卢炳湛
广东省特种设备检测研究院顺德检测院 广东顺德528300
摘 要：有机热载体炉以低压、高温、节能、无需水处理设备等特点被越来越多地应用于生产领域，但由于有机热载体炉在使用管理上的不规范，需采取一定的措施加强管理，以保证有机热载体炉的安全运行。基于此，为了得到有机热载体炉介质管理的重要性和介质研究现状，最终得出了有机热载体管理对保障锅炉安全与经济运行至关重要的结论，并确定了控制有机热载体残炭和酸值是当前保障有机热载体品质的重点。
关键词：有机热载体炉；数据分析；管理；安全；节能
一、有机热载体管理的重要性
1.1影响锅炉安全运行
有机热载体炉介质不达标，不但影响锅炉安全、损害机械设备，造成经济损失；还会威胁生命安全。
（1）降低金属强度
积碳的导热系数小，是有机热载体的十分之一，钢和铸铁的三百分之一。因此，残碳的存在会使金属表面超温，若设备长期处于超温状态下，则会导致金属金相组织球化，晶界明显析出碳化物，从而降
低材料的强度与刚度，并在锅炉内压的共同作用下造成筒体或管侧出现鼓包、变形甚至爆裂。
（2）影响锅炉介质循环
有机热载体炉中炉管结焦，除了阻碍传热，还会减小介质的流通截面，导致有机热载体流量的降低，加大循环泵阻力，进一步导致炉管积碳、结焦甚至堵塞。另一方面，有机热载体粘度增加还会改变流体的流动方式，加速积碳形成，降低流速。因此，结焦与粘度增加都会破坏锅炉介质的正常循环，影响锅炉安全运行。
（3）腐蚀锅炉本体
未使用有机热载体的酸值很低（几乎为零），但在用有机热载体因发生氧化、分解、聚合、重排等反应，以及对有机热载体的投用、更换不规范使其产生大量酸性物质。这些酸性物质对锅炉本体有一定的腐蚀作用，减薄锅炉金属厚度，降低锅炉使用寿命。
1.2影响锅炉热效率
（1）浪费燃料
当锅炉存在积碳时，会明显降低设备的传热效率。假定积碳的导热系数为0．048 W/(m·K)，钢管的导热系数为16．27 W/(m·K)，则1 mm厚的积碳热阻相当于340 mm厚的钢管热阻。当有机热载体炉炉管壁沉积10 mm厚的积碳时，炉管内外壁温差将达到573 K以上，也就是说当炉管内壁有机热载体温度为303 K时，炉管外壁温度将达到873 K以上。但为保证锅炉出力，就必须提高火侧温度，从而增大了热损失，造成了燃料的浪费。
（2）降低出力
当锅炉存在积碳时，受热面的热量不能很快的传递给有机热载体；另外，积碳的存在减少了介质的流通横截面积，降低介质流速，从而导致锅炉出力降低。
（3）影响锅炉运行成本
燃料消耗增加与出力减少的最终结果就是运行成本的增加。除此之外，当有机热载体炉中积碳严重或品质恶化严重时，需要对锅炉进行清洗并更换有机热载体，在维护和检修过程中将耗费大量的人力、物力和财力。
二、检验报告统计分析
2.1总体情况
对有机热载体炉内部、外部检验报告的统计分析可知，9大类外检缺陷中，介质类缺陷率（缺陷报告数/适用报告数）非常高（见图1)；有机热载体内检报告中锅炉本体各大类缺陷中积碳缺陷的设备占设备总量的3．2%（见图2)。
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（1）外观
外观指标不仅能反映有机热载体的精制深度，还能反映在用有机热载体是否变质、有无外来物质或水进入系统等。有机热载体报告采用分层、沉淀、乳化为指标判别有机热载体的外观。在锅炉运行过程中，若不加装取样装置、不定期取样观察油品以及取样位置不正确，都会影响实时观察外观指标，危险性极大。
（2）闪点
闪点是在指定加热条件下，有机热载体与空气混合后在接近火焰时，发生短暂闪燃的最低温度值。闪点的大小反映有机热载体的蒸发性与安全性，当闪点较低时，有机热载体蒸发率大，馏分轻，损耗大，
安全性低。除此之外，闪点过大或者过小都将对有机热载体品质不利。
当闪点过低时，泄露易着火，所以在管理工作中要增大检查频率，及时消除阀门、循环泵、压力表、温度表等处的跑、冒、滴、漏现象。
（3）运动粘度
运动粘度是表征有机热载体稠度和流动性的指标。若粘度增大，流速变慢，炉管中介质流动方式会由湍流逐渐变为层流，从而导致边界层增厚、超温，进而加速有机热载体分解成粘度更大的胶质物，最
后在管壁形成积碳，严重时造成管壁过热，影响锅炉安全。另外，粘度过小会降低闪点与稳定性，同样影响锅炉安全。
由运动粘度实测统计结果可以看出（如图3和表2)，“安全警告”报告数为7份，不合格率较高为2．3%，粘度的实测最大值为125．7超出界限值较多。可见，运动粘度的不合格率比闪点、外观水分高，所以必须严格控制有机热载体的运动粘度。
（4）残碳
残碳是指有机热载体经蒸发和热解后形成的碳质残余物。残碳的主要由胶质、沥青及多环芳香烃构成，反映了有机热载体精致程度、结焦积碳的倾向性与老化程度。残碳值越大，有机热载体的热稳定性和抗氧化性也就越差，从而受热面上越易积焦，锅炉运行的安全性和经济性也就越差。因此，在有机热载体使用过程中，应该重点关注其外观、压力和能耗等参数，定期对其进行检测，从而预防残碳超标。具体的管理措施主要包括降低锅炉启停频率、定期进行管路清洗、加装和定期检修流量控制装置。
由残碳实测统计结果可以看出（如图3和表2)，“安全警告”报告数为15份，“停止使用”报告数达到8份，不合格率为5．9%，实测最大值较大为7．2。可见，残碳的不合格率非常高，若想保证有机热载体炉运行的安全性与经济性，残碳指标需要重点控制。
（5）酸值
酸值，又称为总酸值，它表示有机热载体中有机酸和无机酸的总含量。酸值反映了有机热载体的腐蚀性，当有机热载体温度大于 373 K 时，酸对金属存在腐蚀，并随着温度及酸值的增加而增强。天津市
90%的有机热载体炉均采用开式系统，介质长时间与空气接触，发生氧化，酸值较高。因此，为避免酸值超标，应尽可能将膨胀槽和地位槽改为氮封或冷油封闭式。
由酸值的实测统计结果可以看出（如图3和表2)，“安全警告”报告数为284份，“停止使用”报告数为1份，不合格率非常高为72．5%。可见，酸值是有机热载体品质最易恶化的指标，所以为提高有机热载体报告的合格率，酸值的控制工作是重中之重。
三、结束语
由上述分析可得出以下结论：
(1）加强在用有机热载体的管理对锅炉的安全与经济运行非常重要。
(2）介质问题是有机热载体炉日常监管中重要的问题之一，应定期对在用有机热载体进行检验。
(3）在用有机热载体的残碳指标必须严格监管。
(4）加强有机热载体酸值的控制是提高在用有机热载体报告合格率的关键。
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