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高温导热油知识
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高温导热油知识
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如何做好导热油的选用与维护工作?
2018.12.26
      导热油是一种热量的传递介质,是用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品,具有加热均匀,调温控制准确,能在低蒸汽压下产生高温,传热效果好,节能,输送和操作方便等特点,现在已经逐步得到了广泛的应用。不过随着市场同类产品不断增加,我们一定要掌握一些导热油相关的选用与维护工作,只有这样才能有效提高工作效率。


导热油


      导热油的选用:
     要想做好导热油的选用工作,就要对导热油的分类进行详细了解,只有这样才能对症下药进行选择:
      1、矿物型导热油

      矿物型导热油是在石油精炼的基础油中加入了抗氧化剂、粘度改进剂、酸化防止剂等添加剂调配而成的有机热载体,基本上可分为烷基芳香烃型、环烷烃型和链烷烃型(石蜡基烷烃)三大类,矿物型导热油种类繁多,不同生产厂家的产品品质、类型有较大差异,但其组成基本都是直链烷烃和环烷烃的混合物,这类导热油的分子具有长、直链化学结构,高温下容易发生断裂,跟合成导热油相比,热稳定性较差。但由于其单价相对便宜,所以常使用在对热稳定性要求不高,对温度的控制无严格条件限制的热载体系统中,一般适合在250℃以下的加热系统。由于矿物油组分中既有轻质组分又有重质组分,其分子结构在高温下易发生分解,产生结焦,所以使用寿命要远低于合成型导热油,且每年的添加量较大,通常占到系统导热油总量的10%-20%。

     2、合成型导热油

    合成型导热油是由具有单一分子结构的合成基础油加入酸化防止剂、劣化防止剂等调制而成。我国于2010年1月1日颁布实施的新有机热载体国家标准中对合成型导热油的规定为:化学合成工艺生产的,具有一定化学结构和明确化学名称的产品。

    合成导热油通常可分为以下几种类型:烷基苯、氢化三联苯、联苯和联苯醚、烷基联苯醚、硅油等。

    合成型导热油多为芳香烃类化合物,不同类型的合成导热油其性能不同,如联苯和联苯醚属于气液两相导热油,特点是高温性能好,可在400℃以下的温度使用;合成烷基苯属液相导热油,有较宽的使用温度范围,且属于环保型产品等。由于芳香烃类化合物分子结构和原子间的化合键具有很好的热稳定性,因此是目前合成高温导热油的主要种类。


导热油


    3、烷基苯型(苯环型)导热油

    这一类导热油为苯环附有链烷烃支链类型的化合物,属于短支链烷烃基(包括甲基、乙基、异丙基)与苯环结合的产物。其沸点在170~180℃,凝点在-80℃以下,故可做防冻液使用,此类产品的特点是在适用范围内不易出现沉淀,异丙基附链的化合物尤佳。

    4、烷基萘型导热油这一类型导热油的结构为苯环上连接烷烃支链的化合物。它所附加的侧链一般有甲基、二甲基、异丙基等,其附加侧链的种类及数量决定化合物的性质。侧链单于甲基相连的烷基萘,应用于240~280℃范围的气相加热系统。

    5、烷基联苯型导热油这一类型的导热油为联苯基环上连接烷基支链一类的化合物。它是由短链的烷基(乙基、异丙基)与联苯环相结合构成,烷基的种类和数量决定其性质。烷烃基数量越多,其热稳定性越差。在此类产品中,由异丙基的间位体、对位体(同分异构体)与联苯合成的导热油品质好,其沸点>330℃,热稳定性亦好,是在300~340℃范围内使用的理想产品。

    6、烷基联苯醚型导热油 [1]  为两个苯环中间一个醚基链接,两个苯环上分别有两个甲基的同分异构体混合物,此类混合导热油低温下运动粘度低,流动性好,适合北方寒冷地区使用,推荐使用温度高不超过330℃,凝点-54℃,使用寿命优于矿物油和烷基苯型导热油,国内外常见的是二甲苯基醚型导热油,目前国内也有生产厂家生产此类高温导热油。
    
