[1]. પરિચય
ડાયરેક્ટ હીટિંગ અને સ્ટીમ હીટિંગ જેવી પરંપરાગત હીટિંગ પદ્ધતિઓની તુલનામાં, હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલ હીટિંગમાં ઉર્જા બચત, સમાન ગરમી, ઉચ્ચ તાપમાન નિયંત્રણ ચોકસાઈ, નીચા ઓપરેટિંગ દબાણ, સલામતી અને સગવડતાના ફાયદા છે. તેથી, 1980 ના દાયકાથી, મારા દેશમાં હીટ ટ્રાન્સફર તેલના સંશોધન અને એપ્લિકેશનનો ઝડપથી વિકાસ થયો છે, અને રાસાયણિક ઉદ્યોગ, પેટ્રોલિયમ પ્રક્રિયા, પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગ, રાસાયણિક ફાઇબર, કાપડ, પ્રકાશ ઉદ્યોગ, મકાન સામગ્રીમાં વિવિધ હીટિંગ સિસ્ટમ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. , ધાતુશાસ્ત્ર, અનાજ, તેલ અને ખાદ્ય પ્રક્રિયા અને અન્ય ઉદ્યોગો.
આ લેખ મુખ્યત્વે ઉપયોગ દરમિયાન હીટ ટ્રાન્સફર તેલના કોકિંગની રચના, જોખમો, પ્રભાવિત પરિબળો અને ઉકેલોની ચર્ચા કરે છે.

[2]. કોકિંગની રચના
હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલની હીટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયામાં ત્રણ મુખ્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ છે: થર્મલ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા, થર્મલ ક્રેકીંગ અને થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા. કોકિંગ થર્મલ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા અને થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે હીટિંગ સિસ્ટમના સંચાલન દરમિયાન હીટ ટ્રાન્સફર તેલ ગરમ થાય છે ત્યારે થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા પોલીસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન, કોલોઇડ્સ અને એસ્ફાલ્ટીન જેવા ઉચ્ચ-ઉકળતા મેક્રોમોલેક્યુલ્સ ઉત્પન્ન કરશે, જે ધીમે ધીમે હીટર અને પાઇપલાઇનની સપાટી પર કોકિંગ બનાવવા માટે જમા થાય છે.
થર્મલ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા મુખ્યત્વે ત્યારે થાય છે જ્યારે ઓપન હીટિંગ સિસ્ટમની વિસ્તરણ ટાંકીમાં હીટ ટ્રાન્સફર તેલ હવાનો સંપર્ક કરે છે અથવા પરિભ્રમણમાં ભાગ લે છે. પ્રતિક્રિયા ઓછા-પરમાણુ અથવા ઉચ્ચ-પરમાણુ આલ્કોહોલ, એલ્ડીહાઇડ્સ, કીટોન્સ, એસિડ અને અન્ય એસિડિક ઘટકો પેદા કરશે અને કોકિંગ બનાવવા માટે કોલોઇડ્સ અને એસ્ફાલ્ટીન જેવા ચીકણું પદાર્થો ઉત્પન્ન કરશે; થર્મલ ઓક્સિડેશન અસામાન્ય પરિસ્થિતિઓને કારણે થાય છે. એકવાર તે થઈ જાય, તે થર્મલ ક્રેકીંગ અને થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપશે, જેના કારણે સ્નિગ્ધતા ઝડપથી વધે છે, હીટ ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા ઘટાડે છે, ઓવરહિટીંગ અને ફર્નેસ ટ્યુબ કોકિંગનું કારણ બને છે. ઉત્પાદિત એસિડિક પદાર્થો સાધનસામગ્રીના કાટ અને લિકેજનું કારણ બનશે.

[3]. કોકિંગના જોખમો
ઉપયોગ દરમિયાન હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ કોકિંગ ઇન્સ્યુલેશન લેયર બનાવશે, જેના કારણે હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંક ઘટશે, એક્ઝોસ્ટ તાપમાનમાં વધારો થશે અને ઇંધણનો વપરાશ વધશે; બીજી બાજુ, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દ્વારા જરૂરી તાપમાન યથાવત રહેતું હોવાથી, હીટિંગ ફર્નેસ ટ્યુબની દિવાલનું તાપમાન ઝડપથી વધશે, જેના કારણે ફર્નેસ ટ્યુબ ફૂંકાય છે અને ફાટી જાય છે, અને આખરે ફર્નેસ ટ્યુબ દ્વારા બળી જાય છે, જેના કારણે હીટિંગ ફર્નેસ આગ પકડે છે અને વિસ્ફોટ થાય છે, જેનાથી ગંભીર અકસ્માતો થાય છે જેમ કે સાધનો અને સંચાલકોને વ્યક્તિગત ઈજા. તાજેતરના વર્ષોમાં, આવા અકસ્માતો સામાન્ય છે.

