Формирање, утицај и решење коксовања уља за пренос топлоте у постројењу за мешање асфалта
[1]. Увод
У поређењу са традиционалним методама грејања као што су директно грејање и грејање паром, грејање уља за пренос топлоте има предности уштеде енергије, равномерног грејања, прецизности контроле високе температуре, ниског радног притиска, сигурности и погодности. Стога, од 1980-их, истраживање и примена уља за пренос топлоте у мојој земљи се брзо развија, и широко се користи у различитим системима грејања у хемијској индустрији, преради нафте, петрохемијској индустрији, хемијским влакнима, текстилу, лакој индустрији, грађевинским материјалима. , металургија, житарица, нафтна и прехрамбена и друге индустрије.
У овом чланку се углавном говори о формирању, опасностима, факторима утицаја и решењима коксовања уља за пренос топлоте током употребе.
[2]. Формирање коксовања
Постоје три главне хемијске реакције у процесу преноса топлоте уља за пренос топлоте: реакција термалне оксидације, термичког крекирања и реакција термичке полимеризације. Коксовање се производи реакцијом термалне оксидације и реакцијом термичке полимеризације.
Реакција термичке полимеризације се јавља када се уље за пренос топлоте загрева током рада система грејања. Реакција ће створити макромолекуле високог кључања као што су полициклични ароматични угљоводоници, колоиди и асфалтен, који се постепено таложе на површини грејача и цевовода и формирају кокс.
Реакција топлотне оксидације се углавном дешава када уље за пренос топлоте у експанзионом резервоару отвореног система грејања дође у контакт са ваздухом или учествује у циркулацији. Реакција ће генерисати нискомолекуларне или високомолекуларне алкохоле, алдехиде, кетоне, киселине и друге киселе компоненте, и даље стварати вискозне супстанце као што су колоиди и асфалтен да би се формирало коксовање; термичка оксидација је узрокована абнормалним условима. Једном када се то догоди, убрзаће термичко пуцање и реакције термичке полимеризације, узрокујући брзо повећање вискозитета, смањујући ефикасност преноса топлоте, изазивајући прегревање и коксовање цеви у пећи. Произведене киселе супстанце ће такође изазвати корозију и цурење опреме.
[3]. Опасности од коксовања
Коксовање које генерише уље за пренос топлоте током употребе ће формирати изолациони слој, узрокујући смањење коефицијента преноса топлоте, повећање температуре издувних гасова и повећање потрошње горива; с друге стране, пошто температура потребна за производни процес остаје непромењена, температура зида цеви пећи за грејање ће нагло порасти, узрокујући избочење и пуцање цеви пећи и на крају изгорети кроз цев пећи, узрокујући да пећ за грејање запалити и експлодирати, узрокујући озбиљне несреће као што су личне повреде опреме и оператера. Последњих година овакве незгоде су честе.
[4]. Фактори који утичу на коксовање
(1) Квалитет уља за пренос топлоте
Након анализе горе наведеног процеса формирања коксовања, утврђено је да су оксидациона стабилност и термичка стабилност уља за пренос топлоте уско повезане са брзином и количином коксовања. Многи пожари и експлозије су узроковани лошом термичком стабилношћу и оксидационом стабилношћу уља за пренос топлоте, што узрокује озбиљно коксовање током рада.
(2) Пројектовање и уградња система грејања
Различити параметри предвиђени дизајном система грејања и да ли је инсталација опреме разумна директно утичу на тенденцију коксовања уља за пренос топлоте.
Услови уградње сваке опреме су различити, што ће такође утицати на век трајања уља за пренос топлоте. Инсталација опреме мора бити разумна и потребно је благовремено исправљање током пуштања у рад како би се продужио животни век уља за пренос топлоте.
(3) Дневни рад и одржавање система грејања
Различити оператери имају различите објективне услове као што су образовање и технички ниво. Чак и ако користе исту опрему за грејање и уље за пренос топлоте, њихов ниво контроле температуре система грејања и протока није исти.
Температура је важан параметар за реакцију термалне оксидације и реакцију термичке полимеризације уља за пренос топлоте. Како температура расте, брзина реакције ове две реакције ће се нагло повећати, а сходно томе ће се повећати и тенденција коксовања.
Према релевантним теоријама принципа хемијског инжењерства: како се Рејнолдсов број повећава, брзина коксовања се успорава. Рејнолдсов број је пропорционалан брзини протока уља за пренос топлоте. Дакле, што је већи проток уља за пренос топлоте, то је спорије коксовање.
[5]. Решења за коксовање
Да би се успорило стварање коксовања и продужио век трајања уља за пренос топлоте, треба предузети мере са следећих аспеката:
(1) Одабрати уље за пренос топлоте одговарајуће марке и пратити кретање његових физичко-хемијских показатеља
Уље за пренос топлоте је подељено на брендове према температури употребе. Међу њима, минерално уље за пренос топлоте углавном укључује три бренда: Л-КБ280, Л-КБ300 и Л-КЦ320, а њихове температуре употребе су 280 ℃, 300 ℃ и 320 ℃.
