佛山市南海新兴利合成纤维有限公司
导热油热媒被广泛应用于聚酯化纤领域，因其高温低压的特性为化纤行业反应釜加热，夹套管伴热，纺丝熔体伴热，熔体过滤器和纺丝箱加热，热风控制都有良好的使用。使用过程中因其无毒性更优于联苯蒸汽加热，在实际生产中应用更加广泛。但是导热油热媒的使用也存在自身的缺陷，在工业使用上应该对加热系统进行持续不断优化、改造，使之与生产实际相符。了解导热油的物理性能和化学性能对设计和使用都有重要的指导意义。
1.导热油供热的系统
导热油供热系统一般包括加热器，油泵，管道，膨胀槽，储油槽，油气分离器。在工艺上有温度，压力仪表控制，一些复杂的供热系统会包含流量控制系统，氮封系统以及一些其他的安全控制系统。图1热油炉膨胀系统工艺流程图。
热油炉膨胀系统的改进设计，导热油在进行加热过程中当温度上升到110℃时，体积就会上升到8％左右的膨胀，并且还会产生小部分油蒸汽，最好对其进行释放，只有这样才能够保证导热油系统能够正常循环。
2.导热油供热系统的特性
2.1供热温度高
导热油在较低压力状态下可以达到比较高的温度，在1MPa状态下就可以达到300℃。而水蒸气需要8MPa压力下才能达到300℃的高温，而联苯等气相热媒在400KPa时就可以达到300℃[5]，气相热媒不在本文讨论范围内。
导热油供热系统中的最高温度可以达到320℃，使用温度可以达到300℃。甚至一些供应商可以为客户提供更高使用温度的导热油。个别厂家的个别产品使用温度可以达到360℃.通常情况下，在聚酯纤维生产工艺中，以276℃作为工艺控制温度，在熔体管道和过滤器中温度要求控制在276±1℃。在热风牵伸机中温度一般都不是太高，热风工艺温度控制在140±3℃，用热风换热器就可以实现。在化纤行业中应用导热油供热系统在一定程度上能够有效满足各种生产工艺要求[1]。
2.2加热均匀缓和、安全可靠
当导热油中的温度上升到320℃时就会产生汽化的现象。因此，在应用导热油的过程中，可以在非常低压力下来通过液相来输送热能，应用压力也会小于同一种温度下的饱和中的蒸汽压力[2]。
加热管道和加热设备可以在低压力状态下运行。无腐蚀性，无毒，不会因为管道有泄露造成中毒。但是，导热油渗漏到保温层，油蒸汽挥发，结焦，遇到明火高温会造成火灾事故需要特别注意防范，定期巡检各个管道和用热设备。
2.3操作简便
和水相比较，在一定程度上能够有效避免其他繁琐的给排水处理。导热油对用热设备与其他管道无腐蚀，在一定程度上能够节省很多设备与管道中的部分维修费用。
和联苯、联苯醚蒸汽加热比较，渗透性不强，蒸汽无毒不会对人体造成重大伤害。防护等级低，对设备安装和设计工艺要求相对较低，可以降低设备的投资费用。
3.导热油使用的几个性能
导热油工作环境中的温度一般都比较高，在这种外部作用条件下，组成导热油的有机物化学键就会出现断裂，发生断裂之后化学键与油中的其他不同种类物质分子结构会发生化合反应。化合反应生成之后的新物质并不像导热油那样具备良好的导热特性，它的产生在某种程度上会消耗油管中工作的导热油。与此同时，伴随着应用时间越来越长它还会持续不断的粘附在油管内壁中，进而造成油管发生堵塞、爆炸等事故。在高温条件下反应出来的产物中还具有一些气体物质。
导热油安全性能和使用性能评定指标，是导热油选择和使用状态的重要参数，了解导热油的各个评定指标对用户使用和选择有十分重要的指导作用。
3.1安全性能指标
安全性指标包含自燃点、闪点、水分、热氧化安定性。①自燃点-预示导热油在运行中泄漏时在空气中自燃的倾向。国标规定导热油的自燃点不低于最高允许使用温度。②闪点-分闭口和开口闪点，是与产品安全性和挥发性相关的指标。国标规定闭口闪点不低于100℃，使其不属于易燃液体，以保证运输和使用的基本安全性。国标仅规定了L-QB类产品开口闪点不低于180℃，以控制开式系统使用的导热油产品挥发性不能过高，从而保证系统的安全运行。③水分-是关系到系统平稳运行的指标。水分在加热时会汽化，引起急剧膨胀和突沸。国标规定不大于500mg/kg（ppm）。④热氧化安定性-保证在开式系统中使用的导热油的使用安全性指标。氧化安定性是指石油产品在长期储存或长期高温下使用时抵抗热和氧化作用、保持其性质不发生永久变化的能力。
3.2使用性能指标
导热油在使用过程中需要特别关注4个使用性能指标：运动黏度，闪点，残碳，酸值。
运动黏度决定了油品在一定温度下油的流动性。当黏度增大较多时，流速变慢，炉管中油的流体逐渐由湍流变为层流，边界层厚度不断增大，导致边界层温度比油心主流温度高很多，进而加速导热油分解成黏度更大的胶质物，结果形成残炭沉积于管壁，从而影响传热，严重时易造成管壁过热，引发事故。国标规定40℃时运动黏度不大于40mm2/s。
闪点是指在加热条件下，当火焰接近油蒸气与空气组成的混合性气体时，发生短促闪燃的最低温度。导热油在使用过程中，有机热载体会不同程度地发生裂解或聚合，发生裂解或被其他易燃物污染，会使闪点降低；发生聚合会使闪点升高。闪点低对于系统的安全性有重要影响，甚至会在加热器内流动不好的地方出现管内燃烧的情况。最明显的体现是在高位油槽中会偶尔有黑烟排放。严重时会发生爆炸。