[4]. કોકિંગને અસર કરતા પરિબળો
(1) હીટ ટ્રાન્સફર તેલ ગુણવત્તા
ઉપરોક્ત કોકિંગ નિર્માણ પ્રક્રિયાનું પૃથ્થકરણ કર્યા પછી, જાણવા મળ્યું છે કે હીટ ટ્રાન્સફર ઓઈલની ઓક્સિડેશન સ્થિરતા અને થર્મલ સ્થિરતા કોકિંગની ઝડપ અને જથ્થા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. ઘણી આગ અને વિસ્ફોટ અકસ્માતો હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલની નબળી થર્મલ સ્થિરતા અને ઓક્સિડેશન સ્થિરતાને કારણે થાય છે, જે ઓપરેશન દરમિયાન ગંભીર કોકિંગનું કારણ બને છે.
(2) હીટિંગ સિસ્ટમની ડિઝાઇન અને ઇન્સ્ટોલેશન
હીટિંગ સિસ્ટમ ડિઝાઇન દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ વિવિધ પરિમાણો અને સાધનસામગ્રીની સ્થાપના વાજબી છે કે કેમ તે હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલના કોકિંગ વલણને સીધી અસર કરે છે.
દરેક સાધનોની ઇન્સ્ટોલેશન શરતો અલગ છે, જે હીટ ટ્રાન્સફર તેલના જીવનને પણ અસર કરશે. હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલના જીવનને વધારવા માટે કમિશનિંગ દરમિયાન સાધનોની સ્થાપના વાજબી હોવી જોઈએ અને સમયસર સુધારણા જરૂરી છે.
(3) હીટિંગ સિસ્ટમની દૈનિક કામગીરી અને જાળવણી
વિવિધ ઓપરેટરો પાસે વિવિધ ઉદ્દેશ્ય સ્થિતિઓ છે જેમ કે શિક્ષણ અને તકનીકી સ્તર. જો તેઓ સમાન હીટિંગ સાધનો અને હીટ ટ્રાન્સફર તેલનો ઉપયોગ કરે છે, તો પણ હીટિંગ સિસ્ટમ તાપમાન અને પ્રવાહ દરનું નિયંત્રણ સ્તર સમાન નથી.
થર્મલ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા અને હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલની થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા માટે તાપમાન એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. જેમ જેમ તાપમાન વધશે તેમ, આ બે પ્રતિક્રિયાઓના પ્રતિક્રિયા દરમાં તીવ્ર વધારો થશે, અને તે મુજબ કોકિંગ વલણ પણ વધશે.
રાસાયણિક ઇજનેરી સિદ્ધાંતોના સંબંધિત સિદ્ધાંતો અનુસાર: જેમ જેમ રેનોલ્ડ્સની સંખ્યા વધે છે તેમ તેમ કોકિંગ રેટ ધીમો પડી જાય છે. રેનોલ્ડ્સ નંબર હીટ ટ્રાન્સફર તેલના પ્રવાહ દરના પ્રમાણસર છે. તેથી, હીટ ટ્રાન્સફર તેલનો પ્રવાહ દર જેટલો વધારે છે, તેટલો ધીમો કોકિંગ.

[5]. કોકિંગ માટે ઉકેલો
કોકિંગની રચનાને ધીમું કરવા અને હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલની સર્વિસ લાઇફ વધારવા માટે, નીચેના પાસાઓથી પગલાં લેવા જોઈએ:
(1) યોગ્ય બ્રાન્ડનું હીટ ટ્રાન્સફર તેલ પસંદ કરો અને તેના ભૌતિક અને રાસાયણિક સૂચકાંકોના વલણનું નિરીક્ષણ કરો
હીટ ટ્રાન્સફર તેલને ઉપયોગના તાપમાન અનુસાર બ્રાન્ડ્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. તેમાંથી, ખનિજ હીટ ટ્રાન્સફર તેલમાં મુખ્યત્વે ત્રણ બ્રાન્ડનો સમાવેશ થાય છે: L-QB280, L-QB300 અને L-QC320, અને તેમના ઉપયોગનું તાપમાન અનુક્રમે 280℃, 300℃ અને 320℃ છે.
