Ասֆալտախառնիչ գործարանում ջերմափոխանցող յուղի կոքսավորման ձևավորումը, ազդեցությունը և լուծումը
[1]. Ներածություն
Համեմատած ավանդական ջեռուցման մեթոդների հետ, ինչպիսիք են ուղղակի ջեռուցումը և գոլորշու ջեռուցումը, ջերմափոխադրման յուղով ջեռուցումն ունի էներգիայի խնայողության, միասնական ջեռուցման, բարձր ջերմաստիճանի վերահսկման ճշգրտության, ցածր աշխատանքային ճնշման, անվտանգության և հարմարավետության առավելությունները: Հետևաբար, 1980-ականներից ի վեր, իմ երկրում ջերմափոխանակման յուղի հետազոտությունն ու կիրառումը արագ զարգացել է և լայնորեն օգտագործվել է քիմիական արդյունաբերության, նավթի վերամշակման, նավթաքիմիական արդյունաբերության, քիմիական մանրաթելերի, տեքստիլի, թեթև արդյունաբերության, շինանյութերի տարբեր ջեռուցման համակարգերում։ , մետալուրգիա, հացահատիկի, նավթի և սննդի վերամշակման և այլ արդյունաբերություններ։
Այս հոդվածում հիմնականում քննարկվում են օգտագործման ընթացքում ջերմափոխադրող յուղի ձևավորումը, վտանգները, ազդող գործոնները և լուծումները:
[2]. Կոքսինգի ձևավորում
Ջերմային յուղի ջերմափոխանակման գործընթացում կան երեք հիմնական քիմիական ռեակցիաներ՝ ջերմային օքսիդացման ռեակցիա, ջերմային ճեղքվածք և ջերմային պոլիմերացման ռեակցիա։ Կոքսավորումն առաջանում է ջերմային օքսիդացման ռեակցիայի և ջերմային պոլիմերացման ռեակցիայի միջոցով։
Ջերմային պոլիմերացման ռեակցիան տեղի է ունենում, երբ ջերմափոխանակման յուղը տաքացվում է ջեռուցման համակարգի շահագործման ընթացքում: Արձագանքը կառաջացնի բարձր եռացող մակրոմոլեկուլներ, ինչպիսիք են պոլիցիկլիկ անուշաբույր ածխաջրածինները, կոլոիդները և ասֆալտինը, որոնք աստիճանաբար նստում են ջեռուցիչի և խողովակաշարի մակերեսին՝ առաջացնելով կոքս:
Ջերմային օքսիդացման ռեակցիան հիմնականում տեղի է ունենում, երբ բաց ջեռուցման համակարգի ընդարձակման բաքում գտնվող ջերմային փոխանցման յուղը շփվում է օդի հետ կամ մասնակցում է շրջանառությանը: Ռեակցիան կառաջացնի ցածր մոլեկուլային կամ բարձր մոլեկուլային սպիրտներ, ալդեհիդներ, կետոններ, թթուներ և այլ թթվային բաղադրիչներ, և հետագայում կստեղծի մածուցիկ նյութեր, ինչպիսիք են կոլոիդները և ասֆալտինը՝ կոքս ստեղծելու համար։ ջերմային օքսիդացումը պայմանավորված է աննորմալ պայմաններով: Երբ այն տեղի ունենա, այն կարագացնի ջերմային ճեղքման և ջերմային պոլիմերացման ռեակցիաները՝ հանգեցնելով մածուցիկության արագ աճի, նվազեցնելով ջերմափոխանակման արդյունավետությունը, առաջացնելով գերտաքացում և վառարանի խողովակի կոքսացում: Արտադրված թթվային նյութերը կառաջացնեն նաև սարքավորումների կոռոզիա և արտահոսք:
[3]. Կոքսինգի վտանգները