残炭是指在超温条件下油品受热分解或聚合而形成沉积物的炭含量。残炭的主要成分是胶质、沥青及多环芳香烃。国标规定不大于0.05%。残碳多，表明油品分解多，降解严重。影响油品的热稳定性，随着在管壁沉降越多，传热效果越差。目前市场上有做在线清洗和水基清洗的。有良好的使用效果。
酸值反映导热油中有机酸的含量值。一般新油的酸值小于0.03mgKOH/g，抗氧化性差的导热油在高温时易被空气氧化成有机酸而使酸值增大。为了避免变质劣化的有机热载体影响锅炉安全运行，防止有机酸对金属的腐蚀，当酸值超过1.5mgKOH/g时，应停止使用。
4.延长导热油寿命的策略
4.1油液流速应适应
导热油在油管中的流动速度在一定程度上会严重影响导热油的整体应用寿命，当导热油流动速度太慢或者处于静止状态时，油管管壁中的温度与其他外层油温都会高出来中间油温，当允许的油温出现加剧时就会造成导热油发生变质进而产生化学反应，同时导热油的整体应用年限也会变短很多，当导热油内部流动速度越来越快时，导热油外层油温与中心油温就会更加接近导热油，油管承压能力通常都是在一定范围之内，导热油流速并不是越快越好。因此，一定要综合其他各方面因素去考虑和分析把油速控制在2.7m/s。油速的主要动力一般来源于油泵，所以油泵的功率在一定程度上能够有效满足流动速度的需要。在使用导热油时一定要重视油泵的维护修理。同时还应该在使用系统上加装油速，流量监测仪表，规范设备的使用。电气仪表自动控制的投入，流量自动调节阀使用可以很大程度上减轻流速造成短时间超温的影响。
4.2油温的控制
当导热油中的温度越来越高时就会造成油变质中的化合反应会更加强烈，因此，加强油温的科学、合理控制非常重要。导热油炉油温控制的过程中需要严格遵循以下几点内容：出油管处中的油温和进油管处中的油温差不应该太大，应该控制在12℃或者27℃。
加热导热油炉的温度不应该上升太快，应该保持在一定的速率。以产品说明书指导温升控制为宜。一般地，老油每小时20度。在自动化控制日趋成熟的电器时代，应当结合电气设计，加热温升做成程序化，模块化，用PLC来控制阶梯性加热。可以先加热到预设定温度保温一段时间，再加热到第二梯度，保温，再加热。由程序控制加热的速度。尤其是用新油的情况下，通过程序设计精准控制，是一个比较有效的手段。
导热油炉停炉之后，导热油也应该保持流动性，等到整个油温下降到规定温度时，再把油泵关闭掉，一般建议不高于120℃。
4.3避免水分对导热油产生的影响
假设导热油中的水分含量在某个限度以下时，通常不会影响到整个品质性能。当水分达到一定量时，就会在油中产生一种负面作用，如果水分太多就会加快酸类对油管机械的整体锈蚀，还可能让高温中的导热油持续不断的翻腾喷出来。在进行新油注入的过程中，一般都是由业务熟练的技术工作人员来进行操作，在完成这个过程之前一定要保证工作系统处于干燥没有水的状态。在以后日常生产过程中由于其他一些原因还会掺入一些水分，在遇到这种情况发生时，最好先暂停导热油系统的运行，等到系统停止以后再抽出导热油，在对导热油进行处理过程中一定要使用系统干燥的处理方式，只有这样才能够查找出来导热油中的存在的破损，进而采取科学、合理的方式来进行维修。
4.4提升导热油品质
在实施和改善导热油应用年限的各项措施之前，一定要保证那些待改善油的高品质，否则其他改善措施都不能够得到很好的应用。因此，只有建立在有关基础上的改善才更加具有意义。通常情况下，那些高品质油中的一部分基础油一般都具有很好的稳定性。另外，油中的添加剂应该具有非常强的还原性与抗垢性，
5.结语
综上所述，在全面分析和了解导热油使用寿命以后，生产者就会从中找出来相关问题，假设导热油在应用过程中出现问题，一定要在短时间内进行解决和处理，同时还应该加强导热油维修和保养管理力度，只有这样才能够更好的延长导热油的使用寿命，进而实现延长导热油寿命时间。
参考文献
[1]徐万昌. 导热油炉供热系统问题的分析及研究[J]. 化工管理, 2017(10):156-156.
[2]汪琦, 张慧芬, 俞红啸,等. 循环流化床导热油炉设计参数的分析与计算[J]. 工业炉, 2018(2):50-54.
[3]汪利文, 杜冬冬, 何九松. 某船导热油锅炉故障应急处理[J]. 航海技术, 2017(2):63-65.
[4]钟启全, 黎慧红. 基于导热油特性的导热油锅炉检验探讨[J]. 山东工业技术, 2017(1):66-66.
[5]俱虎良. 聚酯装置中气相热媒系统的设计与应用[J]. 合成纤维, 2013.36(3):58-59.
论文作者:林茂良
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第10期
论文发表时间:2019/7/18
标签：导热油论文; 温度论文; 系统论文; 闪点论文; 油管论文; 联苯论文; 过程中论文; 《科技尚品》2018年第10期论文;