યોગ્ય બ્રાન્ડ અને ગુણવત્તાનું હીટ ટ્રાન્સફર ઓઈલ જે SH/T 0677-1999 "હીટ ટ્રાન્સફર ફ્લુઈડ" સ્ટાન્ડર્ડને પૂર્ણ કરે છે તે હીટિંગ સિસ્ટમના હીટિંગ તાપમાન અનુસાર પસંદ કરવું જોઈએ. હાલમાં, વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ કેટલાક હીટ ટ્રાન્સફર ઓઈલનું ભલામણ કરેલ ઉપયોગ તાપમાન વાસ્તવિક માપનના પરિણામોથી તદ્દન અલગ છે, જે વપરાશકર્તાઓને ગેરમાર્ગે દોરે છે અને સમયાંતરે સલામતી અકસ્માતો થાય છે. તે મોટાભાગના વપરાશકર્તાઓનું ધ્યાન આકર્ષિત કરવું જોઈએ!
હીટ ટ્રાન્સફર તેલ ઉત્તમ થર્મલ સ્થિરતા અને ઉચ્ચ-તાપમાન એન્ટિઓક્સિડન્ટ્સ અને એન્ટિ-સ્કેલિંગ એડિટિવ્સ સાથે શુદ્ધ બેઝ ઓઇલનું બનેલું હોવું જોઈએ. ઉચ્ચ-તાપમાન એન્ટીઑકિસડન્ટ ઓપરેશન દરમિયાન હીટ ટ્રાન્સફર તેલના ઓક્સિડેશન અને ઘટ્ટ થવામાં અસરકારક રીતે વિલંબ કરી શકે છે; ઉચ્ચ-તાપમાન વિરોધી સ્કેલિંગ એજન્ટ ફર્નેસ ટ્યુબ અને પાઇપલાઇન્સમાં કોકિંગને ઓગાળી શકે છે, તેને હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલમાં વિખેરી શકે છે અને ફર્નેસ ટ્યુબ અને પાઇપલાઇન્સને સ્વચ્છ રાખવા માટે સિસ્ટમના બાયપાસ ફિલ્ટર દ્વારા તેને ફિલ્ટર કરી શકે છે. દર ત્રણ મહિના અથવા છ મહિનાના ઉપયોગ પછી, હીટ ટ્રાન્સફર તેલની સ્નિગ્ધતા, ફ્લેશ બિંદુ, એસિડ મૂલ્ય અને કાર્બન અવશેષોને ટ્રેક અને વિશ્લેષણ કરવું જોઈએ. જ્યારે બે સૂચકાંકો નિર્દિષ્ટ મર્યાદા કરતાં વધી જાય (કાર્બન અવશેષો 1.5% કરતાં વધુ નહીં, એસિડ મૂલ્ય 0.5mgKOH/g કરતાં વધુ નહીં, ફ્લેશ બિંદુ પરિવર્તન દર 20% કરતાં વધુ નહીં, સ્નિગ્ધતા પરિવર્તન દર 15% કરતાં વધુ નહીં), તેમાં થોડું નવું તેલ ઉમેરવાનું અથવા બધા તેલને બદલવાનું વિચારવું જોઈએ.
(2) હીટિંગ સિસ્ટમની વાજબી ડિઝાઇન અને ઇન્સ્ટોલેશન
હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલ હીટિંગ સિસ્ટમની ડિઝાઇન અને ઇન્સ્ટોલેશનમાં હીટિંગ સિસ્ટમની સલામત કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે સંબંધિત વિભાગો દ્વારા ઘડવામાં આવેલા હોટ ઓઇલ ફર્નેસ ડિઝાઇન નિયમોનું સખતપણે પાલન કરવું જોઈએ.
(3) હીટિંગ સિસ્ટમની દૈનિક કામગીરીને પ્રમાણિત કરો
થર્મલ ઓઇલ હીટિંગ સિસ્ટમની દૈનિક કામગીરીએ સંબંધિત વિભાગો દ્વારા ઘડવામાં આવેલા ઓર્ગેનિક હીટ કેરિયર ફર્નેસ માટે સલામતી અને તકનીકી દેખરેખના નિયમોનું સખતપણે પાલન કરવું જોઈએ, અને ગરમીમાં થર્મલ તેલના તાપમાન અને પ્રવાહ દર જેવા પરિમાણોના બદલાતા વલણોનું નિરીક્ષણ કરવું જોઈએ. કોઈપણ સમયે સિસ્ટમ.
વાસ્તવિક ઉપયોગમાં, હીટિંગ ફર્નેસના આઉટલેટ પરનું સરેરાશ તાપમાન હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલના ઓપરેટિંગ તાપમાન કરતાં ઓછામાં ઓછું 20 ℃ ઓછું હોવું જોઈએ.
ઓપન સિસ્ટમની વિસ્તરણ ટાંકીમાં હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલનું તાપમાન 60 ℃ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ, અને તાપમાન 180 ℃ કરતાં વધુ ન હોવું જોઈએ.