Օգտագործման ընթացքում ջերմային փոխանցման յուղի կողմից առաջացած կոքսը կձևավորի մեկուսիչ շերտ, ինչը հանգեցնում է ջերմության փոխանցման գործակիցի նվազմանը, արտանետումների ջերմաստիճանի բարձրացման և վառելիքի սպառման ավելացմանը. Մյուս կողմից, քանի որ արտադրության գործընթացի համար պահանջվող ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ, ջեռուցման վառարանի խողովակի պատի ջերմաստիճանը կտրուկ կբարձրանա, ինչը կհանգեցնի վառարանի խողովակի ուռչմանը և պատռմանը, և, ի վերջո, այրվի վառարանի խողովակի միջով, ինչը կհանգեցնի ջեռուցման վառարանի բռնկվել և պայթել՝ առաջացնելով լուրջ վթարներ, ինչպիսիք են սարքավորումների և օպերատորների անձնական վնասվածքները: Վերջին տարիներին նման դժբախտ պատահարները հաճախակի են եղել։
[4]. Կոքսինգի վրա ազդող գործոններ
(1) Ջերմային փոխանցման յուղի որակը
Վերոնշյալ կոքսավորման ձևավորման գործընթացը վերլուծելուց հետո պարզվեց, որ ջերմափոխանակման յուղի օքսիդացման կայունությունը և ջերմային կայունությունը սերտորեն կապված են կոքսացման արագության և քանակի հետ: Հրդեհի և պայթյունի շատ վթարներ առաջանում են ջերմային փոխանցման յուղի վատ ջերմային կայունության և օքսիդացման կայունության պատճառով, ինչը շահագործման ընթացքում առաջացնում է լուրջ կոքսացում:
(2) Ջեռուցման համակարգի նախագծում և տեղադրում
Ջեռուցման համակարգի նախագծով նախատեսված տարբեր պարամետրերը և սարքավորումների տեղադրման ողջամիտ լինելը ուղղակիորեն ազդում են ջերմափոխանակման յուղի կոքսացման միտումի վրա:
Յուրաքանչյուր սարքավորման տեղադրման պայմանները տարբեր են, ինչը նույնպես կազդի ջերմային փոխանցման յուղի կյանքի վրա: Սարքավորումների տեղադրումը պետք է լինի ողջամիտ, և շահագործման ընթացքում պահանջվում է ժամանակին շտկում՝ ջերմային փոխանցման յուղի կյանքը երկարացնելու համար:
(3) Ջեռուցման համակարգի ամենօրյա շահագործում և սպասարկում
Տարբեր օպերատորներ ունեն տարբեր օբյեկտիվ պայմաններ, ինչպիսիք են կրթությունը և տեխնիկական մակարդակը: Նույնիսկ եթե նրանք օգտագործում են նույն ջեռուցման սարքավորումները և ջերմափոխանակման յուղը, ջեռուցման համակարգի ջերմաստիճանի և հոսքի արագության վերահսկման մակարդակը նույնը չէ:
Ջերմաստիճանը կարևոր պարամետր է ջերմային օքսիդացման և ջերմային յուղի ջերմային պոլիմերացման ռեակցիայի համար: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ այս երկու ռեակցիաների ռեակցիայի արագությունը կտրուկ կավելանա, և համապատասխանաբար կբարձրանա նաև կոքսացման միտումը։
Քիմիական ճարտարագիտության սկզբունքների համապատասխան տեսությունների համաձայն՝ Ռեյնոլդսի թվի աճի հետ կոքսացման արագությունը դանդաղում է։ Ռեյնոլդսի թիվը համաչափ է ջերմային փոխանցման յուղի հոսքի արագությանը: Հետեւաբար, որքան մեծ է ջերմության փոխանցման յուղի հոսքի արագությունը, այնքան դանդաղ է կոքսացումը:
[5]. Կոքսինգի լուծումներ
Կոքսի ձևավորումը դանդաղեցնելու և ջերմափոխադրող յուղի ծառայության ժամկետը երկարացնելու համար պետք է միջոցներ ձեռնարկվեն հետևյալ ասպեկտներից.
