在用有機熱載體質量指標檢測意義及控制措施

孫紅燕

摘? ?要：有機熱載體無論在運輸、貯存，還是在使用過程中，由于各種原因都會導致其品質發生變化，比如氧化、裂解或者穩定性降低等，從而影響鍋爐及其系統的安全運行。因此，加強在用有機熱載體介質各項質量指標的監測，分析問題存在的原因，采取合理有效的改進措施，定期開展有機熱載體檢驗檢測，為處理類似問題提供經驗和參考。

關鍵詞：在用有機熱載體? 質量指標? 檢驗? 措施

中圖分類號：TK22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（c）-0078-02

以導熱油作為傳熱介質的鍋爐稱為有機熱載體爐。雖然，有機熱載體爐起步較晚，但由于它具有高溫低壓的供熱特性，能滿足工業生產需要，所以已被大量應用于化工、紡織、食品、冶金等行業中。然而，由于有機熱載體長期受到高溫的作用或操作不當等因素的影響，可能會造成有機熱載體超溫過熱，長此以往，會使鍋爐受熱面炭化結焦，給傳熱系統帶來一定的安全隱患和燃料的浪費，嚴重時會引發火災等安全事故。因此，定期開展有機熱載體檢驗檢測，分析各指標不達標時給鍋爐帶來的危害，對鍋爐安全運行和節能環保方面都具有十分重要的意義。

1? 在用有機熱載體介質各質量指標對鍋爐安全運行的影響

在用有機熱載體檢測項目有：閉口閃點、運動粘度、殘炭、酸值、水分、5%低沸物等。根據GB24747-2009《有機熱載體安全技術條件》規定，在用有機熱載體應每年取樣檢驗一次，當檢測結果為安全警告指標時需縮短檢驗周期。而檢測各項指標質量狀況，就是為了評價其是否能達到安全使用的要求。

1.1 閉口閃點

閉口閃點指在閉口條件（即缺少空氣）下，可燃性液體被加熱后發生瞬間閃火的最低溫度。閉口閃點可采用賓斯基-馬丁閉口杯法測定。檢測閉口閃點是為了檢測在用有機熱載體是否裂解產生了低分子物質，判斷其是不是接近或達到了三類易燃液體范圍。

在開式循環系統中，裂解產生的低分子物質易排出，其閃點變化不大，但在閉式循環系統中，若產生的低分子物質沒能及時排出，就會導致有機熱載體的閃點降低，從而增加燃爆傾向。

1.2 運動粘度

運動粘度指在某一溫度t℃時，有機熱載體在重力的作用下流動時產生的內摩擦力的量度。通常采用毛細管粘度計法來測定運動粘度。檢測運動粘度目的是為了判斷其是否已超出規定的質量指標上限。

在用有機熱載體裂解或被氧化都會使粘度發生變化，若粘度增大，化學穩定性就會變差，在高溫條件下進一步裂解;同時，流速降低，管壁上的液膜逐漸增厚，出現層流狀態后，就會導致管壁過熱，加快有機熱載體的劣化速度，甚至造成爐管結焦。

1.3 殘炭

殘炭是指在一定的條件下，有機熱載體經過蒸發、裂解和縮合后形成的殘留物質。通常情況下，采用微量法測定殘炭，康氏法為仲裁測定方法。檢測殘炭的目的是為了判斷在用有機熱載體的劣化程度及是否有結焦的傾向。

在用有機熱載體殘炭值增高可能由于介質流速不均勻或流速過低引起局部過熱，或氧化裂解等原因造成。殘炭過高的有機熱載體通常熱穩定性較差，在傳熱系統中運行更容易發生高溫劣化，甚至結焦積炭，進而堵塞爐管，發生爆管、泄露或火災等嚴重后果。

1.4 酸值

酸值指中和1g試樣中的酸性物質，所需要的氫氧化鉀的質量。酸值常采用電位滴定法來測定。測定酸值就是為了判斷有機熱載體變質情況和對鍋爐金屬表面的腐蝕情況。

有機熱載體酸值過高的原因：一是有機熱載體精煉程度低本身就含有一定的酸性物質;二是在運輸過程中或傳熱系統中長期處于高溫運行狀態，油液就會被氧化變質或過熱裂解，酸值增高。酸值升高不僅會影響有機熱載體的熱穩定性，縮短其壽命，若有水分存在的情況下還會對設備造成腐蝕。

