в циркулацията. Реакцията ще генерира нискомолекулни или високомолекулни алкохоли, алдехиди, кетони, киселини и други киселинни компоненти и допълнително ще генерира вискозни вещества като колоиди и асфалтени за образуване на коксуване; термичното окисляване се причинява от необичайни условия. Веднъж възникнал, той ще ускори термичния крекинг и реакциите на термична полимеризация, което ще доведе до бързо увеличаване на вискозитета, намаляване на ефективността на пренос на топлина, причинявайки прегряване и коксуване на тръбата на пещта. Произведените киселинни вещества също ще причинят корозия на оборудването и изтичане.

[3]. Опасности от коксуване
Коксуването, генерирано от топлопреносното масло по време на употреба, ще образува изолационен слой, причинявайки намаляване на коефициента на топлопреминаване, повишаване на температурата на отработените газове и увеличаване на разхода на гориво; от друга страна, тъй като температурата, изисквана от производствения процес, остава непроменена, температурата на стената на тръбата на нагревателната пещ ще се повиши рязко, което ще доведе до издуване и разкъсване на тръбата на пещта и евентуално изгаряне през тръбата на пещта, причинявайки отоплителната пещ да се запалят и експлодират, причинявайки сериозни злополуки, като нараняване на оборудване и оператори. През последните години подобни инциденти са чести.

[4]. Фактори, влияещи върху коксуването
(1) Качество на топлопреносното масло
След анализиране на горния процес на образуване на коксуване се установява, че устойчивостта на окисление и термичната стабилност на топлопреносното масло са тясно свързани със скоростта и количеството на коксуване. Много инциденти с пожари и експлозии са причинени от лошата термична стабилност и устойчивост на окисление на топлопреносното масло, което причинява сериозно коксуване по време на работа.
(2) Проектиране и монтаж на отоплителна система
Различните параметри, осигурени от дизайна на отоплителната система и дали инсталацията на оборудването е разумна, пряко влияят върху склонността към коксуване на топлопреносното масло.
Условията за монтаж на всяко оборудване са различни, което също ще повлияе на живота на маслото за пренос на топлина. Инсталирането на оборудването трябва да бъде разумно и е необходима навременна корекция по време на пускането в експлоатация, за да се удължи живота на маслото за пренос на топлина.
(3) Ежедневна експлоатация и поддръжка на отоплителната система
Различните оператори имат различни обективни условия като образование и техническо ниво. Дори ако използват едно и също отоплително оборудване и топлопреносно масло, тяхното ниво на контрол на температурата и дебита на отоплителната система не е същото.
Температурата е важен параметър за реакцията на термично окисляване и реакцията на термична полимеризация на топлопреносното масло. С повишаването на температурата, скоростта на реакцията на тези две реакции ще се увеличи рязко и тенденцията за коксуване също ще се увеличи съответно.
Според съответните теории на принципите на химическото инженерство: с увеличаването на числото на Рейнолдс скоростта на коксуване се забавя. Числото на Рейнолдс е пропорционално на дебита на топлопреносното масло. Следователно, колкото по-голяма е скоростта на потока на топлопреносното масло, толкова по-бавно е коксуването.

