遵循这些策略可以节省数百万至数千万元的意外生产损失和突发维修费用。
常规系统检查是导热油运行管理计划的重要组成部分。检查压力、温度或运行性能的异常情况,及时报告并迅速解决任何泄漏问题。
热传导液,也称为导热油或热媒油,是用于在低压或者常压系统压力下产生较高工作温度的工艺液体。它们适用于多种制造工艺,需要高温工艺的快捷加热生产。
导热油系统是关键的生产资产,须妥善维护,以避免计划外停车。然而,由于良性的系统通常长时间无故障运行,因此很容易被忽视,直到突然发生故障。系统保持可靠性和稳定性运行在很大程度上是取决于实施导热油运行管理计划,和保护导热油免受超预期变质途径的影响。
以下是管理导热油系统的三个关键策略,以较大限度地优化导热油性能。
策略 1:确保导热油性能超过应用要求
这是确保导热油长期稳定使用的重要考虑因素之一。有数百种导热油可供选择,但导热油应从信誉良好的导热油厂商处采购。成熟的导热油厂商使用实际性能数据和科学热应力分析的组合来确定真的运行限度。应提供导热油整个工作范围内的热性能,以符合系统规格。
导热油的成分组成也很重要。因为相较略差的成分会对形成沉积物和结焦倾向产生催化的影响。
对于高于300℃的工作温度,应考虑高温合成芳烃化学品。这些芳香族苯衍生物的结构热稳定性相对较好。芳烃导热油更专业,与矿物油相比通常具有更大的操作灵活性和温度能力。
导热油选择提示包括:
将系统较高的工艺温度和导热较高使用温度之间的温度范围至少大于20℃;指定此缓冲温度有助于确保导热油能够在合理的使用寿命内提供连续服务,并且此范围范围越大越有利于导热油的长期稳定运行。
考虑与导热油直接接触的所有管道、垫圈、密封件、o形圈等的兼容性。
选择高纯度、效率高和高热稳定性的导热油。
除上述要点外,还要注意导热油的相关健康和处理危害处置的方案。
严重的导热油裂解会导致污泥和焦油沉积。在很恶劣的运行环境下可以达到如此高的粘度,以至于它不再可泵送。
策略 2:加强危害导热油持续性能因素的管理
危害导热油持续性能的三个常见因素是热裂解、氧化和污染。
当导热油分子吸收的热能超过它们能有效释放的热能时,就会发生热裂解。过大的热应力会导致"开裂"或"破坏"分子键。这将导致导热油的不可逆损坏以及随后的物理性质变化。
热裂解速率是导热油稳定性和运行条件的函数。当导热油分子分解时,它们形成较低沸点的低沸物,这些低沸物可以重新组合形成较高沸点的聚合物。高沸点积蓄过多会降低热效率并降低导热油的闪点。它们还可能导致意外的喷溢。
随着高沸物在系统中积聚,导热油粘度会加大,这会影响泵送性和热效率。最终,超过溶解度,高沸点会以污泥和焦油的形式沉淀出来,从而附着热交换器表面或堵塞管路。在严重的情况下,热裂解会导致严重结焦和加热器管的堵塞故障。
热裂解率可以通过以下方式降至较低:
根据温度要求选择合适的导热油。
永远不要超过制造商建议的较高温度。
确保导热油通过加热器的充分流速。
此外,应根据生产厂商建议遵循例行维护计划。
当导热油与膨胀罐中的大气氧反应时,会发生氧化裂解。导热油氧化会对其本身质量和性能产生重大影响。氧化产生有机酸,如果不加以纠正,随着时间的推移会裂解成碳化物和污泥。随着氧化的进行,导热油的总酸值会增加。
氧化会导致导热油粘度显著增加,污泥沉淀,并终导致热交换器表面结焦积碳和堵塞的管路。在大多数系统中,可以通过用惰性气体(如氮气)覆盖膨胀罐来消除氧化。如果不能选择覆盖,则应考虑冷封罐或热缓冲罐。尽管很容易管理,但氧化占所有导热油过早劣变病例的90%以上。
污染通常是由工艺泄漏或操作错误引起的。(常见错误包括向系统添加错误的液体、共用工艺设备或没有好的清洁工序。污染的影响取决于污染物。水往往会迅速显现出来,导致泵气蚀、高位槽突沸或压力表爆震。在其他情况下,污染物可能会迅速降解,导致酸度增加,产生低/高沸物,产生碳化物和管道表面结垢。污染会产生许多副作用,例如减少传热、设备故障和降低操作安全性。
为了管理可能导致导热油劣变的因素,常规系统检查非常主要。每周对系统进行一次检查,并记录任何泄漏、排气、异常响声或异常的压力/温度读数。小问题可以迅速转化为大问题,因此请快速解决任何异常情况。
系统的正确启动和关闭对于导热油长期性能至关重要。系统启动时,加热器应保持在低火下,启动循环泵直到达到湍流以防止导热油过烧。停机时,主循环泵应保持运行,直到加热器出口温度达到 70°C) 或更低。
策略 3:实施导热油维护计划
导热油的状态监测对于持续性能至关重要。导热油质量变化中看不见的变化也会影响系统平稳运行,有可能导致计划外停车。常规分析可向终端用户发出有关导热油状况的预警,并有助于在设备故障发生灾情之前检测设备隐性故障。
那么,什么时候适合分析导热油呢?
新调试的系统应在导热油运行的一年内进行采样分析。这有助于检测可能发生的重大设备问题。停车的系统再启动应在启动后的一个月内进行采样,以建立导热油各项指标的新基准。之后,强烈建议每年至少对系统进行一次采样,作为维护计划的一部分。每当性能发生异常变化时,都应采集样本。用于监测导热油的关键测试。它们包括:
运动粘度
酸值
馏程
水份
运动粘度---粘度通常由GB/T265在40°C下测量,是导热油"油膜厚度"或内部流动阻力的量度。粘度的增加通常是导热油氧化或污染导致。导热油粘度的降低通常是热分解产物的结果。与新的流体值相比,粘度变化超过10%,表明裂解。
酸值---通常由GB/T7304或GB/T4945测量,酸值决定了导热油所经历的氧化程度,也可能与污染有关。当导热油达到0.2毫克KOH / g的酸浓度时可以在系统中产生碳,而接近较高限值的浓度1.5毫克KOH / g 则需要完全更换。
馏程---通常由SH/T0558或GB/T6536测量,该分析使用气相色谱法通过沸点分离液体样品中的所有组分。相对于新的导热油基线,低沸物或高沸物的增加表明对导热油的损坏程度。低沸物通常由导热油过热引起,而高沸物可能表明过热,氧化或污染。馏程值因导热油化学组份而异,但应调查超过新导热油馏程值5%的变化。
水份---该方法通常通过GB/T11133或SH/T0246 ASTM D6304进行测量,可快速测定导热油中的水分含量。新导热油的水分含量通常小于300 ppm。水污染可能对导热油性能造成毁灭性打击,并且脱水可能是一个漫长的过程。应采取一切措施消除进水点。
总之,保持导热油的性能是严格执行管理原则的结果。根据操作要求选择合适的导热油,较大限度地减少或消除对导热油产生劣变的一起因素,对导热油进行常规状态监测,并对设备进行预防性维护。当这些制度完成时,这些策略可以较大限度地提高传热系统的性能,并显着提高生产平稳运行的可靠性。遵循这些策略可以避免由于突发事故的维护活动和给生产带去巨大的损失。