(1) Ընտրեք համապատասխան ապրանքանիշի ջերմային փոխանցման յուղ և վերահսկեք դրա ֆիզիկական և քիմիական ցուցանիշների միտումը
Ջերմային յուղը բաժանվում է ապրանքանիշերի՝ ըստ օգտագործման ջերմաստիճանի: Դրանցից հանքային ջերմափոխանակման յուղը հիմնականում ներառում է երեք ապրանքանիշեր՝ L-QB280, L-QB300 և L-QC320, և դրանց օգտագործման ջերմաստիճանները համապատասխանաբար 280℃, 300℃ և 320℃ են։
Համապատասխան մակնիշի և որակի ջերմային փոխանցման յուղը, որը համապատասխանում է SH/T 0677-1999 «Ջերմափոխադրող հեղուկ» ստանդարտին, պետք է ընտրվի ջեռուցման համակարգի ջեռուցման ջերմաստիճանի համաձայն: Ներկայումս, առևտրային հասանելի որոշ յուղերի օգտագործման առաջարկվող ջերմաստիճանը միանգամայն տարբերվում է իրական չափումների արդյունքներից, ինչը մոլորեցնում է օգտագործողներին և ժամանակ առ ժամանակ տեղի են ունենում անվտանգության վթարներ: Այն պետք է գրավի օգտվողների մեծամասնության ուշադրությունը:
Ջերմային փոխանցման յուղը պետք է պատրաստված լինի զտված բազային յուղից՝ գերազանց ջերմային կայունությամբ և բարձր ջերմաստիճանի հակաօքսիդանտներով և հակամաքրող հավելումներով: Բարձր ջերմաստիճանի հակաօքսիդանտը կարող է արդյունավետորեն հետաձգել ջերմային փոխանցման յուղի օքսիդացումն ու խտացումը շահագործման ընթացքում. բարձր ջերմաստիճանի հակամաքրման միջոցը կարող է լուծարել կոքսը վառարանի խողովակներում և խողովակաշարերում, ցրել այն ջերմափոխանակման յուղի մեջ և զտել այն համակարգի շրջանցող ֆիլտրի միջով՝ վառարանի խողովակներն ու խողովակաշարերը մաքուր պահելու համար: Յուրաքանչյուր երեք ամիս կամ վեց ամիս օգտագործելուց հետո ջերմային փոխանցման յուղի մածուցիկությունը, բռնկման կետը, թթվային արժեքը և ածխածնի մնացորդը պետք է հետևվեն և վերլուծվեն: Երբ ցուցիչներից երկուսը գերազանցում են սահմանված սահմանը (ածխածնի մնացորդը ոչ ավելի, քան 1,5%, թթվի արժեքը ոչ ավելի, քան 0,5 մգKOH/գ, բռնկման կետի փոփոխության արագությունը ոչ ավելի, քան 20%, մածուցիկության փոփոխության արագությունը ոչ ավելի, քան 15%), պետք է մտածել նոր յուղ ավելացնել կամ ամբողջ յուղը փոխարինել:
(2) Ջեռուցման համակարգի ողջամիտ նախագծում և տեղադրում
Ջերմային յուղով ջեռուցման համակարգի նախագծումը և տեղադրումը պետք է խստորեն հետևեն տաք յուղով վառարանների նախագծման կանոններին, որոնք ձևակերպվել են համապատասխան ստորաբաժանումների կողմից՝ ապահովելու ջեռուցման համակարգի անվտանգ աշխատանքը:
(3) Ստանդարտացնել ջեռուցման համակարգի ամենօրյա աշխատանքը
Ջերմային յուղով ջեռուցման համակարգի ամենօրյա շահագործումը պետք է խստորեն հետևի համապատասխան գերատեսչությունների կողմից ձևավորված օրգանական ջերմափոխադրող վառարանների անվտանգության և տեխնիկական հսկողության կանոններին և վերահսկի այնպիսի պարամետրերի փոփոխվող միտումները, ինչպիսիք են ջեռուցման մեջ ջերմային յուղի ջերմաստիճանը և հոսքի արագությունը: համակարգ ցանկացած պահի:
