[1]. Introduksjon
Sammenlignet med tradisjonelle oppvarmingsmetoder som direkte oppvarming og dampoppvarming, har varmeoverføringsoljeoppvarming fordelene med energisparing, jevn oppvarming, høy temperaturkontrollnøyaktighet, lavt driftstrykk, sikkerhet og bekvemmelighet. Derfor, siden 1980-tallet, har forskning og anvendelse av varmeoverføringsolje i mitt land utviklet seg raskt, og har blitt mye brukt i ulike varmesystemer innen kjemisk industri, petroleumsbehandling, petrokjemisk industri, kjemisk fiber, tekstil, lett industri, byggematerialer , metallurgi, korn, olje og matforedling og annen industri.
Denne artikkelen diskuterer hovedsakelig dannelse, farer, påvirkningsfaktorer og løsninger ved forkoksing av varmeoverføringsolje under bruk.

[2]. Dannelse av koks
Det er tre hovedkjemiske reaksjoner i varmeoverføringsprosessen til varmeoverføringsolje: termisk oksidasjonsreaksjon, termisk cracking og termisk polymerisasjonsreaksjon. Koksing produseres ved termisk oksidasjonsreaksjon og termisk polymerisasjonsreaksjon.
Termisk polymerisasjonsreaksjon oppstår når varmeoverføringsolje varmes opp under driften av varmesystemet. Reaksjonen vil generere høytkokende makromolekyler som polysykliske aromatiske hydrokarboner, kolloider og asfalten, som gradvis avsettes på overflaten av varmeren og rørledningen for å danne forkoksing.
Termisk oksidasjonsreaksjon oppstår hovedsakelig når varmeoverføringsoljen i ekspansjonstanken til det åpne varmesystemet kommer i kontakt med luften eller deltar i sirkulasjonen. Reaksjonen vil generere lavmolekylære eller høymolekylære alkoholer, aldehyder, ketoner, syrer og andre sure komponenter, og videre generere viskøse stoffer som kolloider og asfalten for å danne forkoksing; termisk oksidasjon er forårsaket av unormale forhold. Når det først oppstår, vil det akselerere termisk cracking og termiske polymerisasjonsreaksjoner, noe som får viskositeten til å øke raskt, redusere varmeoverføringseffektiviteten, forårsake overoppheting og koksing av ovnsrør. De sure stoffene som produseres vil også forårsake utstyrskorrosjon og lekkasje.

[3]. Farer ved koksing
Forkoksingen som genereres av varmeoverføringsoljen under bruk vil danne et isolasjonslag, noe som fører til at varmeoverføringskoeffisienten reduseres, eksostemperaturen øker og drivstofforbruket øker; på den annen side, siden temperaturen som kreves av produksjonsprosessen forblir uendret, vil temperaturen på varmeovnsrørveggen stige kraftig, noe som får ovnsrøret til å bule og briste, og til slutt brenne gjennom ovnsrøret, noe som får varmeovnen til å ta fyr og eksplodere, og forårsake alvorlige ulykker som personskade på utstyr og operatører. De siste årene har slike ulykker vært vanlige.

[4]. Faktorer som påvirker forkoksing
(1) Varmeoverføringsoljekvalitet
Etter å ha analysert forkoksdannelsesprosessen ovenfor, er det funnet at oksidasjonsstabiliteten og termisk stabilitet til varmeoverføringsoljen er nært knyttet til forkoksningshastigheten og -mengden. Mange brann- og eksplosjonsulykker er forårsaket av den dårlige termiske stabiliteten og oksidasjonsstabiliteten til varmeoverføringsolje, som forårsaker alvorlig forkoksing under drift.
(2) Design og installasjon av varmesystem
De ulike parametrene gitt av varmesystemdesignet og hvorvidt utstyrsinstallasjonen er rimelig, påvirker direkte forkoksingstendensen til varmeoverføringsolje.
Installasjonsforholdene til hvert utstyr er forskjellige, noe som også vil påvirke levetiden til varmeoverføringsoljen. Utstyrsinstallasjonen må være rimelig og rettidig utbedring er nødvendig under idriftsettelse for å forlenge levetiden til varmeoverføringsolje.
(3) Daglig drift og vedlikehold av varmeanlegg
Ulike operatører har ulike objektive forhold som utdanning og teknisk nivå. Selv om de bruker samme oppvarmingsutstyr og varmeoverføringsolje, er kontrollnivået for varmesystemets temperatur og strømningshastighet ikke det samme.
Temperatur er en viktig parameter for termisk oksidasjonsreaksjon og termisk polymerisasjonsreaksjon av varmeoverføringsolje. Når temperaturen stiger, vil reaksjonshastigheten til disse to reaksjonene øke kraftig, og forkoksingstendensen vil også øke tilsvarende.
I henhold til de relevante teoriene om kjemitekniske prinsipper: når Reynolds-tallet øker, avtar forkoksningshastigheten. Reynolds-tallet er proporsjonalt med strømningshastigheten til varmeoverføringsoljen. Derfor, jo større strømningshastigheten til varmeoverføringsoljen er, desto langsommere blir forkoksingen.

