有機熱載體

■ 合成型有機熱載體synthetic heat transfer fluids

以化學合成工藝生產的，具有一定化學結構和確定的化學名稱的產品。根據最高允許使用溫度，合成型有機熱載體劃分為普通合成型和具有特殊高熱穩定性合成型。

■ 礦物油型有機熱載體mineral heat transfer fluids

以石油為原料，經蒸餾和精製（包括溶劑精製和加氫精製）工藝得到的適當餾分生產的產品。其主要組分為烴類的混合物。

■ 氣相有機熱載體vapour phase heat transfer fluids

具有沸點或共沸點的合成型有機熱載體可以在氣相條件下使用，被稱為氣相有機熱載體。氣相有機熱載體可以通過加壓的方式在液相使用，因此又稱為氣相/液相有機熱載體。

■ 液相有機熱載體liquid phase heat transfer fluids

具有一定餾程範圍的合成型有機熱載體和礦物油型有機熱載體只能在液相條件下使用，被稱為液相有機熱載體。

有機熱載體是一種熱量的傳遞介質，由於其具有加熱均勻，調溫控制溫準確，能在低壓下產生高溫，傳熱效果好，節能，輸送和操作方便等特點，近年來被廣泛應用於各種工業場合，而且其用途和用量越來越多，一般配合有機熱載體鍋爐使用。

有機熱載體作為工業油傳熱介質具有以下特點：

■　在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度。即可以大大降低高溫加熱系統的操作壓力和安全要求，提高了系統和設備的可靠性；

■　可以在更寬的溫度範圍內滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個系統中用同一種有機熱載體同時實現高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求。即可以降低系統和操作的複雜性；

■　相對以水為介質，省略了水處理系統和設備，提高了系統熱效率，減少了設備和管線的維護工作量。即可以減少加熱系統的初投資和操作費用；

■　在事故原因引起系統泄漏的情況下，有機熱載體與明火相遇時有可能發生燃燒，這是有機熱載體系統與水蒸氣系統相比所存在的問題。但在不發生泄漏的條件下，由於有機熱載系統在低壓條件下工作，故其操作安全性要高於水和蒸汽系統。

有機熱載體依據GB/T 7631.12劃分產品品種。具體分類見表1。

表1 有機熱載體的產品分類

L-Q X YYY GB 23971

L-Q 根據GB/T 7631.12規定的L類Q組

X Q組產品的類別代號，如B、C、D

YYY 根據GB/T 23800方法確定的有機熱載體的最高允許使用溫度

GB 23971 標準代號和順序號

有機熱載體是在高溫條件下使用的有機傳熱介質，為了保證鍋爐及傳熱系統安全運行，有機熱載體的生產商應嚴格執行《鍋爐安全技術監察規程》關於有機熱載體的相關要求。

目前使用的標準為：

1、GB 23971-2009《有機熱載體》（Heat transfer fluids)，2010年1月1日實施，同時廢止石油化工行業標準SH/T 0677-1999；

2、GB 24747-2009《有機熱載體安全技術條件》（Safety technology conditions for heat transfer fluids)，2010年6月1日實施，標準為首次發布。

（一）熱載體爐內外部的檢查和準備

1、熱載體爐內部殘存水放盡、吹乾，鍋爐與集箱內無雜物，人孔、手孔等所有門孔都密閉，使用密封填料符合熱載體爐介質要求。

2、安全附件和保護裝置的檢查

（1）壓力表存液彎管前的針型閥或截止閥處於全開狀態。壓力表精度、量程、錶盤符合要求，元壓力時指針回到零位。

（2）液位計連接管閥門處於開啟狀態，放液管接通貯存罐。

（3）安全閥、爆破片以及各種熱工儀錶裝置安全、完好。

（4）溫度計及自動記錄校驗合格，超溫和超壓報警及自動保護裝置已投入，電氣控制各節點正常。

（二）介質化驗及冷態循環

1、介質化驗

有機熱載體爐使用的熱載體質量是否合格，對熱載體爐安全運行關係很大，所以首先應對使用的熱載體取樣化驗確認：

（1）熱載體最高使用溫度是否與鍋爐供熱條件一致，熱載體允許使用溫度比鍋爐出口溫度至少低30~40度，否則熱字體在使用中會很快分解變質，提前失效。

（2）抽樣化驗。測定熱載體的外觀質量、閃點、粘度、酸值、殘炭和水分，與熱載體製造廠提供的質量證明書是否相符，同時為今後運行中介質質量編號的監測提供依據。

2、裝油

化驗合格的熱載體，是用注油泵往鍋爐內注油時，應檢查爐體、用熱設備，管道系統的排污閥、放油閥是否關好，以免熱載體流失。同時將管道和爐體上的排氣閥逐一打開排除空氣，直至有油流出時關閉，當高位膨脹槽（膨脹器）液位計上出現油麵時即停止注油，然後再啟動循環油泵進行冷油循環。

3、冷油循環

冷油循環的目的是試驗整個供熱系統是否有滯阻現象，設備、管路、閥門等出有元滲漏、循環油泵的流量和揚程能否滿足生產要求。由於冷油粘度較高，故熱載體爐進出口壓差比較大，管路系統的流動阻力也較大，所以每台油泵要輪流啟動、試車，使冷油在系統內循環6~8h。