Իրական օգտագործման դեպքում ջեռուցման վառարանի ելքի միջին ջերմաստիճանը պետք է լինի առնվազն 20℃ ցածր ջերմային փոխանցման յուղի աշխատանքային ջերմաստիճանից:
Ջերմային փոխանցման յուղի ջերմաստիճանը բաց համակարգի ընդարձակման բաքում պետք է լինի 60℃-ից ցածր, իսկ ջերմաստիճանը չպետք է գերազանցի 180℃:
Ջերմային փոխանցման յուղի հոսքի արագությունը տաք յուղի վառարանում չպետք է լինի 2,5 մ/վ-ից ցածր՝ ջերմային փոխանցման յուղի տուրբուլենտությունը բարձրացնելու, ջերմափոխադրման սահմանային շերտում լճացած ներքևի շերտի հաստությունը և կոնվեկտիվ ջերմային փոխանցման ջերմային դիմադրություն և բարելավում է կոնվեկտիվ ջերմափոխանակման գործակիցը, որպեսզի հասնի հեղուկի ջերմության փոխանցումը ուժեղացնելու նպատակին:
(4) Ջեռուցման համակարգի մաքրում
Ջերմային օքսիդացման և ջերմային պոլիմերացման արտադրանքները սկզբում ձևավորում են պոլիմերացված բարձր ածխածնային մածուցիկ նյութեր, որոնք կպչում են խողովակի պատին: Նման նյութերը կարող են հեռացվել քիմիական մաքրման միջոցով։
Բարձր ածխածնային մածուցիկ նյութերը հետագայում ձևավորում են ոչ լրիվ գրաֆիտացված նստվածքներ: Քիմիական մաքրումը արդյունավետ է միայն այն մասերի համար, որոնք դեռ չեն կարբոնիզացվել: Առաջանում է ամբողջությամբ գրաֆիտացված կոքս։ Քիմիական մաքրումն այլևս լուծում չէ այս տեսակի նյութի համար: Արտերկրում առավելապես կիրառվում է մեխանիկական մաքրում։ Օգտագործման ընթացքում այն պետք է հաճախակի ստուգվի: Երբ ձևավորված բարձր ածխածնային մածուցիկ նյութերը դեռ ածխածնային չեն, օգտագործողները կարող են ձեռք բերել քիմիական մաքրող միջոցներ մաքրման համար:
[6]. Եզրակացություն
1. Ջերմային յուղի կոքսացումը ջերմափոխանակման գործընթացում առաջանում է ջերմային օքսիդացման ռեակցիայի և ջերմային պոլիմերացման ռեակցիայի ռեակցիայի արտադրանքներից։
2. Ջերմային յուղի կոքսացումը կհանգեցնի ջեռուցման համակարգի ջերմային փոխանցման գործակիցի նվազմանը, արտանետումների ջերմաստիճանի բարձրացմանը և վառելիքի սպառման ավելացմանը: Ծանր դեպքերում դա կհանգեցնի վթարների, ինչպիսիք են հրդեհը, պայթյունը և օպերատորի անձնական վնասվածքը ջեռուցման վառարանում:
3. Կոքսինգի ձևավորումը դանդաղեցնելու համար պետք է ընտրվի ջերմային փոխանցման յուղ, որը պատրաստված է նուրբ ջերմային կայունությամբ և բարձր ջերմաստիճանի հակաօքսիդիչ և հակաաղտոտող հավելումներով պատրաստված զտված բազային յուղով: Օգտագործողների համար պետք է ընտրվեն այն ապրանքները, որոնց օգտագործման ջերմաստիճանը որոշվում է իշխանության կողմից:
4. Ջեռուցման համակարգը պետք է նախագծված լինի և տեղադրվի ողջամտորեն, իսկ օգտագործման ընթացքում ջեռուցման համակարգի ամենօրյա աշխատանքը պետք է ստանդարտացված լինի: Գործող ջերմափոխանակման յուղի մածուցիկությունը, բռնկման կետը, թթվային արժեքը և մնացորդային ածխածինը պետք է պարբերաբար ստուգվեն՝ դրանց փոփոխվող միտումները դիտարկելու համար:
5. Քիմիական մաքրող միջոցները կարող են օգտագործվել ջեռուցման համակարգում դեռևս չածխացված կոքսը մաքրելու համար: