[1]. Introduktion
Jämfört med traditionella uppvärmningsmetoder som direktuppvärmning och ånguppvärmning har värmeöverföringsoljeuppvärmning fördelarna med energibesparing, enhetlig uppvärmning, hög temperaturkontrollnoggrannhet, lågt driftstryck, säkerhet och bekvämlighet. Därför, sedan 1980-talet, har forskningen och tillämpningen av värmeöverföringsolja i mitt land utvecklats snabbt och har använts i stor utsträckning i olika värmesystem inom kemisk industri, petroleumbearbetning, petrokemisk industri, kemisk fiber, textil, lätt industri, byggmaterial , metallurgi, spannmål, olja och livsmedelsbearbetning och andra industrier.
Denna artikel diskuterar huvudsakligen bildning, faror, påverkande faktorer och lösningar av koksning av värmeöverföringsolja under användning.

[2]. Bildning av koksning
Det finns tre huvudsakliga kemiska reaktioner i värmeöverföringsprocessen för värmeöverföringsolja: termisk oxidationsreaktion, termisk krackning och termisk polymerisationsreaktion. Kosning produceras genom termisk oxidationsreaktion och termisk polymerisationsreaktion.
Termisk polymerisationsreaktion inträffar när värmeöverföringsolja värms upp under driften av värmesystemet. Reaktionen kommer att generera högkokande makromolekyler såsom polycykliska aromatiska kolväten, kolloider och asfalten, som gradvis avsätts på ytan av värmaren och rörledningen för att bilda koksning.
Termisk oxidationsreaktion uppstår huvudsakligen när värmeöverföringsoljan i expansionstanken i det öppna värmesystemet kommer i kontakt med luften eller deltar i cirkulationen. Reaktionen kommer att generera lågmolekylära eller högmolekylära alkoholer, aldehyder, ketoner, syror och andra sura komponenter, och vidare generera viskösa ämnen såsom kolloider och asfalten för att bilda koksning; termisk oxidation orsakas av onormala förhållanden. När det väl inträffar kommer det att påskynda termisk sprickbildning och termiska polymerisationsreaktioner, vilket gör att viskositeten ökar snabbt, vilket minskar värmeöverföringseffektiviteten, orsakar överhettning och koksning av ugnsröret. De sura ämnen som produceras kommer också att orsaka korrosion och läckage av utrustning.

[3]. Faror med koksning
Förkoksningen som genereras av värmeöverföringsoljan under användning kommer att bilda ett isoleringsskikt, vilket gör att värmeöverföringskoefficienten minskar, avgastemperaturen ökar och bränsleförbrukningen ökar; å andra sidan, eftersom den temperatur som krävs av produktionsprocessen förblir oförändrad, kommer temperaturen på värmeugnens rörvägg att stiga kraftigt, vilket gör att ugnsröret buktar ut och brister, och så småningom brinner genom ugnsröret, vilket gör att värmeugnen fatta eld och explodera, vilket orsakar allvarliga olyckor såsom personskador på utrustning och operatörer. De senaste åren har sådana olyckor varit vanliga.

[4]. Faktorer som påverkar koksning
(1) Värmeöverföringsoljekvalitet
Efter analys av ovanstående koksbildningsprocess har det visat sig att oxidationsstabiliteten och den termiska stabiliteten hos värmeöverföringsolja är nära relaterade till koksningshastigheten och kvantiteten. Många brand- och explosionsolyckor orsakas av den dåliga termiska stabiliteten och oxidationsstabiliteten hos värmeöverföringsolja, vilket orsakar allvarlig förkoksning under drift.
(2) Design och installation av värmesystem
De olika parametrarna som tillhandahålls av värmesystemets design och huruvida utrustningsinstallationen är rimlig påverkar direkt värmeöverföringsoljans kokningstendens.
Installationsförhållandena för varje utrustning är olika, vilket också kommer att påverka värmeöverföringsoljans livslängd. Installation av utrustning måste vara rimlig och korrigering i tid krävs under driftsättning för att förlänga livslängden för värmeöverföringsoljan.
(3) Daglig drift och underhåll av värmesystem
Olika operatörer har olika objektiva förutsättningar som utbildning och teknisk nivå. Även om de använder samma värmeutrustning och värmeöverföringsolja, är deras kontrollnivå för värmesystemets temperatur och flödeshastighet inte densamma.
Temperatur är en viktig parameter för termisk oxidationsreaktion och termisk polymerisationsreaktion av värmeöverföringsolja. När temperaturen stiger kommer reaktionshastigheten för dessa två reaktioner att öka kraftigt, och förkoksningstendensen kommer också att öka i enlighet därmed.
Enligt relevanta teorier om kemitekniska principer: när Reynolds-talet ökar saktar koksningshastigheten ner. Reynolds-talet är proportionellt mot flödeshastigheten för värmeöverföringsoljan. Därför, ju högre flödeshastigheten är för värmeöverföringsoljan, desto långsammare förkoksning.

