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热聚合反应因导热油在加热系统运行过程受热而发生,该反应会生成稠环芳烃、胶质和沥青质等大分子高沸物,其逐渐沉积于加热器和管路表面,形成结焦。
热氧化反应主要因开式加热系统膨胀槽内的导热油接触空气或参与循环而发生,该反应会生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性组分,并进一步生成胶质、沥青质等粘稠物质,然后形成结焦;在加热的条件下,导热油接近火焰并且与蒸汽和空气中的气体混合时,会发生短促的闪燃,闪点越低,导热油运行时的蒸发速度就越快,安全性也就越差。热氧化是非正常情况引起的,一旦发生,会加速热裂解和热聚合反应,使粘度迅速增大,传热效率降低,造成过热和炉管结焦。产生的酸性物质还会造成设备腐蚀和泄漏。
选用的导热油质量有问题,或者热稳定性与工艺条件不符,与锅炉设计要求不匹配。在系统运行时,炉管内实际液膜温度超过导热油的较高允许液膜温度,造成油的分解、聚合,提前劣化变质,残碳、黏度、酸值等指标大大超标,其不溶性碳粒沉积于锅炉受热面管壁上导致结焦、积碳、造成金属过热超温或使密封件损坏而导致泄漏,遇到明火引发着火。在正常的情况下,导热油的粘度随着温度的升高而逐渐降低,但是在一定的温度下,导热油粘度的变化会发生裂解的现象。
导热油锅炉产生积碳和结焦的原因:
(1)导热油锅炉积碳:导热油在加热过程中易被氧化,高温下油品的酸值增大,运动粘度逐渐增加,滞留时间加长,因此会发生裂解和热缩聚反应。裂解后产生小分子,在同样温度下挥发,热缩聚反应产生高分子产物,从而使油品粘度增大,使管道设备内部生成积碳。因此我们在使用导热油时不仅仅要防止导热油变质,还需定期检测导热油,同时需注意导热油的日常规范操作更是重点。
(2)导热油锅炉结焦:导热油锅炉导热油传递热能的同时产生胶质,胶质附着在内壁,容易形成结焦,另外若有空气进入,容易产生降解和聚合反应,形成的高沸物在导热油中的溶解度达到饱和状态,从而形成结焦,操作温度超过导热油本身的设计温度,腐浊物和杂质的污染都会使管内壁形成结焦。以有机热载体(导热油)作为传热介质,通过高温油泵将导热油在系统中进行强制性循环,使其被周而复始的加热,从而达到满足需热设备连续获得所需热能的目的。
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