[1]. Einführung
Im Vergleich zu herkömmlichen Heizmethoden wie Direktheizung und Dampfheizung bietet die Wärmeträgerölheizung die Vorteile von Energieeinsparung, gleichmäßiger Erwärmung, hoher Temperaturregelgenauigkeit, niedrigem Betriebsdruck, Sicherheit und Komfort. Daher hat sich die Forschung und Anwendung von Wärmeübertragungsöl in meinem Land seit den 1980er Jahren rasant entwickelt und wird in verschiedenen Heizsystemen in der chemischen Industrie, der Erdölverarbeitung, der petrochemischen Industrie, der Chemiefaser-, Textil-, Leichtindustrie- und Baustoffindustrie weit verbreitet eingesetzt , Metallurgie, Getreide-, Öl- und Lebensmittelverarbeitung und andere Industrien.
In diesem Artikel geht es vor allem um die Entstehung, Gefahren, Einflussfaktoren und Lösungen der Verkokung von Wärmeträgeröl während der Nutzung.

[2]. Bildung von Verkokung
Beim Wärmeübertragungsprozess von Wärmeübertragungsöl gibt es drei chemische Hauptreaktionen: thermische Oxidationsreaktion, thermisches Cracken und thermische Polymerisationsreaktion. Verkokung entsteht durch thermische Oxidationsreaktion und thermische Polymerisationsreaktion.
Eine thermische Polymerisationsreaktion tritt auf, wenn Wärmeträgeröl während des Betriebs des Heizsystems erhitzt wird. Bei der Reaktion entstehen hochsiedende Makromoleküle wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Kolloide und Asphalten, die sich nach und nach auf der Oberfläche des Erhitzers und der Rohrleitung ablagern und Verkokungen bilden.
Die thermische Oxidationsreaktion findet hauptsächlich dann statt, wenn das Wärmeträgeröl im Ausdehnungsgefäß des offenen Heizsystems mit der Luft in Kontakt kommt oder an der Zirkulation teilnimmt. Bei der Reaktion entstehen niedermolekulare oder hochmolekulare Alkohole, Aldehyde, Ketone, Säuren und andere saure Komponenten sowie viskose Substanzen wie Kolloide und Asphalten, wodurch Verkokungen entstehen. thermische Oxidation wird durch anormale Bedingungen verursacht. Sobald es auftritt, beschleunigt es thermische Crack- und thermische Polymerisationsreaktionen, wodurch die Viskosität schnell ansteigt, die Wärmeübertragungseffizienz verringert wird, was zu Überhitzung und Verkokung der Ofenrohre führt. Die erzeugten sauren Substanzen führen außerdem zu Korrosion und Undichtigkeiten der Ausrüstung.

[3]. Gefahren durch Verkokung
Die durch das Wärmeübertragungsöl während des Gebrauchs erzeugte Verkokung bildet eine Isolierschicht, wodurch der Wärmeübertragungskoeffizient abnimmt, die Abgastemperatur ansteigt und der Kraftstoffverbrauch steigt. Da andererseits die für den Produktionsprozess erforderliche Temperatur unverändert bleibt, steigt die Temperatur der Wand des Heizofenrohrs stark an, was zu einer Ausbeulung und einem Bruch des Ofenrohrs und schließlich zu einem Durchbrennen des Ofenrohrs führt, wodurch der Heizofen brennt Es könnte Feuer fangen und explodieren, was zu schweren Unfällen wie Personenschäden an Geräten und Bedienern führen kann. In den letzten Jahren kam es häufig zu solchen Unfällen.

