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有机热载体的选用

来源: | 作者: | 2018-09-21 16:48

有机热载体传热系统中如果有机热载体选用不当,或者运行中发生过热、 氧化等导致有机热载体劣化,将造成锅炉受热面结焦、积炭,影响系统安全、节能运行,严重时甚至导致锅炉安全事故,引发火灾等,且有机热载体价格比较昂贵,选购和使用不当,都会造成较大的经济损失。因此在选择有机热载体时, 要充分考虑热载体的特性和使用条件,结合生产工艺要求、使用参数、环境以及价格等因素综合考虑。

(一) 选择原则

1、未使用的有机热载体的产品质量应符合GB23971 《有机热载体》强制性国家标准。我国于2009612日发布了GB23971《有机热载体》强制性国家标准,并于201011日起实施。用户购买有机热载体时,应选择出厂质量检验符合国家标准, 并且型式试验有效合格的产品。

2、具有良好的化学热稳定性,良好的热传导性能,较低的黏度,无腐蚀,低蒸汽压,毒性小。事实上,没有一种有机热载体能够同时完全满足所有要求,因此在选择有机热载体时需要根据具体的生产工艺要求和使用条件着重以运行安全、环保、节能、使用寿命为选择要素。

(二)考虑因素

1、使用条件为气相或液相

根据工艺要求选用气相或液相有机热载体。气相传热是利用有机热载体的潜热, 可用于被加温度比较敏感,控温要求比较精确的情况;液相传热是利用有机热载体的显热,可用于被加热介质对加热温度不太敏感的情况。

液相有机热载体只能在液相系统中使用;气相有机热载体既可在气相系统中使用,也可以在液相系统中使用。一般矿物型和普通合成型有机热载体只能在液相系统中使用,只有特殊的合成型有机热载体可以在气相条件下使用。

2、有机热载体的最高允许使用温度

有机热载体的最高允许使用温度是选用的最关键参数,其最高允许使用温度应当依据其热稳定性试验确定。有机热载体的选用应考虑系统最高工作温度, 并留有一定的温度安全余量,安全余量应考虑到锅炉的设计条件和操作条件, 一般情况下,应不少于10℃

3、有机热载体的物理性能

密度、导热系数、比热容、气化潜热、热焓等热物理参数会影响系统的传热过程,良好的热物理性能可提高系统的传热效率。

4、低温流动性                         

有机热载体的选择需要特别关注当地的环境温度,因为有机热载体的黏度随着温度而变化,而有机热载体黏度对其在管道内的流动性质和流阻大小有重要影响。当传热系统或设备处于室外且没有预加热条件下,选用的有机热载体低温流动性 (倾点) 应能保证在低温气候条件下传热系统仍可以正常启动,也就是说这种情况下的有机热载体低温黏度须满足在低温环境条件下有机热载体的可泵性要求。因此,有机热载体选用时,需要同时考虑其倾点和低温黏度是否符合当地最低环境温度条件。当温度较低时,如果不能满足传热系统冷态启动要求,容易使有机热载体循环不良,造成传热系统局部温度过高,导致有机热载体在启动条件下发生急速劣化。当环境温度低,不能满足冷态启动要求时,也可以通过辅助预加热的方式使之符合泵送的要求。

5、对于安全、健康、环保的要求

有机热载体使用的行业性质或使用场所也是选型的重要依据。在食品或药品生产过程中,间接加热使用的有机热载体,除了应符合 GB23971的规定外,还应满足国家有关食品或药品安全标准的要求。              

6、自燃点

自燃点高不易发生自燃起火,有机热载体的自燃点必须高于其最高工作温度。

7、抗氧化性

用于开式系统的有机热载体应考虑其抗氧化性。GB23971《有机热载体》规定,只有最高允许使用温度不高于300℃ L-QB类有机热载体可以采用开式循环系统,最高允许使用温度高于300℃ L-QC类和 L-QD类有机热载体都应采用闭式运行。事实上,不管有机热载体的抗氧化性能如何,在闭式系统中运行要比开式系统安全、节能、环保,且使用寿命长。