[1]. Úvod
Ve srovnání s tradičními způsoby vytápění, jako je přímé vytápění a ohřev párou, má vytápění teplonosným olejem výhody úspory energie, rovnoměrného ohřevu, vysoké přesnosti regulace teploty, nízkého provozního tlaku, bezpečnosti a pohodlí. Proto se od 80. let 20. století výzkum a aplikace teplonosného oleje v mé zemi rychle rozvíjí a je široce používán v různých topných systémech v chemickém průmyslu, zpracování ropy, petrochemickém průmyslu, chemických vláknech, textilu, lehkém průmyslu, stavebních materiálech. , metalurgie, obilí, zpracování ropy a potravin a další průmyslová odvětví.
Tento článek pojednává především o vzniku, nebezpečích, ovlivňujících faktorech a řešeních koksování teplonosného oleje během používání.

[2]. Tvorba koksování
V procesu přenosu tepla teplonosného oleje probíhají tři hlavní chemické reakce: tepelná oxidační reakce, tepelné krakování a tepelná polymerační reakce. Koksování se vyrábí tepelnou oxidační reakcí a tepelnou polymerační reakcí.
Tepelná polymerační reakce nastává, když se teplonosný olej zahřívá během provozu topného systému. Reakce bude generovat vysokovroucí makromolekuly, jako jsou polycyklické aromatické uhlovodíky, koloidy a asfalten, které se postupně ukládají na povrchu ohřívače a potrubí za vzniku koksování.
K tepelné oxidační reakci dochází hlavně tehdy, když se teplonosný olej v expanzní nádrži otevřeného topného systému dostává do kontaktu se vzduchem nebo se účastní cirkulace. Reakce bude generovat nízkomolekulární nebo vysokomolekulární alkoholy, aldehydy, ketony, kyseliny a další kyselé složky a dále generovat viskózní látky, jako jsou koloidy a asfalten za vzniku koksování; tepelná oxidace je způsobena abnormálními podmínkami. Jakmile k němu dojde, urychlí tepelné krakování a tepelné polymerační reakce, což způsobí rychlé zvýšení viskozity, snížení účinnosti přenosu tepla, což způsobí přehřátí a koksování trubek pece. Produkované kyselé látky také způsobí korozi zařízení a netěsnosti.

[3]. Nebezpečí koksování
Koksování generované teplonosným olejem během používání vytvoří izolační vrstvu, což způsobí snížení koeficientu přenosu tepla, zvýšení teploty výfukových plynů a zvýšení spotřeby paliva; na druhé straně, protože teplota požadovaná výrobním procesem zůstává nezměněna, teplota stěny trubky ohřívací pece prudce vzroste, což způsobí vyboulení a prasknutí trubky pece a nakonec prohoření skrz trubku pece, což způsobí, že se ohřívací pec vznítit a explodovat, což způsobí vážné nehody, jako je zranění zařízení a obsluhy. V posledních letech jsou takové nehody běžné.

[4]. Faktory ovlivňující koksování
(1) Kvalita oleje pro přenos tepla
Po analýze výše uvedeného procesu tvorby koksu bylo zjištěno, že oxidační stabilita a tepelná stabilita teplonosného oleje úzce souvisí s rychlostí a množstvím koksování. Mnoho nehod způsobených požáry a výbuchy je způsobeno špatnou tepelnou stabilitou a oxidační stabilitou teplonosného oleje, což způsobuje vážné koksování během provozu.
(2) Návrh a montáž otopného systému
Různé parametry dané konstrukcí topného systému a to, zda je instalace zařízení rozumná, přímo ovlivňují tendenci ke koksování teplonosného oleje.
Podmínky instalace každého zařízení jsou odlišné, což také ovlivní životnost teplonosného oleje. Instalace zařízení musí být přiměřená a během uvádění do provozu je nutná včasná náprava, aby se prodloužila životnost teplonosného oleje.
(3) Denní provoz a údržba topného systému
Různí operátoři mají různé objektivní podmínky, jako je vzdělání a technická úroveň. I když používají stejné topné zařízení a teplonosný olej, jejich úroveň regulace teploty topného systému a průtoku není stejná.
Teplota je důležitým parametrem pro tepelnou oxidační reakci a tepelnou polymerační reakci teplonosného oleje. Jak teplota stoupá, reakční rychlost těchto dvou reakcí se prudce zvyšuje a odpovídajícím způsobem se také zvyšuje tendence ke koksování.
Podle příslušných teorií principů chemického inženýrství: jak se Reynoldsovo číslo zvyšuje, rychlost koksování se zpomaluje. Reynoldsovo číslo je úměrné průtoku teplonosného oleje. Proto čím větší je průtok teplonosného oleje, tím pomalejší je koksování.

