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导热油炉电加热器的工作原理是什么及如何预防事故的发生?

2021-01-26 14:48:29

导热油炉电加热器的工作原理是什么及如何预防事故的发生?


导热油炉电加热器作为一种新型、安全、可靠、节能、低成本、可提供高温热能的特种工业锅炉,正日益得到广泛应用。然而,由于操作不当或设计不当,电加热导热油炉的日常使用也会发生事故。电加热导热油炉是以电为热源,以导热油为热载体,利用循环油泵强制液相循环,将热能输送到热设备后,返回再加热的直流式特殊工业炉,这样周复一周,实现热的连续传递,提高被加热物体的温度,达到加热的技术要求。


导热油炉电加热器系统由加热器、有机热载体炉、换热器、控制柜、热油泵、膨胀罐等组成。只需连接电源、介质进出管线和部分电气接口即可投入使用。

电导热油炉常见事故的预防与处理。


1、导热油炉品质下降产生的隐患预防

由于生产过程操作管理不善导致导热油质量过早恶化是电加热导热油炉较容易出现的问题之一。有些导热油使用一两年就严重变质。但长期运行劣质导热油,导致受热面管壁积碳增加,导热油流量降低,循环泵阻力增大,传热效率不断降低,导致炉管结焦堵塞,会导致超烧、变形、爆管等严重事故。

热导油炉品质下降的一个原因是由于局部过热引起的热裂解,另一个原因是热导氧化。在导热油炉中,当超过其规定的较高使用温度时,局部过热,导致热分解和缩聚,使残余碳沉淀,导致闪点降低,色泽暗淡,粘度增加,传热效率下降,结焦老化。热传导油与空气中的氧接触发生氧化反应,生成有机酸缩成泥,提高粘度,不仅降低了介质的寿命,还引起了系统的酸性腐蚀。当前国内导热油厂制定的质量标准各不相同,所生产的导热油质量也有很大差别,对于使用中的导热油,《有机热载体炉安全技术监察规程》规定,导热油的移动粘度、闪点、残碳、酸值每年至少要进行一次检查。



2、自动控制系统失效的隐患

目前,国内导热油电加热器工艺的现状是导热油控制系统采用PLC作为控制核心,对一定温度的导热油进行循环泵工作压力输入,导热油通过加热器发热腔逐渐升温,再由出口流出,从而使导热油达到所要求的工艺温度,使设备自动化程度进一步提高。

在控制系统中,导热油通过齿轮泵送入整个系统。当电加热导热油炉公司设定的磁翻转式液位控制器达到规定液位时,齿轮泵自动关闭。此时,循环泵和电加热器开始加热。当出口油温达到设定值时,进入用户系统循环。机油用后再进入设备加热,这是导热油的工作状态。这种自控系统是保证电加热导热油炉安全运行的有效关卡,而通常情况下,由于安全意识薄弱或经济上的原因,这些关卡在实际操作中往往会失效。


3、空气和湿气进入的隐患。

电加热导热油炉在新换料、换油、维修过程中容易进入空气和湿气。当受热时,空气膨胀,水分蒸发,其体积变化远大于热传导油本身的热膨胀。当相对压力为零时,水蒸发的体积膨胀比原来多1600倍左右,温度上升到270℃时,空气膨胀5倍左右。如果这些空气和水分不能及时排出,将导致操作压力的增加,严重威胁系统的安全。因此,导热油中的水分等成分要严格控制。加热启动时,应反复打开排气阀,排出系统中空气、水和导热油的混合蒸汽,并注意控制导热油的加热速度。


4、管道法兰或阀门间的泄漏隐患

导热油加热炉系统中,管道法兰或阀门连接处是比较容易发生泄漏的地方,因为导热油具有易渗入和易燃的特点,特别是对多孔材料制成的隔热层的浸附性更强。如果导热油加热炉泄漏不及时发现,很容易引起火灾。因此,必须定期检查凸缘和阀门的连接部的正常状况,如有损坏,必须立即更换。从导热油炉停机到运行过程,由于温度变化大,法兰之间容易松动,经常发生泄漏,应引起重视。管道系统中的所有密封应选择密封性能好、阻燃性好的柔性和金属缠绕产品,避免使用含橡胶成分的密封。保温材料应为孔隙率小、不易被有机热载体浸渍的材料,以防止有机热载体泄漏后保温层着火。


5、电加热棒结焦炭化的隐患

用电热棒加热导热油时,电热棒表面立即焦炭化,会烧毁电热,废弃导热油。通过传热计算可以分析积碳严重的原因:以220V4kW电加热棒为例,表面积为0.125㎡,自然对流下传热系数k=67-114w/℃㎡,大值k=114w/℃㎡。根据Q=KF△t计算可知,电热棒要传给导热油4kW热量,棒表面与导热油的温差必须大于275℃。在导热油的平均温度为300℃时,油条的表面温度必须达到575℃。在加热炉管内允许使用温度为340℃的导热油的允许膜温(相当于棒材表面温度)不能超过370℃。目前,导热油与575℃棒表面接触,焦炭化严重,导热油寿命短。


防止电加热棒表面严重积碳的方法是增加电加热棒的表面积,将棒表面的热负荷限制在适当的范围内。通过计算将4kW电热棒中并联的两根2kW电阻丝改接成串联,端电压为220V时,电阻丝的总功率为1kW。电热捧表面积仍为0.125m2,传热所需温差为69℃。同理,当平均油温为300℃时,电热棒表面温度369℃即可,向导热油传递1kW的热量。369℃接近导热油允许的膜温度为370℃,可能缓解焦点问题。解决办法是设计制造一种特殊的电加热棒,增加表面积,使握持面的温度低于导热油允许的液膜温度。


由于电加热导热油炉使用的导热油介质具有易泄漏、易燃的特性,如果对介质的特殊性和操作安全性认识不足,在运行中容易发生泄漏和火灾、爆炸等事故,识别常见事故的危险性,采取预防措施。

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