[1]. Uvod
U usporedbi s tradicionalnim metodama grijanja kao što su izravno grijanje i grijanje parom, grijanje na ulje za prijenos topline ima prednosti uštede energije, ravnomjernog grijanja, visoke točnosti kontrole temperature, niskog radnog tlaka, sigurnosti i praktičnosti. Stoga su se od 1980-ih istraživanje i primjena ulja za prijenos topline u mojoj zemlji brzo razvili i naširoko se koristi u raznim sustavima grijanja u kemijskoj industriji, preradi nafte, petrokemijskoj industriji, kemijskim vlaknima, tekstilu, lakoj industriji, građevinskim materijalima , metalurgija, žitarice, prerada nafte i hrane i druge industrije.
Ovaj članak uglavnom govori o nastanku, opasnostima, čimbenicima utjecaja i rješenjima koksiranja ulja za prijenos topline tijekom uporabe.

[2]. Stvaranje koksiranja
Tri su glavne kemijske reakcije u procesu prijenosa topline ulja za prijenos topline: reakcija toplinske oksidacije, toplinsko krekiranje i reakcija toplinske polimerizacije. Koksiranje se proizvodi reakcijom toplinske oksidacije i reakcijom toplinske polimerizacije.
Reakcija toplinske polimerizacije događa se kada se ulje za prijenos topline zagrijava tijekom rada sustava grijanja. Reakcija će generirati makromolekule visokog vrelišta kao što su policiklički aromatski ugljikovodici, koloidi i asfalteni, koji se postupno talože na površini grijača i cjevovoda stvarajući koksiranje.
Reakcija toplinske oksidacije uglavnom se događa kada ulje za prijenos topline u ekspanzijskom spremniku otvorenog sustava grijanja dođe u kontakt sa zrakom ili sudjeluje u cirkulaciji. Reakcija će generirati niskomolekularne ili visokomolekularne alkohole, aldehide, ketone, kiseline i druge kisele komponente, i dalje generirati viskozne tvari kao što su koloidi i asfalteni da bi se formiralo koksiranje; toplinska oksidacija uzrokovana je nenormalnim uvjetima. Jednom kad se dogodi, ubrzat će termičko pucanje i reakcije toplinske polimerizacije, uzrokujući brzo povećanje viskoznosti, smanjujući učinkovitost prijenosa topline, uzrokujući pregrijavanje i koksiranje cijevi peći. Proizvedene kisele tvari također će uzrokovati koroziju opreme i curenje.

[3]. Opasnosti od koksiranja
Koksiranje koje stvara ulje za prijenos topline tijekom uporabe formirat će izolacijski sloj, uzrokujući smanjenje koeficijenta prijenosa topline, povećanje temperature ispušnih 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, i na kraju izgorjeti kroz cijev peći, uzrokujući da se peć za grijanje zapaliti se i eksplodirati, uzrokujući ozbiljne nesreće kao što su osobne ozljede opreme i operatera. Posljednjih godina takve su nesreće česte.

[4]. Čimbenici koji utječu na koksiranje
(1) Kvaliteta ulja za prijenos topline
Nakon analize gornjeg procesa formiranja koksiranja, utvrđeno je da su oksidacijska stabilnost i toplinska stabilnost ulja za prijenos topline usko povezane s brzinom i količinom koksiranja. Mnoge nesreće s požarom i eksplozijom uzrokovane su slabom toplinskom stabilnošću i oksidacijskom stabilnošću ulja za prijenos topline, što uzrokuje ozbiljno koksiranje tijekom rada.
(2) Projektiranje i ugradnja sustava grijanja
Različiti parametri predviđeni projektom sustava grijanja i je li ugradnja opreme razumna izravno utječu na sklonost koksiranja ulja za prijenos topline.
Uvjeti ugradnje svake opreme su različiti, što će također utjecati na vijek trajanja ulja za prijenos topline. Instalacija opreme mora biti razumna i potrebna je pravovremena popravka tijekom puštanja u rad kako bi se produžio vijek trajanja ulja za prijenos topline.
(3) Svakodnevno upravljanje i održavanje sustava grijanja
Različiti operateri imaju različite objektivne uvjete kao što su obrazovanje i tehnička razina. Čak i ako koriste istu opremu za grijanje i ulje za prijenos topline, njihova razina kontrole temperature sustava grijanja i protoka nije ista.
Temperatura je važan parametar za reakciju toplinske oksidacije i reakciju toplinske polimerizacije ulja za prijenos topline. Kako temperatura raste, brzina reakcije ovih dviju reakcija će se naglo povećati, au skladu s tim će se povećati i tendencija koksanja.
Prema relevantnim teorijama principa kemijskog inženjerstva: kako se Reynoldsov broj povećava, brzina koksiranja se usporava. Reynoldsov broj proporcionalan je protoku ulja za prijenos topline. Stoga, što je veći protok ulja za prijenos topline, to je koksiranje sporije.