[4]. Faktoren, die die Verkokung beeinflussen
(1) Qualität des Wärmeübertragungsöls
Nach der Analyse des oben genannten Verkokungsprozesses wurde festgestellt, dass die Oxidationsstabilität und die thermische Stabilität des Wärmeübertragungsöls eng mit der Verkokungsgeschwindigkeit und -menge zusammenhängen. Viele Brand- und Explosionsunfälle werden durch die schlechte thermische Stabilität und Oxidationsstabilität von Wärmeträgeröl verursacht, was zu schwerer Verkokung während des Betriebs führt.
(2) Entwurf und Installation des Heizsystems
Die verschiedenen Parameter, die durch die Auslegung des Heizsystems bereitgestellt werden, und ob die Geräteinstallation sinnvoll ist, wirken sich direkt auf die Verkokungsneigung von Wärmeträgeröl aus.
Die Installationsbedingungen der einzelnen Geräte sind unterschiedlich, was sich auch auf die Lebensdauer des Wärmeübertragungsöls auswirkt. Die Geräteinstallation muss angemessen sein und bei der Inbetriebnahme ist eine rechtzeitige Korrektur erforderlich, um die Lebensdauer des Wärmeträgeröls zu verlängern.
(3) Täglicher Betrieb und Wartung des Heizsystems
Unterschiedliche Betreiber haben unterschiedliche objektive Bedingungen wie Ausbildung und technisches Niveau. Selbst wenn sie die gleichen Heizgeräte und das gleiche Wärmeträgeröl verwenden, ist ihr Regelniveau für die Temperatur und Durchflussrate des Heizsystems nicht das gleiche.
Die Temperatur ist ein wichtiger Parameter für die thermische Oxidationsreaktion und thermische Polymerisationsreaktion von Wärmeträgeröl. Mit steigender Temperatur steigt die Reaktionsgeschwindigkeit dieser beiden Reaktionen stark an und entsprechend nimmt auch die Verkokungsneigung zu.
Nach den einschlägigen Theorien der chemischen Verfahrenstechnik gilt: Mit zunehmender Reynolds-Zahl verlangsamt sich die Verkokungsgeschwindigkeit. Die Reynolds-Zahl ist proportional zur Durchflussrate des Wärmeträgeröls. Daher ist die Verkokung umso langsamer, je größer die Durchflussgeschwindigkeit des Wärmeträgeröls ist.