[5]. Решения за коксуване
За да се забави образуването на коксуване и да се удължи експлоатационният живот на топлопреносното масло, трябва да се вземат мерки от следните аспекти:
(1) Изберете топлопреносно масло от подходяща марка и наблюдавайте тенденцията на неговите физични и химични показатели
Топлинното масло се разделя на марки според температурата на използване. Сред тях минералното топлопреносно масло включва главно три марки: L-QB280, L-QB300 и L-QC320, а температурите им за използване са съответно 280 ℃, 300 ℃ и 320 ℃.
Маслото за пренос на топлина с подходяща марка и качество, което отговаря на стандарта SH/T 0677-1999 "Течност за пренос на топлина", трябва да бъде избрано според температурата на нагряване на отоплителната система. Понастоящем препоръчителната температура за използване на някои налични в търговската мрежа масла за пренос на топлина е доста различна от действителните резултати от измерването, което подвежда потребителите и от време на време възникват инциденти с безопасността. Трябва да привлече вниманието на повечето потребители!
Маслото за пренос на топлина трябва да бъде направено от рафинирано базово масло с отлична термична стабилност и високотемпературни антиоксиданти и добавки против котлен камък. Високотемпературният антиоксидант може ефективно да забави окисляването и сгъстяването на топлопреносното масло по време на работа; високотемпературният агент против котлен камък може да разтвори коксуването в тръбите и тръбопроводите на пещта, да го диспергира в маслото за пренос на топлина и да го филтрира през байпасния филтър на системата, за да поддържа тръбите и тръбопроводите на пещта чисти. След всеки три или шест месеца употреба трябва да се проследяват и анализират вискозитетът, точката на възпламеняване, киселинното число и въглеродният остатък на маслото за пренос на топлина. Когато два от показателите превишават определената граница (въглероден остатък не повече от 1,5%, киселинно число не повече от 0,5mgKOH/g, скорост на промяна на пламната точка не повече от 20%, скорост на промяна на вискозитета не повече от 15%), трябва да се обмисли добавянето на ново масло или замяната на цялото масло.
(2) Разумно проектиране и монтаж на отоплителна система
Проектирането и инсталирането на отоплителна система с топлопреносно масло трябва да следва стриктно правилата за проектиране на пещи с горещо масло, формулирани от съответните отдели, за да се гарантира безопасната работа на отоплителната система.
(3) Стандартизирайте ежедневната работа на отоплителната система
Ежедневната работа на отоплителната система с термично масло трябва стриктно да следва правилата за безопасност и технически надзор за пещи с органичен топлоносител, формулирани от съответните отдели, и да наблюдава променящите се тенденции на параметри като температурата и дебита на термичното масло в отоплението система по всяко време.
При реална употреба средната температура на изхода на нагревателната пещ трябва да бъде поне с 20 ℃ по-ниска от работната температура на топлопреносното масло.
Температурата на топлопреносното масло в разширителния резервоар на отворената система трябва да бъде по-ниска от 60 ℃ и температурата не трябва да надвишава 180 ℃.
Скоростта на потока на маслото за пренос на топлина в пещта за горещо масло не трябва да бъде по-ниска от 2,5 m/s, за да се увеличи турбулентността на маслото за пренос на топлина, да се намали дебелината на застоялия долен слой в граничния слой на топлопреноса и термично съпротивление на конвективен топлопренос и подобряване на коефициента на конвективен топлопренос, за да се постигне целта за подобряване на топлопреминаването на флуида.
(4) Почистване на отоплителната система
Продуктите от термично окисление и термична полимеризация първо образуват полимеризирани вискозни вещества с високо съдържание на въглерод, които се придържат към стената на тръбата. Такива вещества могат да бъдат отстранени чрез химическо почистване.
Високовъглеродните вискозни вещества допълнително образуват ненапълно графитизирани отлагания. Химическото почистване е ефективно само за частите, които все още не са карбонизирани. Образува се напълно графитизиран кокс. Химическото почистване вече не е решение за този тип вещества. В чужбина се използва предимно механично почистване. Трябва да се проверява често по време на употреба. Когато образуваните високовъглеродни вискозни вещества все още не са карбонизирани, потребителите могат да закупят химически почистващи агенти за почистване.

[6]. Заключение
1. Коксуването на маслото за пренос на топлина по време на процеса на пренос на топлина идва от реакционните продукти на реакцията на термично окисляване и реакцията на термична полимеризация.
2. Коксуването на топлопреносното масло ще доведе до намаляване на коефициента на топлопреминаване на отоплителната система, повишаване на температурата на отработените газове и увеличаване на разхода на гориво. В тежки случаи това ще доведе до възникване на инциденти като пожар, експлозия и лично нараняване на оператора в отоплителната пещ.
3. За да се забави образуването на коксуване, трябва да се избере масло за пренос на топлина, приготвено с рафинирано базово масло с отлична термична стабилност и високотемпературни антиокислителни и противообрастващи добавки. За потребителите трябва да бъдат избрани продукти, чиято работна температура се определя от органа.
4. Отоплителната система трябва да бъде разумно проектирана и инсталирана, а ежедневната работа на отоплителната система трябва да бъде стандартизирана по време на употреба. Вискозитетът, точката на запалване, киселинното число и остатъчният въглерод на топлопреносното масло в експлоатация трябва да се тестват редовно, за да се наблюдават техните променящи се тенденции.
5. Химически почистващи препарати могат да се използват за почистване на коксуване, което все още не е карбонизирано в отоплителната система.