Уље за пренос топлоте одговарајуће марке и квалитета које испуњава стандард СХ/Т 0677-1999 "Хеат Трансфер Флуид" треба изабрати према температури грејања система грејања. Тренутно се препоручена температура употребе неких комерцијално доступних уља за пренос топлоте прилично разликује од стварних резултата мерења, што доводи у заблуду кориснике и повремено долази до безбедносних незгода. Требало би да привуче пажњу већине корисника!
Уље за пренос топлоте треба да буде направљено од рафинисаног базног уља са одличном термичком стабилношћу и антиоксидансима на високим температурама и адитивима против каменца. Високотемпературни антиоксиданс може ефикасно да одложи оксидацију и згушњавање уља за пренос топлоте током рада; Високотемпературни агенс против каменца може растворити кокс у цевима пећи и цевоводима, распршити га у уљу за пренос топлоте и филтрирати кроз бајпас филтер система како би цеви пећи и цевоводи били чисти. Након свака три месеца или шест месеци употребе, треба пратити и анализирати вискозитет, тачку паљења, киселинску вредност и угљенични остатак уља за пренос топлоте. Када два индикатора пређу прописану границу (остатак угљеника не више од 1,5%, киселинска вредност не више од 0,5мгКОХ/г, брзина промене тачке паљења не већа од 20%, стопа промене вискозитета не већа од 15%), треба размислити о додавању новог уља или замени сво уље.
(2) Разумно пројектовање и уградња система грејања
Пројектовање и уградња система за грејање на уље за пренос топлоте треба стриктно да прати прописе о дизајну пећи на топло уље које су формулисала релевантна одељења како би се обезбедио безбедан рад система грејања.
(3) Стандардизовати дневни рад система грејања
Свакодневни рад система за грејање на термо уље треба стриктно да поштује прописе о безбедности и техничком надзору за пећи са органским носачем топлоте које су формулисале релевантне службе, и да прати трендове промене параметара као што су температура и проток термалног уља у грејању. система у било ком тренутку.
У стварној употреби, просечна температура на излазу из пећи за грејање треба да буде најмање 20℃ нижа од радне температуре уља за пренос топлоте.
Температура уља за пренос топлоте у експанзионом резервоару отвореног система треба да буде нижа од 60℃, а температура не би требало да прелази 180℃.
Брзина протока уља за пренос топлоте у пећи за врело уље не би требало да буде мања од 2,5 м/с да би се повећала турбуленција уља за пренос топлоте, смањила дебљина стагнирајућег доњег слоја у граничном слоју за пренос топлоте и топлотни отпор конвективног преноса топлоте и побољшати коефицијент конвективног преноса топлоте како би се постигла сврха побољшања преноса топлоте флуида.
(4) Чишћење система грејања
Производи топлотне оксидације и термичке полимеризације прво формирају полимеризоване вискозне супстанце са високим садржајем угљеника које пријањају на зид цеви. Такве супстанце се могу уклонити хемијским чишћењем.
Високоугљеничне вискозне супстанце даље формирају непотпуно графитизоване наслаге. Хемијско чишћење је ефикасно само за делове који још нису карбонизовани. Настаје потпуно графитизован кокс. Хемијско чишћење више није решење за ову врсту супстанце. Машинско чишћење се углавном користи у иностранству. Треба га често проверавати током употребе. Када формиране вискозне супстанце са високим садржајем угљеника још нису карбонизоване, корисници могу купити хемијска средства за чишћење за чишћење.
[6]. Закључак
1. Коксовање уља за пренос топлоте током процеса преноса топлоте долази од реакционих производа реакције термалне оксидације и реакције термичке полимеризације.
2. Коксовање уља за пренос топлоте ће узроковати смањење коефицијента преноса топлоте система грејања, повећање температуре издувних гасова и повећање потрошње горива. У тешким случајевима, то ће довести до настанка незгода као што су пожар, експлозија и личне повреде руковаоца у пећи за грејање.
3. Да би се успорило формирање коксовања, треба изабрати уље за пренос топлоте припремљено од рафинисаног базног уља са одличном термичком стабилношћу и високотемпературним антиоксидационим и антивегетативним адитивима. За кориснике треба изабрати производе чију температуру употребе одређује надлежни орган.
4. Систем грејања треба да буде разумно пројектован и инсталиран, а дневни рад система грејања треба да буде стандардизован током употребе. Вискозитет, тачка паљења, киселинска вредност и преостали угљеник уља за пренос топлоте у раду треба редовно тестирати да би се уочили трендови њихове промене.
5. Хемијска средства за чишћење могу се користити за чишћење коксања које још није карбонизовано у систему грејања.