[5]. Løsninger på koksing
For å bremse dannelsen av forkoksing og forlenge levetiden til varmeoverføringsolje, bør det tas tiltak fra følgende aspekter:
(1) Velg varmeoverføringsolje av passende merke og overvåk trenden for dens fysiske og kjemiske indikatorer
Varmeoverføringsolje er delt inn i merker i henhold til brukstemperaturen. Blant dem inkluderer mineral varmeoverføringsolje hovedsakelig tre merker: L-QB280, L-QB300 og L-QC320, og deres brukstemperaturer er henholdsvis 280 ℃, 300 ℃ og 320 ℃.
Varmeoverføringsoljen av passende merke og kvalitet som oppfyller standarden SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" bør velges i henhold til oppvarmingstemperaturen til varmesystemet. For tiden er den anbefalte brukstemperaturen for noen kommersielt tilgjengelige varmeoverføringsoljer ganske forskjellig fra de faktiske måleresultatene, noe som villeder brukere og sikkerhetsulykker oppstår fra tid til annen. Det bør tiltrekke seg oppmerksomheten til flertallet av brukerne!
Varmeoverføringsoljen skal være laget av raffinert baseolje med utmerket termisk stabilitet og høytemperatur-antioksidanter og anti-avleiringstilsetninger. Høytemperatur-antioksidanten kan effektivt forsinke oksidasjonen og fortykningen av varmeoverføringsoljen under drift; anti-avleiringsmidlet ved høy temperatur kan løse opp koksingen i ovnsrørene og rørledningene, spre den i varmeoverføringsoljen og filtrere den gjennom bypassfilteret til systemet for å holde ovnsrørene og rørledningene rene. Etter hver tredje eller seks måneders bruk bør viskositeten, flammepunktet, syreverdien og karbonrester av varmeoverføringsoljen spores og analyseres. Når to av indikatorene overskrider den angitte grensen (karbonrester ikke mer enn 1,5 %, syreverdi ikke mer enn 0,5 mgKOH/g, flammepunktsendringshastighet ikke mer enn 20 %, viskositetsendringshastighet ikke mer enn 15 %), det bør vurderes å fylle på litt ny olje eller bytte ut all oljen.
(2) Rimelig design og installasjon av varmesystem
Utformingen og installasjonen av varmeoverføringsoljeoppvarmingssystemet bør strengt følge designforskriftene for varm oljeovn formulert av de relevante avdelingene for å sikre sikker drift av varmesystemet.
(3) Standardiser den daglige driften av varmesystemet
Den daglige driften av det termiske oljeoppvarmingssystemet bør strengt følge sikkerhets- og teknisk tilsynsforskrifter for organiske varmebærerovner formulert av de relevante avdelingene, og overvåke de skiftende trendene for parametere som temperatur og strømningshastighet til den termiske oljen i oppvarmingen systemet til enhver tid.
Ved faktisk bruk bør gjennomsnittstemperaturen ved utløpet av varmeovnen være minst 20 ℃ lavere enn driftstemperaturen til varmeoverføringsoljen.
Temperaturen på varmeoverføringsoljen i ekspansjonstanken til det åpne systemet skal være lavere enn 60 ℃, og temperaturen bør ikke overstige 180 ℃.
Strømningshastigheten til varmeoverføringsoljen i varmoljeovnen bør ikke være lavere enn 2,5 m/s for å øke turbulensen til varmeoverføringsoljen, redusere tykkelsen på det stillestående bunnlaget i varmeoverføringsgrenselaget og konvektiv varmeoverføring termisk motstand, og forbedre konvektiv varmeoverføringskoeffisient for å oppnå formålet med å forbedre væskevarmeoverføring.
(4) Rengjøring av varmesystemet
De termiske oksidasjons- og termiske polymerisasjonsproduktene danner først polymeriserte høykarbonviskose stoffer som fester seg til rørveggen. Slike stoffer kan fjernes ved kjemisk rensing.
De høykarbonviskose stoffene danner videre ufullstendig grafitiserte avleiringer. Kjemisk rengjøring er kun effektiv for de delene som ennå ikke er karbonisert. Det dannes fullstendig grafittisert koks. Kjemisk rensing er ikke lenger en løsning på denne typen stoffer. Mekanisk rengjøring brukes mest i utlandet. Det bør kontrolleres ofte under bruk. Når de dannede viskøse stoffene med høyt karbon ikke er karbonisert ennå, kan brukerne kjøpe kjemiske rengjøringsmidler for rengjøring.

[6]. Konklusjon
1. Forkoksingen av varmeoverføringsolje under varmeoverføringsprosessen kommer fra reaksjonsproduktene fra termisk oksidasjonsreaksjon og termisk polymerisasjonsreaksjon.
2. Forkoksingen av varmeoverføringsolje vil føre til at varmeoverføringskoeffisienten til varmesystemet reduseres, eksostemperaturen øker og drivstofforbruket øker. I alvorlige tilfeller vil det føre til ulykker som brann, eksplosjon og personskade på operatøren i varmeovnen.
3. For å bremse dannelsen av forkoksing, bør varmeoverføringsolje tilberedt med raffinert baseolje med utmerket termisk stabilitet og høytemperatur-antioksidasjons- og begroingsmidler velges. For brukere bør produkter hvis brukstemperatur bestemmes av myndigheten velges.
4. Varmesystemet bør være rimelig utformet og installert, og den daglige driften av varmesystemet bør standardiseres under bruk. Viskositeten, flammepunktet, syreverdien og gjenværende karbon i varmeoverføringsoljen i drift bør testes regelmessig for å observere deres skiftende trender.
5. Kjemiske rengjøringsmidler kan brukes til å rense forkoksingen som ennå ikke har karbonisert i varmesystemet.