[5]. Řešení pro koksování
Aby se zpomalila tvorba koksu a prodloužila se životnost teplonosného oleje, měla by být přijata opatření z následujících hledisek:
(1) Vyberte teplonosný olej vhodné značky a sledujte vývoj jeho fyzikálních a chemických ukazatelů
Teplonosný olej se dělí na značky podle teploty použití. Mezi nimi minerální olej pro přenos tepla zahrnuje především tři značky: L-QB280, L-QB300 a L-QC320 a jejich provozní teploty jsou 280 ℃, 300 ℃ a 320 ℃.
Teplonosný olej vhodné značky a kvality, který splňuje normu SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" by měl být vybrán podle teploty ohřevu topného systému. V současnosti je doporučená teplota použití některých komerčně dostupných teplonosných olejů zcela odlišná od skutečných výsledků měření, což uživatele uvádí v omyl a čas od času dochází k bezpečnostním nehodám. Měl by přitáhnout pozornost většiny uživatelů!
Teplonosný olej by měl být vyroben z rafinovaného základového oleje s vynikající tepelnou stabilitou a vysokoteplotními antioxidanty a přísadami proti usazování vodního kamene. Vysokoteplotní antioxidant může účinně oddálit oxidaci a zahuštění teplonosného oleje během provozu; vysokoteplotní činidlo proti usazování vodního kamene může rozpustit koks v trubkách a potrubích pece, rozptýlit je v oleji pro přenos tepla a přefiltrovat je přes obtokový filtr systému, aby byly trubky a potrubí pece čisté. Po každých třech měsících nebo šesti měsících používání by měla být sledována a analyzována viskozita, bod vzplanutí, číslo kyselosti a uhlíkový zbytek teplonosného oleje. Pokud dva z indikátorů překročí stanovený limit (uhlíkový zbytek ne více než 1,5 %, číslo kyselosti ne více než 0,5 mg KOH/g, rychlost změny bodu vzplanutí ne větší než 20 %, rychlost změny viskozity ne větší než 15 %), je třeba zvážit přidání nového oleje nebo výměnu veškerého oleje.
(2) Rozumný návrh a instalace topného systému
Návrh a instalace topného systému na teplonosný olej by se měly přísně řídit předpisy pro návrh pece na horký olej formulovanými příslušnými odděleními, aby byl zajištěn bezpečný provoz topného systému.
(3) Standardizujte denní provoz topného systému
Každodenní provoz topného systému s termálním olejem by měl přísně dodržovat bezpečnostní předpisy a předpisy technického dozoru pro pece na organické teplonosné látky formulované příslušnými odděleními a sledovat měnící se trendy parametrů, jako je teplota a průtok tepelného oleje v topení. systému kdykoli.
Při skutečném použití by průměrná teplota na výstupu z topné pece měla být alespoň o 20 °C nižší než provozní teplota teplonosného oleje.
Teplota oleje pro přenos tepla v expanzní nádrži otevřeného systému by měla být nižší než 60 ℃ a teplota by neměla překročit 180 ℃.
Průtok teplonosného oleje v peci na horký olej by neměl být nižší než 2,5 m/s, aby se zvýšila turbulence teplonosného oleje, zmenšila se tloušťka stojaté spodní vrstvy v mezní vrstvě přenosu tepla a tepelný odpor konvekčního přenosu tepla a zlepšit koeficient přenosu tepla konvekcí pro dosažení účelu zvýšení přenosu tepla tekutiny.
(4) Čištění topného systému
Produkty tepelné oxidace a tepelné polymerace nejprve tvoří polymerované viskózní látky s vysokým obsahem uhlíku, které ulpívají na stěně potrubí. Takové látky lze odstranit chemickým čištěním.
Viskózní látky s vysokým obsahem uhlíku dále tvoří neúplně grafitizované usazeniny. Chemické čištění je účinné pouze u dílů, které ještě nebyly karbonizovány. Vzniká zcela grafitizovaný koks. Chemické čištění již není řešením tohoto typu látek. V zahraničí se nejvíce používá mechanické čištění. Během používání by měl být často kontrolován. Když vytvořené viskózní látky s vysokým obsahem uhlíku ještě nejsou karbonizované, mohou si uživatelé zakoupit chemické čisticí prostředky pro čištění.

[6]. Závěr
1. Koksování teplonosného oleje během procesu přenosu tepla pochází z reakčních produktů tepelné oxidační reakce a tepelné polymerační reakce.
2. Koksování teplonosného oleje způsobí snížení koeficientu prostupu tepla topného systému, zvýšení teploty výfukových plynů a zvýšení spotřeby paliva. V závažných případech to povede k výskytu nehod, jako je požár, výbuch a zranění obsluhy v ohřívací peci.
3. Aby se zpomalila tvorba koksu, měl by být zvolen teplonosný olej připravený s rafinovaným základovým olejem s vynikající tepelnou stabilitou a vysokoteplotními antioxidačními přísadami a přísadami proti usazování. Pro uživatele by měly být vybrány produkty, jejichž teplotu použití určuje úřad.
4. Topný systém by měl být rozumně navržen a instalován a během používání by měl být standardizován denní provoz topného systému. Viskozita, bod vzplanutí, číslo kyselosti a zbytkový uhlík teplonosného oleje v provozu by měly být pravidelně testovány, aby bylo možné sledovat jejich měnící se trendy.
5. K čištění koksu, který ještě nezuhelnatěl v topném systému, lze použít chemické čisticí prostředky.