[5]. Otopine za koksiranje
Kako bi se usporilo stvaranje koksiranja i produljio radni vijek ulja za prijenos topline, potrebno je poduzeti mjere sa sljedećih aspekata:
(1) Odaberite ulje za prijenos topline odgovarajuće marke i pratite trend njegovih fizikalnih i kemijskih pokazatelja
Ulje za prijenos topline dijeli se na marke prema temperaturi uporabe. Među njima, mineralno ulje za prijenos topline uglavnom uključuje tri marke: L-QB280, L-QB300 i L-QC320, a njihove radne temperature su 280 ℃, 300 ℃ i 320 ℃.
Ulje za prijenos topline odgovarajuće marke i kvalitete koje zadovoljava standard SH/T 0677-1999 "Tekućina za prijenos topline" treba odabrati prema temperaturi grijanja sustava grijanja. Trenutačno se preporučena temperatura uporabe nekih komercijalno dostupnih ulja za prijenos topline dosta razlikuje od stvarnih rezultata mjerenja, što dovodi korisnike u zabludu i s vremena na vrijeme dolazi do sigurnosnih nezgoda. Trebao bi privući pozornost većine korisnika!
Ulje za prijenos topline treba biti izrađeno od rafiniranog baznog ulja s izvrsnom toplinskom stabilnošću i visokotemperaturnim antioksidansima i aditivima protiv kamenca. Visokotemperaturni antioksidans može učinkovito odgoditi oksidaciju i zgušnjavanje ulja za prijenos topline tijekom rada; visokotemperaturno sredstvo protiv kamenca može otopiti koksiranje u cijevima peći i cjevovodima, raspršiti ga u ulju za prijenos topline i filtrirati kroz premosni filtar sustava kako bi cijevi i cjevovodi peći bili čisti. Nakon svaka tri mjeseca ili šest mjeseci uporabe potrebno je pratiti i analizirati viskoznost, točku paljenja, kiselinsku vrijednost i ugljični ostatak ulja za prijenos topline. Kada dva od pokazatelja prijeđu navedenu granicu (ostatak ugljika ne više od 1,5%, kiselinski broj ne više od 0,5mgKOH/g, stopa promjene plamišta ne više od 20%, stopa promjene viskoznosti ne više od 15%), trebalo bi razmisliti o dodavanju novog ulja ili zamjeni cijelog ulja.
(2) Razumno projektiranje i ugradnja sustava grijanja
Projektiranje i ugradnja sustava grijanja na ulje za prijenos topline treba strogo slijediti propise za projektiranje peći na vrelo ulje koje su formulirale relevantne službe kako bi se osigurao siguran rad sustava grijanja.
(3) Standardizirati dnevni rad sustava grijanja
Dnevni rad sustava grijanja na termalno ulje trebao bi strogo slijediti propise o sigurnosti i tehničkom nadzoru za peći s organskim nosačima topline koje su formulirale relevantne službe, te pratiti trendove promjena parametara kao što su temperatura i brzina protoka termalnog ulja u grijanju. sustav u bilo kojem trenutku.
U stvarnoj uporabi, prosječna temperatura na izlazu iz peći za grijanje trebala bi biti najmanje 20 ℃ niža od radne temperature ulja za prijenos topline.
Temperatura ulja za prijenos topline u ekspanzijskom spremniku otvorenog sustava treba biti niža od 60 ℃, a temperatura ne smije prelaziti 180 ℃.
Brzina protoka ulja za prijenos topline u peći za vruće ulje ne smije biti manja od 2,5 m/s kako bi se povećala turbulencija ulja za prijenos topline, smanjila debljina stagnirajućeg donjeg sloja u graničnom sloju za prijenos topline i toplinski otpor konvektivnog prijenosa topline i poboljšati koeficijent konvektivnog prijenosa topline kako bi se postigla svrha poboljšanja prijenosa topline tekućine.
(4) Čišćenje sustava grijanja
Proizvodi toplinske oksidacije i toplinske polimerizacije najprije tvore polimerizirane viskozne tvari s visokim udjelom ugljika koje prianjaju na stijenku cijevi. Takve tvari mogu se ukloniti kemijskim čišćenjem.
Viskozne tvari s visokim udjelom ugljika dalje stvaraju nepotpuno grafitizirane naslage. Kemijsko čišćenje učinkovito je samo za dijelove koji još nisu karbonizirani. Nastaje potpuno grafitizirani koks. Kemijsko čišćenje više nije rješenje za ovu vrstu tvari. U inozemstvu se najviše koristi mehaničko čišćenje. Treba ga često provjeravati tijekom uporabe. Kada formirane viskozne tvari s visokim udjelom ugljika još nisu karbonizirane, korisnici mogu kupiti kemijska sredstva za čišćenje za čišćenje.

[6]. Zaključak
1. Koksiranje ulja za prijenos topline tijekom procesa prijenosa topline dolazi od produkata reakcije toplinske oksidacije i reakcije toplinske polimerizacije.
2. Koksiranje ulja za prijenos topline uzrokovat će smanjenje koeficijenta prijenosa topline sustava grijanja, povećanje temperature ispušnih plinova i povećanje potrošnje goriva. U teškim slučajevima to će dovesti do pojave nesreća kao što su požar, eksplozija i osobne ozljede rukovatelja u peći za grijanje.
3. Kako bi se usporilo stvaranje koksiranja, treba odabrati ulje za prijenos topline pripremljeno s rafiniranim baznim uljem s izvrsnom toplinskom stabilnošću i aditivima protiv oksidacije i obraštanja pri visokim temperaturama. Za korisnike treba odabrati proizvode čiju uporabnu temperaturu određuje nadležno tijelo.
4. Sustav grijanja treba biti razumno projektiran i instaliran, a dnevni rad sustava grijanja trebao bi biti standardiziran tijekom uporabe. Viskoznost, plamište, kiselinsku vrijednost i zaostali ugljik ulja za prijenos topline u radu treba redovito testirati kako bi se promatrali njihovi trendovi promjena.
5. Kemijska sredstva za čišćenje mogu se koristiti za čišćenje koksa koji još nije karboniziran u sustavu grijanja.