ગરમ તેલની ભઠ્ઠીમાં હીટ ટ્રાન્સફર તેલનો પ્રવાહ દર 2.5 m/s કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ જેથી હીટ ટ્રાન્સફર ઓઈલની ગરબડ વધે, હીટ ટ્રાન્સફર બાઉન્ડ્રી લેયરમાં સ્થિર તળિયાની જાડાઈ ઓછી થાય અને કન્વેક્ટિવ હીટ ટ્રાન્સફર થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ, અને ફ્લુઇડ હીટ ટ્રાન્સફરને વધારવાના હેતુને હાંસલ કરવા માટે કન્વેક્ટિવ હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંકમાં સુધારો કરે છે.
(4) હીટિંગ સિસ્ટમની સફાઈ
થર્મલ ઓક્સિડેશન અને થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રોડક્ટ્સ પ્રથમ પોલિમરાઇઝ્ડ હાઇ-કાર્બન ચીકણું પદાર્થો બનાવે છે જે પાઇપ દિવાલને વળગી રહે છે. આવા પદાર્થો રાસાયણિક સફાઈ દ્વારા દૂર કરી શકાય છે.
ઉચ્ચ-કાર્બન ચીકણું પદાર્થો આગળ અપૂર્ણ ગ્રાફિટાઇઝ્ડ થાપણો બનાવે છે. રાસાયણિક સફાઈ ફક્ત તે ભાગો માટે જ અસરકારક છે જે હજી સુધી કાર્બનાઇઝ્ડ નથી. સંપૂર્ણપણે ગ્રાફિટાઇઝ્ડ કોક રચાય છે. રાસાયણિક સફાઈ હવે આ પ્રકારના પદાર્થનો ઉકેલ નથી. યાંત્રિક સફાઈનો મોટાભાગે વિદેશમાં ઉપયોગ થાય છે. ઉપયોગ દરમિયાન તેની વારંવાર તપાસ કરવી જોઈએ. જ્યારે રચાયેલા ઉચ્ચ-કાર્બન ચીકણું પદાર્થો હજુ સુધી કાર્બનાઇઝ્ડ થયા નથી, ત્યારે વપરાશકર્તાઓ સફાઈ માટે રાસાયણિક સફાઈ એજન્ટો ખરીદી શકે છે.

[6]. નિષ્કર્ષ
1. હીટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયા દરમિયાન હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલનું કોકિંગ થર્મલ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા અને થર્મલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાના પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોમાંથી આવે છે.
2. હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલના કોકિંગથી હીટિંગ સિસ્ટમના હીટ ટ્રાન્સફર ગુણાંકમાં ઘટાડો થશે, એક્ઝોસ્ટ તાપમાનમાં વધારો થશે અને બળતણનો વપરાશ વધશે. ગંભીર કિસ્સાઓમાં, તે ગરમીની ભઠ્ઠીમાં આગ, વિસ્ફોટ અને ઓપરેટરની વ્યક્તિગત ઇજા જેવા અકસ્માતોની ઘટના તરફ દોરી જશે.
3. કોકિંગની રચનાને ધીમું કરવા માટે, ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ સ્થિરતા અને ઉચ્ચ-તાપમાન વિરોધી ઓક્સિડેશન અને એન્ટિ-ફાઉલિંગ ઉમેરણો સાથે રિફાઇન્ડ બેઝ ઓઇલ સાથે તૈયાર હીટ ટ્રાન્સફર તેલ પસંદ કરવું જોઈએ. વપરાશકર્તાઓ માટે, એવા ઉત્પાદનોની પસંદગી કરવી જોઈએ કે જેના ઉપયોગનું તાપમાન સત્તાધિકારી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
4. હીટિંગ સિસ્ટમ વ્યાજબી રીતે ડિઝાઇન અને ઇન્સ્ટોલ કરેલી હોવી જોઈએ, અને હીટિંગ સિસ્ટમની દૈનિક કામગીરી ઉપયોગ દરમિયાન પ્રમાણિત હોવી જોઈએ. ઓપરેશનમાં હીટ ટ્રાન્સફર ઓઇલની સ્નિગ્ધતા, ફ્લેશ પોઇન્ટ, એસિડ મૂલ્ય અને અવશેષ કાર્બન તેમના બદલાતા વલણોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે નિયમિતપણે પરીક્ષણ કરવું જોઈએ.
5. રાસાયણિક સફાઈ એજન્ટોનો ઉપયોગ કોકિંગને સાફ કરવા માટે કરી શકાય છે જે હજી સુધી હીટિંગ સિસ્ટમમાં કાર્બનાઇઝ્ડ નથી.