導(dǎo)熱油的合理選用與維護(hù)
導(dǎo)熱油是一種熱量的傳遞介質(zhì),由于其具有加熱均勻,調(diào)溫控制溫準(zhǔn)確,能在低蒸汽壓下產(chǎn)生高溫,傳熱效果好,節(jié)能,輸送和操作方便等特點(diǎn),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合,而且其用途和用量越來(lái)越多。
導(dǎo)熱油的分類
1、礦物型導(dǎo)熱油
礦物型導(dǎo)熱油是在石油精煉的基礎(chǔ)油中加入了抗氧化劑、粘度改進(jìn)劑、酸化防止劑等添加劑調(diào)配而成的有機(jī)熱載體,基本上可分為烷基芳香烴型、環(huán)烷烴型和鏈烷烴型(石蠟基烷烴)三大類,礦物型導(dǎo)熱油種類繁多,不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品品質(zhì)、類型有較大差異,但其組成基本都是直鏈烷烴和環(huán)烷烴的混合物,這類導(dǎo)熱油的分子具有長(zhǎng)、直鏈化學(xué)結(jié)構(gòu),高溫下容易發(fā)生斷裂,跟合成導(dǎo)熱油相比,熱穩(wěn)定性較差。但由于其單價(jià)相對(duì)便宜,所以常使用在對(duì)熱穩(wěn)定性要求不高,對(duì)溫度的控制無(wú)嚴(yán)格條件限制的熱載體系統(tǒng)中,一般適合在250℃以下的加熱系統(tǒng)。由于礦物油組分中既有輕質(zhì)組分又有重質(zhì)組分,其分子結(jié)構(gòu)在高溫下易發(fā)生分解,產(chǎn)生結(jié)焦,所以使用壽命要遠(yuǎn)低于合成型導(dǎo)熱油,且每年的添加量較大,通常占到系統(tǒng)導(dǎo)熱油總量的10%-20%。
2、合成型導(dǎo)熱油
合成型導(dǎo)熱油是由具有單一分子結(jié)構(gòu)的合成基礎(chǔ)油加入酸化防止劑、劣化防止劑等調(diào)制而成。我國(guó)于2010年1月1日頒布實(shí)施的最新有機(jī)熱載體國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)合成型導(dǎo)熱油的規(guī)定為:化學(xué)合成工藝生產(chǎn)的,具有一定化學(xué)結(jié)構(gòu)和明確化學(xué)名稱的產(chǎn)品。
合成導(dǎo)熱油通??煞譃橐韵聨追N類型:烷基苯、氫化三聯(lián)苯、聯(lián)苯和聯(lián)苯醚、烷基聯(lián)苯醚、硅油等。
合成型導(dǎo)熱油多為芳香烴類化合物,不同類型的合成導(dǎo)熱油其性能不同,如聯(lián)苯和聯(lián)苯醚屬于氣液兩相導(dǎo)熱油,特點(diǎn)是高溫性能好,可在400℃以下的溫度使用;合成烷基苯屬液相導(dǎo)熱油,有較寬的使用溫度范圍,且屬于環(huán)保型產(chǎn)品等。由于芳香烴類化合物分子結(jié)構(gòu)和原子間的化合鍵具有很好的熱穩(wěn)定性,因此是目前合成高溫導(dǎo)熱油的主要種類。
導(dǎo)熱油的選用與維護(hù)
工作溫度是導(dǎo)熱油選擇中需要確定的關(guān)鍵特性。在工作溫度指標(biāo)得到滿足之前,討論導(dǎo)熱油的其它特性是毫無(wú)意義的。在滿足該標(biāo)準(zhǔn)要求后,方可對(duì)其他重要特性,即粘性、密度、比熱與導(dǎo)熱性,加以考慮。
高溫導(dǎo)熱油可在400℃高溫下運(yùn)行。在溫度超過(guò)315℃時(shí),只能選擇合成產(chǎn)品。低于該溫度可用礦物油基導(dǎo)熱油。低溫導(dǎo)熱油為水基,包含乙二醇或者包含丙二醇。水基導(dǎo)熱油的最低工作溫度可達(dá)-40℃。合成導(dǎo)熱油甚至可在較低的溫度下作業(yè)。合成烴基導(dǎo)熱油的最低工作范圍可達(dá)-112℃。在選擇導(dǎo)熱油時(shí),需對(duì)高溫與低溫應(yīng)用領(lǐng)域的不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在前一種情況下,熱傳導(dǎo)系數(shù)是一個(gè)重要參數(shù),但必須與持久性相結(jié)合。
必須確定導(dǎo)熱油的溫度范圍,以確定導(dǎo)熱油是否適合使用。某一類導(dǎo)熱油的溫度范圍,不僅是指最高使用溫度,粘度與可泵送性也是重要因素,因?yàn)楹髢烧哂绊懙綘I(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性。泵送高粘導(dǎo)熱油會(huì)消耗大量的電能。
各類導(dǎo)熱油會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生不同的問題。在調(diào)查實(shí)際應(yīng)用之前,用戶必須對(duì)導(dǎo)熱油配伍性、成本、環(huán)境及其毒性影響進(jìn)行評(píng)估。
導(dǎo)熱油需要具有長(zhǎng)久的工作壽命。多數(shù)導(dǎo)熱油的工作壽命至少10年,使用壽命中間值通常大約20年,某些導(dǎo)熱油甚至已經(jīng)使用了30年。利用氣相色譜(GC)模擬蒸餾,對(duì)導(dǎo)熱油成分進(jìn)行的分析特別有用。假如高沸化合物濃度增加10%,就應(yīng)該更換導(dǎo)熱油。高沸化合物是通過(guò)自由基物的組合而形成的。高沸化合物濃度的增加,意味著容易出現(xiàn)導(dǎo)熱油的氧化。腐蝕是水基型低溫導(dǎo)熱油的一個(gè)主要問題。在導(dǎo)熱油的檢查中,需認(rèn)真分析抗腐劑成分,確定導(dǎo)熱油所提供的腐蝕防護(hù)程度。如果防腐能力不夠,則需要在導(dǎo)熱油中補(bǔ)充抗腐劑。
要對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。在某些應(yīng)用中,導(dǎo)熱油可以持續(xù)使用10-15年,但在許多場(chǎng)合,由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)問題,使用壽命只有3-4月。因此,重要的是按照適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔,定期對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行分析,確保在導(dǎo)熱油降解之前進(jìn)行更換。通常情況下導(dǎo)熱油不要求進(jìn)行維護(hù),但定期分析非常必要。對(duì)于導(dǎo)熱油狀況的評(píng)估,某些物理參數(shù)的變化,可以提供導(dǎo)熱油性能為何下降的線索。
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