    7、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油这一类型的导热油为联苯和联苯醚低熔混合物由26.5%的联苯和73.5%的联苯醚组成。熔点为12℃,世界上早使用的合成芳烃导热油是Dowtherm,其特点是热稳定性好,使用温度高(400℃)。此类产品因为苯环上没有与烷烃基侧链连接,而在有机热载体中耐热性佳。这种凝点(12.3℃)低熔混合物,在常温下,沸腾温度在256~258℃范围内使用比较经济。这是因为两种物质的熔点均较高(联苯为<71℃,联苯醚<28℃)所致。这种低熔混合物蒸发形成的蒸汽过程中无任何一种组分提浓的发生,且液体性质亦不变。由于二苯醚中结合醚物质,在高温下(350℃)长时间使用会产生酚类物质,此物质有低腐蚀性,与水分对碳钢等有一定的腐蚀作用。

  

导热油


    导热油的维护工作:
    1、工作温度是导热油选择中需要确定的关键特性。在工作温度指标得到满足之前,讨论导热油的其它特性是毫无意义的。在满足该标准要求后,方可对其他重要特性,即粘性、密度、比热与导热性,加以考虑。

     2、高温导热油可在400℃高温下运行。在温度超过315℃时,只能选择合成产品。低于该温度可用矿物油基导热油。低温导热油为水基,包含乙二醇或者包含丙二醇。水基导热油的低工作温度可达-40℃。合成导热油甚至可在较低的温度下作业。合成烃基导热油的低工作范围可达-112℃。在选择导热油时,需对高温与低温应用领域的不同标准进行评价。在前一种情况下,热传导系数是一个重要参数,但必须与持久性相结合。

     3、必须确定导热油的温度范围,以确定导热油是否适合使用。某一类导热油的温度范围,不仅是指高使用温度,粘度与可泵送性也是重要因素,因为后两者影响到营运经济性。泵送高粘导热油会消耗大量的电能。

    4、各类导热油会在系统内产生不同的问题。在调查实际应用之前,用户必须对导热油配伍性、成本、环境及其毒性影响进行评估。

     5、导热油需要具有长久的工作寿命。多数导热油的工作寿命至少10年,使用寿命中间值通常大约20年,某些导热油甚至已经使用了30年。利用气相色谱(GC)模拟蒸馏,对导热油成分进行的分析特别有用。假如高沸化合物浓度增加10%,就应该更换导热油。高沸化合物是通过自由基物的组合而形成的。高沸化合物浓度的增加,意味着容易出现导热油的氧化。腐蚀是水基型低温导热油的一个主要问题。在导热油的检查中,需认真分析抗腐剂成分,确定导热油所提供的腐蚀防护程度。如果防腐能力不够,则需要在导热油中补充抗腐剂。

     6、 要对导热油进行定期监测。在某些应用中,导热油可以持续使用10-15年,但在许多场合,由于系统设计结构问题,使用寿命只有3-4月。因此,重要的是按照适当的时间间隔,定期对导热油进行分析,确保在导热油降解之前进行更换。通常情况下导热油不要求进行维护,但定期分析非常必要。对于导热油状况的评估,某些物理参数的变化,可以提供导热油性能为何下降的线索。定期排查泄漏点加强现场监控,要确保热载体系统完好不漏,定期排查设备的腐蚀渗漏情况,发现渗漏及时检修。因此,热载体系统要合理设计,使用中要定期检测设备壁厚和耐压强度,并在设备和管道上加装压力计、安全阀和放空管。

    7、避免导热油的氧化由于导热油在热载体中高温运行的情况下易于发生氧化反应,造成导热油的劣化变质,所以通常对设置的高温膨胀槽进行充氮保护,确保热载体系统的封闭,避免导热油与空气接触,延长导热油的使用寿命。

     8、避免导热油的结焦导热油在运行温度超过高使用温度时,在导油管壁会出现结焦现象,随着结焦层的增厚,导油管壁温偏高又促使粘附结焦,不断增厚的管壁温度进一步提高,随着管壁的不断增厚传热性能恶化,随时可能发生爆管事故。因此,严格控制热载体出口处导热油的温度不得超过高使用温度,热载体的高膜温应小于允许油膜温度。

     9、防止热载体内混入水及其他杂质随着热载体的加热,溶解在其中的水分迅速汽化,导热管内的压力急剧上升而导致无法控制的程度,引发事故。所以,导热油在投入使用前应先缓慢升温,脱除导热油中的水和其他轻主份杂质。

    10、定期化验导热油指标定期测定和分析热载体的残碳、酸值、粘度、闪点、熔点等理化指标,及时掌握其品质变化情况,分析变化原因。当酸值超过0.5mgKOH/g,粘度变化达到15%,闪点变化达到20%,残碳(质量分数)达到1.5%时,证明导热油性能已发生了变化。定期适当补充新的热载体,使系统中的残碳量基本保持稳定。
数据提供:    
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刘经理:
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