冷油循環中，要經常打開放氣閥門排放殘存空氣。觀察並記錄各點上的壓力表、溫度表、電流表等顯示情況，記錄油泵電流、進出口壓力，油泵出口壓力、熱載體進出口壓差等數據，並檢查油泵是否運行平穩，軸承密封情況。

4、冷油循環中，系統內一些金屬脫落物，熱載體中雜質及殘渣、沉積物等隨著冷油循環，在油泵前的過濾器中被截流。在冷油循環結束后，過濾器用拆卸，徹底清洗。

點火升溫

( 一 ) 點火啟動步驟

1. 開啟循環泵，使熱載體循環，開泵時應注意先將泵的冷卻水接通，檢查冷卻水進出口是否通暢。

2. 打開高位膨脹槽上和系統最高點放空管上的排油閥。

3. 按照不同的燃燒設備，進行點火啟動。

( 二 ) 升溫和升溫曲線

熱載體爐的點火升溫是運行操作中較危險的階段。需要特別謹慎。其升溫過程要遵循“一慢二停”原則；一慢即升溫速度要慢，二停即在 95~110℃和210~230℃兩個溫度段要停止升溫，讓溫度維持一段時間。

1. 升溫曲線熱載體爐點火后升溫過程和升溫速度按升溫曲線的規定進行。

2. 升溫過程

(1) 冷爐點火后，控制升溫速度10℃/h, 直到90~95℃ 。因為冷爐時，油的粘度大，受熱面管內流速較低，管壁油膜較厚，傳熱條件差，如升溫速度過快，容易使局部油膜溫度過高。

(2)95~110℃範圍是清除系統內殘存水分和熱載體所含微量水階段。升溫速度控制在5℃/h 範圍。當高位槽放空管處排汽量較大時，底部有水錘聲，管道振動加劇，各處壓力 表指針擺動幅度較大時，必須停止升溫，保持恆溫狀態，必要時可減弱燃燒。這個階段時間的長短，根據系統內殘存水分的多少和熱載體質量的不同而不同，短的可以十幾小時，長的可能要幾天，在 95~110℃之間反覆幾次，才能將水分排盡。不能盲目加快升溫脫水過程，因為一旦系統內水分劇烈蒸發汽化，體積將迅速膨脹，不僅可能引起“突沸”，使油位急劇膨脹而大量噴出，而且可能會使整個系統壓力急劇升高，導致受壓元件破裂，造成重大事故。

(3) 當鍋爐和管道中響聲變小，循環油泵不再出現抽空現象時，可以 5℃/h 的速度再升溫 , 但絕對不能超過120℃直到放空管不再有氣體排出為止。

(4) 脫水過程完成後，以30℃/h 的速度繼續升溫，但仍應注意可能會有殘餘水蒸發，必要時停止升溫。當溫度達到210~230℃時要停止升溫，這時主要為脫去熱載體中的輕組分。熱載體中輕組分的存在，使閃點降低，一旦泄漏，引起爆燃的可能性就增大，在液相供熱的有機熱載體爐中，輕組分以氣相存在 , 會造成阻氣使循環油泵泵壓不穩、流量下降甚至中斷。脫輕組分的過程根據熱載體的不同牌號、不同質量而不同，當放空管中元氣體排出，循環油泵泵壓穩定，即可繼續以10℃/h 的速度升溫。

(5)從 210℃直至熱載體工作溫度是在脫氣結束後進行，以 40℃/h 的速度升溫，這時應全面檢查各測量、控制儀錶的指示、動作是否靈敏、準確；各配套輔機、附屬設備工作是 否正常，全面檢查鍋爐和供熱系統工作是否正常，能否滿足生產需要。

( 三)點火升溫中注意事項

1. 點火升溫過程，應嚴格按升溫曲線(或按熱載體爐製造廠提供的升溫曲線)進行。升溫曲線的規定，目的在於保護設備和熱載體，不因升溫過快而造成設備熱膨脹不均勻，局部壓力集中而損壞，避免局部受熱不均引起熱載體過熱分解、結焦，和水分突然蒸發而使熱載體衝出，導致爆炸事故的發生。

2. 當熱載體溫度升到200℃以上時，應對設備及整個系統進行一次全面檢查，並對所有的螺栓連接部位進行一次緊固，消除因熱膨脹所引起的泄漏。

3. 注意熱載體的膨脹量。低於100℃時為6%左右；100~200℃時為7%左右，200~300℃時7.5%左右。液相供熱系統熱載體的膨脹主由高位膨脹槽吸納的。若膨脹槽的液位過高，應打開放液管，將熱載體放入低位貯罐，以免熱載體從高位槽中大量溢出引起事故。氣相供熱系統如沒有膨脹器，則熱載體的膨脹使鍋筒內液位升高，蒸汽空間縮小，使操作不穩，此時打開排液管將熱載體排出一部分到貯液罐，以維持正常的液位。

4. 冷爐點火必須先開循環泵再點火。北方寒冷地區在點火前應先將熱載體用蒸汽加溫溶化，然後才能開動循環泵。

5. 液相爐點火升溫過程中脫去的水分以水蒸氣形態經膨脹管通人膨脹槽，其中一部分以氣體從排空管排出，另一部分凝成水分沉於槽底，要避免這些水分再次進入循環系統，在升溫過程中必須定期打開膨脹槽底部的排污管，放出冷凝水。