[1]. Uvod
U poređenju sa tradicionalnim metodama grijanja, kao što su direktno grijanje i grijanje parom, grijanje ulja za prijenos topline ima prednosti uštede energije, ujednačenog grijanja, preciznosti kontrole visoke temperature, niskog radnog tlaka, sigurnosti i praktičnosti. Stoga se od 1980-ih, istraživanje i primjena ulja za prijenos topline u mojoj zemlji naglo razvila, te se naširoko koristi u različitim sistemima grijanja u hemijskoj industriji, preradi nafte, petrohemijskoj industriji, hemijskim vlaknima, tekstilu, lakoj industriji, građevinskim materijalima. , metalurgija, žitarica, naftna i prehrambena i druge industrije.
U ovom članku se uglavnom govori o formiranju, opasnostima, faktorima utjecaja i rješenjima koksovanja ulja za prijenos topline tokom upotrebe.

[2]. Formiranje koksovanja
Postoje tri glavne kemijske reakcije u procesu prijenosa topline ulja za prijenos topline: reakcija termalne oksidacije, termička reakcija krekiranja i reakcija termičke polimerizacije. Koksovanje se proizvodi reakcijom termalne oksidacije i reakcijom termalne polimerizacije.
Reakcija termičke polimerizacije nastaje kada se ulje za prijenos topline zagrijava tokom rada sistema grijanja. Reakcija će stvoriti makromolekule visokog ključanja kao što su policiklički aromatični ugljovodonici, koloidi i asfalten, koji se postupno talože na površini grijača i cjevovoda i formiraju koks.
Reakcija termičke oksidacije se uglavnom događa kada ulje za prijenos topline u ekspanzionoj posudi otvorenog sustava grijanja dođe u kontakt sa zrakom ili učestvuje u cirkulaciji. Reakcija će generirati niskomolekularne ili visokomolekularne alkohole, aldehide, ketone, kiseline i druge kisele komponente i dalje stvarati viskozne tvari kao što su koloidi i asfalteni koji stvaraju koks; termička oksidacija je uzrokovana abnormalnim uvjetima. Jednom kada se dogodi, ubrzat će termičko pucanje i reakcije termalne polimerizacije, uzrokujući brzo povećanje viskoziteta, smanjujući efikasnost prijenosa topline, uzrokujući pregrijavanje i koksiranje cijevi peći. Proizvedene kisele tvari također će uzrokovati koroziju i curenje opreme.

[3]. Opasnosti od koksovanja
Koksovanje koje stvara ulje za prijenos topline tokom upotrebe će formirati izolacijski sloj, uzrokujući smanjenje koeficijenta prijenosa topline, povećanje temperature izduvnih plinova i povećanje potrošnje goriva; s druge strane, budući da temperatura potrebna za proizvodni proces ostaje nepromijenjena, temperatura stijenke cijevi peći za grijanje će naglo porasti, uzrokujući izbočenje i pucanje cijevi peći, te na kraju izgorjeti kroz cijev peći, uzrokujući da peć za grijanje zapaliti i eksplodirati, uzrokujući ozbiljne nesreće kao što su lične povrede opreme i operatera. Posljednjih godina ovakve nezgode su česte.

[4]. Faktori koji utiču na koksovanje
(1) Kvalitet ulja za prijenos topline
Nakon analize gore navedenog procesa formiranja koksovanja, utvrđeno je da su oksidacijska stabilnost i termička stabilnost ulja za prijenos topline usko povezane sa brzinom i količinom koksovanja. Mnogi požari i eksplozije uzrokovani su lošom termičkom stabilnošću i oksidacijskom stabilnošću ulja za prijenos topline, što uzrokuje ozbiljno koksovanje tokom rada.
(2) Projektovanje i montaža sistema grijanja
Različiti parametri predviđeni dizajnom sistema grijanja i da li je instalacija opreme razumna direktno utiču na sklonost koksovanja ulja za prijenos topline.
Uslovi ugradnje svake opreme su različiti, što će uticati i na životni vek ulja za prenos toplote. Instalacija opreme mora biti razumna i potrebno je pravovremeno ispravljanje tokom puštanja u rad kako bi se produžio vijek trajanja ulja za prijenos topline.
(3) Dnevni rad i održavanje sistema grijanja
Različiti operateri imaju različite objektivne uslove kao što su obrazovanje i tehnički nivo. Čak i ako koriste istu opremu za grijanje i ulje za prijenos topline, njihov nivo kontrole temperature sistema grijanja i protoka nije isti.
Temperatura je važan parametar za reakciju termalne oksidacije i reakcije termalne polimerizacije ulja za prijenos topline. Kako temperatura raste, brzina reakcije ove dvije reakcije će se naglo povećati, a shodno tome će se povećati i tendencija koksanja.
Prema relevantnim teorijama principa hemijskog inženjerstva: kako se Reynoldsov broj povećava, brzina koksovanja se usporava. Reynoldsov broj je proporcionalan brzini protoka ulja za prijenos topline. Stoga, što je veći protok ulja za prijenos topline, to je sporije koksovanje.

