有机热载体锅炉及系统是指以有机热载体为传热介质的锅炉及传热系统。近年来随着我国经济建设的快速发展,有机热载体传热技术的提高和先进生产工艺的提高,有机热载体的应用范围越来越广。目前已被大量应用在纺织、化纤、印染、造纸、食品、建材、冶金、石油化工等行业中,并呈不断快速发展的趋势。
有机热载体在高温运行状态下容易氧化或过热而变质,已劣化的有机热载体如果不及时更换或处理,很容易在锅炉受热面上炭化结焦,造成传热系统的安全隐患,不仅影响传热,浪费燃料,而且易烧损炉管,导致爆管或产生裂纹引发泄露,严重影响锅炉的安全经济运行。有的甚至引发火灾等各种安全事故,造成重大人身伤害和财产损失。因此,加强有机热载体的检验检测,正确合理的选择有机热载体,提高应用技术水平,规范使用操作,防止有机热载体锅炉受热面结焦积炭,对于确保有机热载体锅炉及传热系统的安全、节能运行具有十分重要的意义。
一、有机热载体标准
有机热载体产品质量应当符合GB 23971-2009《有机热载体》的规定(从略),有机热载体的选用和使用应符合GB 24747-2009《有机热载体安全技术条件》的规定。
二、检验时机
有机热载体检验时机分为:型式试验检验、出厂质量检验、注入系统前的验证性检验和运行过程中的监督检验。
GB 23971-2009《有机热载体》规定了六种情况需要进行型式试验,型式试验检验由国家质量监督检验检疫总局核准的型式试验检测机构进行;出厂检验由生产单位对每批次产品进行检验并出具质量检验报告;验证性检验和运行过程中的监督检验由特种设备检验检测机构进行,其中验证性检验应在有机热载体注入系统前进行,运行检验一般每年进行一次,当检测结果达到警告指标时需适当缩短检验周期。
三、质量指标及检测意义
(一)验证性检测指标
1.检测意义
未使用有机热载体注入系统前(包括系统初次注入和运行过程中补充的未使用有机热载体)应根据该产品型式试验报告,对其质量进行验证性检验。目的是检测油品的基本质量,验证是否与进行型式试验的油品一致,防止假冒伪劣的有机热载体危害锅炉及传热系统的安全运行。
2.检验项目和判断指标
见表7-12。
表7-12 未使用有机热载体的验证指标
(二)在用有机热载体
1.检测意义
检测有机热载体在使用中的质量状况,评定其是否符合安全使用的要求。
(1)外观。主要观察是否有外来物质或水混入系统,造成有机热载体的分层、沉淀和乳化现象。正常使用条件下,由于过热超温及氧化原因,在用有机热载体的外观也呈现颜色变深或出现少量沉积物的现象。
(2)闭口闪点。检测闭口闪点是为了判断在用有机热载体是否接近或达到3类易燃液体范围,以便及时进行处理,确保锅炉和传热系统的安全运行。
(3)运动黏度。检验运动黏度来判断其是否达到黏度上限,当黏度过高时,不仅使低温启动动力增大,循环泵的运转负荷加大,而且易使循环系统中的介质流速降低,导致边界层过热,加剧油的劣化,致使锅炉内部传热恶化,进一步造成过热和炉管结焦。
(4)残炭。检测残炭是为了评定有机热载体结焦积炭倾向性。
(5)酸值。检测酸值来判断其氧化程度及对金属的腐蚀性。
(6)水分。如果系统中存在水分,在加热过程中会产生气化,引起体积的急剧膨胀,造成系统工作压力的波动和循环泵气蚀,导致锅炉内传热恶化,严重时甚至会造成超压爆炸。而且如果酸值比较高,较高水分的在还会增加系统内金属材料腐蚀的危险性。
(7)5%低沸物的馏出温度。监控系统内低沸物的累积量,防止过多的低沸物以气体形式存在于系统中,导致循环泵气蚀和加热炉内传热恶化,以控制其对于系统运行安全性的影响。主要适用于液相炉传热系统的有机热载体。
2.在用有机热载体的质量指标和评定标准
表7-13 在用有机热载体的质量指标
以水为介质的锅炉其高温高压的工作条件导致锅炉材料强度失效,引起爆炸。而有机热载体的化学和物理特性决定了在超出其稳定性限制的高温条件下工作会发生过热裂解,在与空气接触的条件下会发生氧化变质,在与其他化学物质混合的条件下会发生化学污染甚至化学反应。而过热裂解、氧化变质和化学污染会导致传热恶化,引起锅炉材料和结构强度失效并会导致有机热载体泄露,虽然有机热载体在工作条件不会出现高温高压共存的情况,但其可燃性决定了发生泄露的锅炉及系统易引发火灾或爆炸事故。
有机热载体在使用过程中发生质量变化,影响有机热载体及其传热系统的安全、节能、环保、经济运行,有机热载体使用单位应当按照GB 24747的要求,合理选择和使用有机热载体,确保锅炉及系统的安全、节能运行。特种设备检验检测机构科学合理的按照GB 24747的要求对在用有机热载体的质量变化进行监督检验,确保有机热载体的各项性能指标达到使用要求。
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