[5]. Lösningar på koksning
För att bromsa bildningen av koksning och förlänga livslängden för värmeöverföringsolja bör åtgärder vidtas från följande aspekter:
(1) Välj värmeöverföringsolja av lämpligt märke och övervaka trenden för dess fysiska och kemiska indikatorer
Värmeöverföringsolja delas in i märken efter användningstemperatur. Bland dem inkluderar mineralvärmeöverföringsolja huvudsakligen tre märken: L-QB280, L-QB300 och L-QC320, och deras användningstemperaturer är 280 ℃, 300 ℃ respektive 320 ℃.
Värmeöverföringsoljan av lämpligt märke och kvalitet som uppfyller standarden SH/T 0677-1999 "Heat Transfer Fluid" bör väljas i enlighet med värmesystemets uppvärmningstemperatur. För närvarande skiljer sig den rekommenderade användningstemperaturen för vissa kommersiellt tillgängliga värmeöverföringsoljor ganska mycket från de faktiska mätresultaten, vilket vilseleder användare och säkerhetsolyckor inträffar då och då. Det borde locka majoriteten av användarnas uppmärksamhet!
Värmeöverföringsoljan bör vara gjord av raffinerad basolja med utmärkt termisk stabilitet och högtemperaturantioxidanter och anti-avlagringstillsatser. Högtemperaturantioxidanten kan effektivt fördröja oxidationen och förtjockningen av värmeöverföringsoljan under drift; anti-avsättningsmedlet för hög temperatur kan lösa upp koksningen i ugnsrören och rörledningarna, sprida den i värmeöverföringsoljan och filtrera den genom systemets bypass-filter för att hålla ugnsrören och rörledningarna rena. Efter var tredje månad eller var sjätte månads användning bör viskositeten, flampunkten, syratalet och kolrester av värmeöverföringsoljan spåras och analyseras. När två av indikatorerna överskrider den angivna gränsen (kolrester högst 1,5 %, syravärde högst 0,5 mgKOH/g, flampunktsändringshastighet inte mer än 20 %, viskositetsändringshastighet högst 15 %), det bör övervägas att fylla på lite ny olja eller byta ut all olja.
(2) Rimlig design och installation av värmesystem
Utformningen och installationen av värmeöverföringsoljeuppvärmningssystemet bör strikt följa konstruktionsbestämmelserna för het oljeugn som formulerats av relevanta avdelningar för att säkerställa säker drift av värmesystemet.
(3) Standardisera den dagliga driften av värmesystemet
Den dagliga driften av det termiska oljeuppvärmningssystemet bör strikt följa säkerhets- och tekniska övervakningsföreskrifter för organiska värmebärarugnar formulerade av relevanta avdelningar, och övervaka de förändrade trenderna för parametrar som temperatur och flödeshastighet för den termiska oljan i uppvärmningen systemet när som helst.
Vid faktisk användning bör medeltemperaturen vid utloppet av värmeugnen vara minst 20 ℃ lägre än driftstemperaturen för värmeöverföringsoljan.
Temperaturen på värmeöverföringsoljan i expansionstanken i det öppna systemet bör vara lägre än 60 ℃ och temperaturen bör inte överstiga 180 ℃.
Flödeshastigheten för värmeöverföringsoljan i hetoljeugnen bör inte vara lägre än 2,5 m/s för att öka turbulensen hos värmeöverföringsoljan, minska tjockleken på det stillastående bottenskiktet i värmeöverföringsgränsskiktet och termisk motstånd för konvektiv värmeöverföring och förbättra den konvektiva värmeöverföringskoefficienten för att uppnå syftet att förbättra vätskevärmeöverföringen.
(4) Rengöring av värmesystemet
De termiska oxidations- och termiska polymerisationsprodukterna bildar först polymeriserade högkolhaltiga viskösa ämnen som fäster på rörväggen. Sådana ämnen kan avlägsnas genom kemisk rengöring.
De högkolhaltiga viskösa ämnena bildar vidare ofullständigt grafitiserade avlagringar. Kemisk rengöring är endast effektiv för de delar som ännu inte har förkolats. Helt grafitiserad koks bildas. Kemisk rengöring är inte längre en lösning på den här typen av ämnen. Mekanisk rengöring används mest utomlands. Den bör kontrolleras ofta under användning. När de bildade högkolhaltiga viskösa ämnena ännu inte har förkolats kan användarna köpa kemiska rengöringsmedel för rengöring.

[6]. Slutsats
1. Kosningen av värmeöverföringsolja under värmeöverföringsprocessen kommer från reaktionsprodukterna från termisk oxidationsreaktion och termisk polymerisationsreaktion.
2. Kosningen av värmeöverföringsolja kommer att få värmeöverföringskoefficienten för värmesystemet att minska, avgastemperaturen att öka och bränsleförbrukningen att öka. I allvarliga fall kommer det att leda till olyckor som brand, explosion och personskada för operatören i värmeugnen.
3. För att bromsa uppkomsten av koksning bör värmeöverföringsolja beredd med raffinerad basolja med utmärkt termisk stabilitet och högtemperatur-antioxidations- och antifouling-tillsatser väljas. För användare bör produkter vars användningstemperatur bestäms av myndigheten väljas.
4. Värmesystemet bör vara rimligt utformat och installerat, och den dagliga driften av värmesystemet bör standardiseras under användning. Viskositeten, flampunkten, syravärdet och kvarvarande kol i värmeöverföringsoljan i drift bör testas regelbundet för att observera deras förändrade trender.
5. Kemiska rengöringsmedel kan användas för att rengöra koksningen som ännu inte har förkolnats i värmesystemet.