[5]. Lösungen gegen Verkokung
Um die Verkokungsbildung zu verlangsamen und die Lebensdauer von Wärmeträgeröl zu verlängern, sollten Maßnahmen unter folgenden Aspekten ergriffen werden:
(1) Wählen Sie ein Wärmeübertragungsöl geeigneter Marke aus und überwachen Sie den Trend seiner physikalischen und chemischen Indikatoren
Wärmeträgeröle werden je nach Einsatztemperatur in Marken eingeteilt. Unter ihnen umfasst mineralisches Wärmeübertragungsöl hauptsächlich drei Marken: L-QB280, L-QB300 und L-QC320, und ihre Einsatztemperaturen betragen 280℃, 300℃ bzw. 320℃.
Das Wärmeübertragungsöl geeigneter Marke und Qualität, das der Norm SH/T 0677-1999 „Wärmeübertragungsflüssigkeit“ entspricht, sollte entsprechend der Heiztemperatur des Heizsystems ausgewählt werden. Derzeit weicht die empfohlene Einsatztemperatur einiger handelsüblicher Wärmeträgeröle erheblich von den tatsächlichen Messergebnissen ab, was zu Irreführungen bei Anwendern führt und von Zeit zu Zeit zu Sicherheitsunfällen führt. Es sollte die Aufmerksamkeit der meisten Benutzer auf sich ziehen!
Das Wärmeübertragungsöl sollte aus raffiniertem Grundöl mit ausgezeichneter thermischer Stabilität und Hochtemperatur-Antioxidantien und Antiskalierungsadditiven bestehen. Das Hochtemperatur-Antioxidans kann die Oxidation und Verdickung des Wärmeträgeröls während des Betriebs wirksam verzögern; Das Hochtemperatur-Antikalkmittel kann die Verkokung in den Ofenrohren und Rohrleitungen auflösen, im Wärmeträgeröl dispergieren und durch den Bypassfilter des Systems filtern, um die Ofenrohre und Rohrleitungen sauber zu halten. Nach jeweils drei oder sechs Monaten der Verwendung sollten Viskosität, Flammpunkt, Säurewert und Kohlenstoffrückstände des Wärmeträgeröls verfolgt und analysiert werden. Wenn zwei der Indikatoren den angegebenen Grenzwert überschreiten (Kohlenstoffrückstände nicht mehr als 1,5 %, Säurezahl nicht mehr als 0,5 mg KOH/g, Flammpunktänderungsrate nicht mehr als 20 %, Viskositätsänderungsrate nicht mehr als 15 %), Es sollte in Betracht gezogen werden, neues Öl nachzufüllen oder das gesamte Öl auszutauschen.
(2) Angemessene Auslegung und Installation des Heizsystems
Die Konstruktion und Installation des Wärmeträgerölheizsystems sollte sich strikt an die von den zuständigen Abteilungen formulierten Konstruktionsvorschriften für Heißölöfen halten, um den sicheren Betrieb des Heizsystems zu gewährleisten.
(3) Standardisieren Sie den täglichen Betrieb des Heizsystems
Der tägliche Betrieb des Thermalöl-Heizsystems sollte sich strikt an die Sicherheits- und technischen Überwachungsvorschriften für Öfen mit organischen Wärmeträgern halten, die von den zuständigen Abteilungen formuliert wurden, und die sich ändernden Trends von Parametern wie Temperatur und Durchflussrate des Thermalöls in der Heizung überwachen System jederzeit.
Im tatsächlichen Einsatz sollte die durchschnittliche Temperatur am Auslass des Heizofens mindestens 20 °C niedriger sein als die Betriebstemperatur des Wärmeträgeröls.
Die Temperatur des Wärmeträgeröls im Ausdehnungsgefäß des offenen Systems sollte unter 60 °C liegen und die Temperatur sollte 180 °C nicht überschreiten.
Die Fließgeschwindigkeit des Wärmeträgeröls im Heißölofen sollte nicht unter 2,5 m/s liegen, um die Turbulenz des Wärmeträgeröls zu erhöhen, die Dicke der stagnierenden Bodenschicht in der Wärmeübertragungsgrenzschicht zu verringern und so weiter Wärmewiderstand der konvektiven Wärmeübertragung und Verbesserung des konvektiven Wärmeübertragungskoeffizienten, um den Zweck der Verbesserung der Flüssigkeitswärmeübertragung zu erreichen.
(4) Reinigung des Heizsystems
Die thermischen Oxidations- und thermischen Polymerisationsprodukte bilden zunächst polymerisierte viskose Substanzen mit hohem Kohlenstoffgehalt, die an der Rohrwand haften. Solche Substanzen können durch chemische Reinigung entfernt werden.
Die kohlenstoffreichen viskosen Substanzen bilden darüber hinaus unvollständig graphitierte Ablagerungen. Die chemische Reinigung ist nur für die Teile wirksam, die noch nicht verkohlt sind. Es entsteht vollständig graphitierter Koks. Eine chemische Reinigung ist für diese Art von Substanzen keine Lösung mehr. Die maschinelle Reinigung wird überwiegend im Ausland eingesetzt. Es sollte während des Gebrauchs häufig überprüft werden. Wenn die gebildeten kohlenstoffreichen viskosen Substanzen noch nicht verkohlt sind, können Anwender zur Reinigung chemische Reinigungsmittel erwerben.

[6]. Abschluss
1. Die Verkokung von Wärmeträgeröl während des Wärmeübertragungsprozesses entsteht durch die Reaktionsprodukte der thermischen Oxidationsreaktion und der thermischen Polymerisationsreaktion.
2. Durch die Verkokung des Wärmeträgeröls sinkt der Wärmeübergangskoeffizient des Heizsystems, die Abgastemperatur steigt und der Kraftstoffverbrauch steigt. In schweren Fällen kann es zu Unfällen wie Bränden, Explosionen und Verletzungen des Bedieners im Heizofen kommen.
3. Um die Verkokungsbildung zu verlangsamen, sollte ein Wärmeübertragungsöl ausgewählt werden, das aus raffiniertem Grundöl mit ausgezeichneter thermischer Stabilität und Hochtemperatur-Antioxidations- und Antifouling-Additiven hergestellt wird. Für Anwender sollten Produkte ausgewählt werden, deren Einsatztemperatur von der Behörde festgelegt wird.
4. Das Heizsystem sollte angemessen ausgelegt und installiert sein und der tägliche Betrieb des Heizsystems sollte während der Nutzung standardisiert werden. Die Viskosität, der Flammpunkt, der Säurewert und der Restkohlenstoff des Wärmeträgeröls im Betrieb sollten regelmäßig getestet werden, um ihre sich ändernden Trends zu beobachten.
5. Zur Reinigung der noch nicht verkohlten Verkokung in der Heizungsanlage können chemische Reinigungsmittel eingesetzt werden.