工業導熱油系統設計及其在印染廠的應用分析

摘 要：介紹了導熱油供熱系統的主要設計原理及其特點，分析了供熱系統工藝流程和重點注意事項，通過介紹導熱油供熱系統在某印染廠的實際應用，提出了工程設計應注意的問題，可供為同行業設計導熱油系統提供參考。

關鍵詞：導熱油 系統 設計 供熱

中圖分類號：TQ645 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0073-02

導熱油加熱爐是一種直流式特種鍋爐，亦稱有機熱載體爐，俗稱熱油爐，是一種環保型節能裝置。它主要通過燃油方式提供熱量，以導熱油為載熱體，以閉路循環的方式連續供熱。由于利用導熱油加熱與利用蒸汽加熱相比較具有熱效率高、傳遞熱量均勻、控制溫度準確、操作壓力低及加熱快速等特點，因此被廣泛應用于石油、化工、醫藥、輕紡、機械、建材等行業。

1 系統設計原理及特點

圖1是珠海某印染廠的導熱油加熱系統，該系統即為典型的導熱油加熱系統，由導熱油加熱爐、循環油泵、齒輪油泵、儲油灌、膨脹罐（箱）、緩沖罐、油氣分離器等組成。

管道運行前，導熱油通過齒輪油泵將導熱油送入導熱油管道系統。運行時，開啟循環油泵，導熱油經過導熱油爐加熱，加熱后的導熱油去往用換熱設備，用換熱設備得到熱量，導熱油降溫后通過回油管進入油氣分離器，經油氣分離器后，導熱油回油至循環油泵，如此循環達到正常供熱。若遇特殊情況，如導熱油壓力過高時，可通過導熱油爐出口處安全閥瀉壓。

正常運行的循環管路流向是導熱油經循環油泵至導熱油爐，導熱油加熱后送往用熱設備，經用熱設備后，導熱油經回油管至油氣分離器，經油氣分離后至循環油泵。其它設備、管道均為輔助系統。油氣分離器分離的氣，通過膨脹管進入緩沖罐，經緩沖罐后排入膨脹罐，膨脹罐的氣體排至大氣。冷油管的作用是，遇特殊情況時，如停電時，導熱油通過冷油管排至儲油罐。

2 工程應用

珠海某印染廠為滿足生產要求，將其導熱油供熱系統進行了改造，其系統構成主要包括2臺燃生物質有機熱載體爐，型號為YLW-10500 T，供熱量Q為10500 kW，供油壓力P為0.8 MPa，供油溫度t為320 ℃，介質循環流量為600 m3/h，熱效率為79 %。同時配備了2臺循環油泵，流量Q為300 m3/h，揚程H為70 m。因考慮到節能環保，另配備了2臺余熱鍋爐，用于吸收利用有機熱載體爐的尾部煙氣熱量，余熱鍋爐的流量D為2.5 t/h，設計P為0.8 Mpa，設計溫度t為175 ℃，給水溫度為20 ℃，余熱煙氣溫度為360 ℃，余熱煙氣量：28000 Nm3/h。圖2即為該項目有機熱載體爐的安裝及其附近管道圖。

3 注意事項

有機熱載體爐的工作壓力應根據有機熱載體爐及用熱設備的系統總體阻力確定，且不低于循環油泵的揚程。

膨脹罐的調節容積不低于有機熱載體體積容積的1.3倍。有機熱載體體積膨脹量可根據液相爐和管網系統中有機熱載體上升至工作溫度的膨脹體積確定。膨脹器上應裝有溢流管，溢流管應接到儲存罐上。溢流管的直徑與膨脹管直徑一樣，且溢流管上不準安裝閥門。膨脹器一般不得安裝在有機熱載體爐的正上方，以防因膨脹而噴出的有機熱載體引起火災。膨脹器的底部與有機熱載體爐頂部的垂直距離應不小于1.5 m。封閉式的膨脹器上應裝壓力表和安全泄放裝置。泄放物應通過泄放管導入儲存罐。

鍋爐管網系統與膨脹器連接的膨脹管應符合下列要求。

（1）膨脹管需要轉彎時，其彎曲角度不宜小于120°。

（2）膨脹管上不得安裝閥門，且不得有縮頸部分。

膨脹器和膨脹管不得采取保溫措施，膨脹器內的有機熱載體的溫度不應超過70℃。

儲油罐的容積應不小于有機熱載體爐中有機熱載體總量的1.2倍。儲油罐應裝有液位計及放空管，放空管應接至安全地點。儲存罐應裝一只液面計，儲存罐上部應裝有排氣管，排氣管應接到安全地點，其直徑應比膨脹管大一檔次。

液相爐宜采用盤管式結構。為防止液相爐中熱載體過熱與積碳，輻射受熱面爐管內熱載體流速應不低于2.0 m/s，對流受熱面爐管內熱載體的流速應不低于1.5 m/s。

有機熱載體爐的設計計算壓力為有機熱載體爐工作壓力加0.3 MPa，且不低于0.6 MPa。

有機熱載體爐的熱載體進出口管道上均應安裝截止閥，當泵與鍋爐之間距離不超過5 m時，在鍋爐進口處可不裝截止閥。閥門連接處應選用不泄漏型的密封材料，不準采用石棉制品。

有機熱載體爐及管網最高處應有必要數量的排氣閥，以便有機熱載體爐在運行中定期排放形成的氣體產物。排氣閥應符合下列要求。

（1）排氣閥的開關位置應便于操作。

（2）排氣閥的排氣管應與固定容器相連，液相爐的排氣管可直接與大氣相通。固定容器、排氣管口與明火熱源的距離應不小于5 m。

單機運行的氣相爐，每臺爐一般應安裝兩臺供給泵，一臺為工作泵，一臺為備用泵。對于冷凝液可以自動回流的氣相爐，可不裝供給泵。液相爐的循環系統至少安裝兩臺電動循環泵，一臺為工作泵，一臺為備用泵。循環泵的流量與揚程的選取應保證有機熱載體在有機熱載體爐中必要的流速。

停電頻繁的地區，鍋爐房內應有備用電源或采取其他措施，以保證泵的正常運轉。

在循環泵的入口處應裝過濾器，且應定期清理過濾器。

4 結論

本文介紹了導熱油的運用領域、導熱油運行原理、注意事項，可以為有關設計提供參考依據。

參考文獻

[1]GBT17410-2008，有機熱載體爐[S].

[2]有機熱載體爐安全技術監察規程.

[3]有機熱載體爐安全技術規程.

[4]動力管道設計手冊.

[5]DLT5204-2005，火力發電廠油氣管道設計規程[S].

①作者簡介：朱小花（1982—），女，福建三明人，廣東省輕紡建筑設計院主要從事熱機設計。