1.5 水分

有機熱載體中的水分主要來源于：一是在運輸或貯存過程中，措施不當混入水分;二是在使用過程中，由于周圍空氣過于潮濕，仍可以溶解一些水分。水分可采用卡爾.費休法進行檢測。

有機熱載體中水分過高，在高溫下易汽化，造成運行壓力不穩和循環泵的氣蝕，導致鍋內傳熱惡化，嚴重時高溫有機熱載體會從膨脹罐放空管噴射而出，造成油的浪費和環境污染;另外，如果此時酸值也很高，在水分存在的情況下會加速系統金屬的腐蝕。

1.6 5%低沸物

在用有機熱載體餾出體積為5%時所對應的校正溫度計的讀數稱為5%低沸物。5%低沸物通常采用常壓蒸餾法測定。其檢測目的為了判斷是否有過多的低沸物以氣體的形式存在于系統中，以便及時處理，確保鍋爐的安全運行。

低沸物通常是有機熱載體在高溫運行下產生的裂解產物。在運行系統中，低沸物含量低或其溫度高于最高工作溫度，則對鍋爐安全影響不大;若低沸物含量較高，且其溫度低于最高工作溫度，那么可能就會對循環泵造成氣蝕，加速有機熱載體的劣化，嚴重時會造成超壓爆炸。

2? 控制措施

由此可見，有機熱載體在運行系統中發生不同程度的劣化變質后，將會影響鍋爐及其系統的安全、經濟、環保運行，只有科學合理的對有機熱載體質量指標進行定期檢測，及時發現問題存在的原因，采取合理的措施加以控制，才能有效確保鍋爐的安全運行。

2.1 有機熱載體的正確選用

未使用的有機熱載體質量應符合GB23971-2009《有機熱載體》標準規定;根據具體的生產工藝要求和使用條件，選用的有機熱載體必須基于運行安全、節能、環保的基礎上，且選擇具有良好穩定性、熱氧化安定性和熱傳導性能、較低粘度、無腐蝕的有機熱載體。

2.2 有機熱載體的正確使用

有機熱載體大多數為有毒、有害、易燃、易爆的有機物質，所以在操作或檢測中要做好相應的防護措施;不同化學性質的有機熱載體盡量不混合使用;在運輸或使用過程中避免有機熱載體被其他化學物質污染而劣化。

2.3 在用有機熱載體檢測

在用有機熱載體取樣應在循環回路內通過取樣冷卻器進行，取樣溫度不高于50℃，取得的樣品要均勻且有代表性，取樣量滿足檢驗和復驗留樣的要求;在用有機熱載體檢測應依據GB24747-2009《有機熱載體安全技術條件》進行定期檢測，檢驗周期嚴格按照該規范要求執行;檢測中能準確判斷出導致測定誤差的原因，并采取相應措施提高檢測準確性。

2.4 配置合適的鍋爐系統及正確的操作

正確配置和操作有機熱載體傳熱系統，選用合適的循環泵，確保管中有機熱載體的正常流速;盡量采用閉式傳熱系統，這樣既可以防止在用有機熱載體被氧化，又可以減少低沸物等有害物質直接排入大氣，污染環境;膨脹槽的放空管上不得安裝閥門，否則膨脹罐中的低沸物和水分不能夠及時排出，造成安全隱患;鍋爐及系統不可頻繁停啟，否則會使有機熱載體超溫過熱，進一步裂解，加速其變質，降低使用壽命;同時，應配備備用電源，以便于突然停電時盡快恢復系統循環。

3? 結語

總之，只有準確分析出有機熱載體劣化變質原因，正確合理的選用有機熱載體，才能確保鍋爐及其系統的安全運行。同時，由于有機熱載體為易燃物，一旦泄露就有可能引起火災，因此，使用單位要有相應的應急預案，定期開展檢查和演練，及時處理泄露，并配有足夠的消防設施以防不測。

參考文獻

[1] 趙欣剛，齊鹿揚.有機熱載體爐[M].北京：中國計量出版社，2008.

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