[5]. Rješenja za koksiranje
Kako bi se usporilo stvaranje koksovanja i produžio vijek trajanja ulja za prijenos topline, potrebno je poduzeti mjere sa sljedećih aspekata:
(1) Odaberite ulje za prijenos topline odgovarajuće marke i pratite trend njegovih fizičko-hemijskih pokazatelja
Ulje za prijenos topline podijeljeno je u marke prema temperaturi upotrebe. Među njima, mineralno ulje za prijenos topline uglavnom uključuje tri marke: L-QB280, L-QB300 i L-QC320, a njihove temperature upotrebe su 280℃, 300℃ i 320℃.
Ulje za prijenos topline odgovarajuće marke i kvaliteta koje zadovoljava standard SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" treba odabrati prema temperaturi grijanja sistema grijanja. Trenutno se preporučena temperatura upotrebe nekih komercijalno dostupnih ulja za prijenos topline prilično razlikuje od stvarnih rezultata mjerenja, što dovodi u zabludu korisnike i s vremena na vrijeme dolazi do sigurnosnih nezgoda. Trebalo bi da privuče pažnju većine korisnika!
Ulje za prijenos topline treba biti napravljeno od rafiniranog baznog ulja sa odličnom termičkom stabilnošću i antioksidansima na visokim temperaturama i aditivima protiv kamenca. Visokotemperaturni antioksidans može efikasno da odloži oksidaciju i zgušnjavanje ulja za prenos toplote tokom rada; Visokotemperaturno sredstvo protiv kamenca može otopiti koks u cijevima peći i cjevovodima, dispergirati ga u ulju za prijenos topline i filtrirati ga kroz bypass filter sistema kako bi cijevi peći i cjevovodi bili čisti. Nakon svaka tri mjeseca ili šest mjeseci upotrebe, potrebno je pratiti i analizirati viskozitet, tačku paljenja, kiselinsku vrijednost i ugljični ostatak ulja za prijenos topline. Kada dva indikatora premaše propisanu granicu (ostatak ugljika ne više od 1,5%, kiselinska vrijednost ne veća od 0,5mgKOH/g, stopa promjene tačke paljenja ne veća od 20%, stopa promjene viskoziteta ne veća od 15%), treba razmisliti o dodavanju novog ulja ili zamjeni svoga ulja.
(2) Razumno projektovanje i ugradnja sistema grejanja
Projektovanje i ugradnja sistema za grijanje na ulje za prijenos topline treba striktno pratiti propise o dizajnu peći na toplo ulje koje su formulisale relevantne službe kako bi se osigurao siguran rad sistema grijanja.
(3) Standardizirati dnevni rad sistema grijanja
Svakodnevni rad sistema za grijanje na termalno ulje treba striktno pratiti propise o sigurnosti i tehničkom nadzoru za peći na organski nosač toplote koje su formulisale relevantne službe, te pratiti trendove promjene parametara kao što su temperatura i brzina protoka termalnog ulja u grijanju. sistema u bilo kom trenutku.
U stvarnoj upotrebi, prosječna temperatura na izlazu iz peći za grijanje treba biti najmanje 20℃ niža od radne temperature ulja za prijenos topline.
Temperatura ulja za prenos toplote u ekspanzionoj posudi otvorenog sistema treba da bude niža od 60℃, a temperatura ne bi trebalo da prelazi 180℃.
Brzina protoka ulja za prijenos topline u peći na vruće ulje ne smije biti niža od 2,5 m/s kako bi se povećala turbulencija ulja za prijenos topline, smanjila debljina stagnirajućeg donjeg sloja u graničnom sloju prijenosa topline i toplotni otpor konvektivnog prijenosa topline i poboljšati koeficijent konvektivnog prijenosa topline kako bi se postigla svrha poboljšanja prijenosa topline fluida.
(4) Čišćenje sistema grijanja
Proizvodi termalne oksidacije i termalne polimerizacije prvo formiraju polimerizirane viskozne tvari s visokim udjelom ugljika koje prianjaju na zid cijevi. Takve tvari se mogu ukloniti kemijskim čišćenjem.
Visokougljične viskozne tvari dalje stvaraju nepotpuno grafitizirane naslage. Hemijsko čišćenje je efikasno samo za dijelove koji još nisu karbonizirani. Nastaje potpuno grafitizirani koks. Hemijsko čišćenje više nije rješenje za ovu vrstu tvari. U inostranstvu se uglavnom koristi mehaničko čišćenje. Treba ga često provjeravati tokom upotrebe. Kada formirane visokougljične viskozne tvari još nisu karbonizirane, korisnici mogu kupiti kemijska sredstva za čišćenje za čišćenje.

[6]. Zaključak
1. Koksovanje ulja za prijenos topline tokom procesa prijenosa topline dolazi iz reakcijskih proizvoda reakcije termalne oksidacije i reakcije termalne polimerizacije.
2. Koksovanje ulja za prenos toplote će uzrokovati smanjenje koeficijenta prenosa toplote sistema grejanja, povećanje temperature izduvnih gasova i povećanje potrošnje goriva. U težim slučajevima, to će dovesti do nastanka nezgoda kao što su požar, eksplozija i lične povrede rukovaoca u peći za grejanje.
3. Da bi se usporilo stvaranje koksovanja, treba odabrati ulje za prijenos topline pripremljeno od rafinisanog baznog ulja sa odličnom termičkom stabilnošću i visokotemperaturnim antioksidacijskim i antivegetativnim aditivima. Za korisnike treba odabrati proizvode čiju temperaturu upotrebe određuje nadležno tijelo.
4. Sistem grejanja treba da bude razumno projektovan i instaliran, a dnevni rad sistema grejanja treba da bude standardizovan tokom upotrebe. Viskoznost, tačku paljenja, kiselinsku vrijednost i preostali ugljik ulja za prijenos topline u radu treba redovno testirati kako bi se uočili njihovi promjenjivi trendovi.
5. Hemijska sredstva za čišćenje mogu se koristiti za čišćenje koksanja koje još nije karbonizirano u sistemu grijanja.