[科普中国]-导热油锅炉

导热油锅炉1是指利用导热油加热的锅炉。导热油，又称有机热载体或热介质油，作为中间传热介质在工业换热过程中的应用已有五十年以上的历史。基于强制循环设计思想而研发的直流锅炉。一般以煤、油、汽为燃料，以导热油为介质，利用热油循环油泵强制介质进行液相循环，将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热，具有在低的压力下获得高的工作温度，并且能对介质运行进行高精密控制工作。

简介系统热利用率高，运行维修方便，封闭循环供热与大气相通，可延长锅炉的使用寿命，液相或气相输送供热 。导热油锅炉采用三回程盘管设计，系统设定了膨胀水油箱，实现了低压高温供热。 采用盘管式结构，受热面充足，膨胀充分吸收 。进口低NOX燃烧机，燃烧充分，属于环保产品 。锅炉可选用先进的触摸屏电脑控制器和数码电脑控器全自动控制。具有温度自动调节、自动点火,并有差压、超温、熄火保护。锅炉制造规范，严格按国家有关标准制造。

应用范围广泛应用于石油、化工、制药、纺织印染、轻工、建材、食品、筑路沥青加温等需要高温的工业领域。

常见类型燃煤

是以煤为燃料，导热油为热载体。一般分为立式手烧、卧式圆筒型、卧式机烧三种燃煤结构形式，主要是根据加煤的劳动强度从而分了这三种形式。

燃油（气）

是以燃油或燃气为燃料，利用燃烧器燃燃料，以导热油为热载体。一般分为立式、卧式二种结构形式，主要是根据设备空间高度这二种形式。

电加热

对于电加热油炉，热量是由浸入导热油的电加热元件产生和传输的，以导热油为介质，利用循环泵，强制导热油进行液相循环，将热量传递给用一个或多种用热设备，经用热设备卸载后，重新通过循环泵，回到加热器，再吸收热量，传递给用热设备，如此周而复始，实现热量的连续传递，使被加热物体温度升高，达到加热的工艺要求。

自动控制燃烧器

当锅炉出口油温度低于设定的出口油温度下限、进出口油压差正常时，自动启动燃烧器一段火、二段火；

当锅炉出口油温度高于设定的出口油温度上限-5℃时，关闭燃烧器二段火，一段火保持状态；

当锅炉出口油温度高于设定的出口油温度上限时，关闭燃烧器一段火、二段火；

注油泵

当高位油槽油位低时，自动启动注油泵；

当高位油槽油位高时，自动关闭注油泵。

循环泵

系统上班，开启循环泵，直到系统下班后关闭；

系统下班时，当出口油温低于100℃且进口与出口油温差小于20℃时，关闭循环泵。

输油泵

当日用油箱油位低时，自动启动输油泵；

当日用油箱油位高时，自动关闭输油泵。

特点产品特点

1 导热油锅炉是基于强制循环的设计思维而开发的直流式特种锅炉。

2 封闭循环供热，与大气相通，可延长锅炉的使用寿命，液相输送热能，热损失小，节能效果显著，环保效果好。

3导热油锅炉采用三回路盘管设计，这种直流式结构，决定了传统锅炉所不具有的安全性。

4 由于采用盘管式结构，因此，受热面充足，使其具有较高的热效率。

5 导热油锅炉，显著的特点是逆流换热，燃烧排烟温度与热导油出口温差在 30 ℃以下。

6导热油锅炉其卓越的结构，主要是在较低的压力下运行，获取 450 ℃ 以下的工作温度，具有低压高温的特点。

功能特点

1、具有低压、高温、安全、高效节能的特点。

2、具有完备的运行控制和安全监测装置，可以精密地控制工作温度。

3、结构合理、配套齐全、安装周期短，运行和维修方便，便于锅炉布置。

4、由于电加热有机热载体炉采用先进的防爆结构，可应用于工厂Ⅱ区防爆，防爆等级可达C级。

其他特点

与传统的传热介质水及水蒸气相比，导热油具有以下特点：

1、在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度。即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；

2、 可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求。即可以降低系统和操作的复杂性；

3、省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量。即可以减少加热系统的初投资和操作费用；

4、在事故原因引起系统泄漏的情况下，导热油与明火相遇时有可能发生燃烧，这是导热油系统与水蒸气系统相比所存在的问题。但在不发生泄漏的条件下，由于导热油系统在低压条件下工作，故其操作安全性要高于水和蒸汽系统。

5、导热油与另一类高温传热介质熔盐相比，在操作温度为400℃以上时，熔盐较导热油在传热介质的价格及使用寿命方面具有绝对的优势，但在其它方面均处于明显劣势，尤其是在系统操作的复杂性方面。

6、先进的工艺流程有机热载体锅炉是一种新型的特种加热锅炉，具有低压高温的工作特点，工作压力在0.1Mpa，甚至常压供热温度，液相340℃或汽相400℃，整体结构具有一定的弹性，考虑到运行中受热后各部件的自由膨胀，采用弯曲盘管式受热面，为了运行的更为安全、高效，还增加了空气预热器，炉膛内燃烧度加强，流速也增加，使得更为高效、环保、节能的服务于各个行业。

安全对策**(1) 保证设备安全**

导热油加热系统应作为压力设备来管理，要确保加热设备完好不漏，否则后果十分严重。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。

(2) 严格安全操作

使用导热油炉时要严格控制温度不超过350℃，以防温升超压，造成危险。为了避免导热油受热面管壁超温，导热油的流动应呈紊流状态，即雷诺数Rc>10000，并具有一定的流速，以减薄其在流过受热面时的边界层厚度。加热操作过程中载热体的循环泵不允许停止。在热负荷降低或暂时停用时应打开旁路回流调节阀，调节系统流量，使管内的导热油具有足够的流量和流速。

加热炉在启动时要对受热面管和系统管道空管预热。开始点火升温时，因导热油温度低，粘度大，流速低，膜层厚，必须严格控制升温速度，一般应在40～50℃/h以下，以避免局部受热超温。当出现循环导热油温度高但用热设备温度上不去的情况时，不能盲目提高导热油出口温度，而应从用热设备方面查找原因，如积垢、堵塞等。使用导热油加热，开车初期应注意温度与压力的关系。如压力偏高，温度偏低，表示有水，应及时排气；如果压力偏低，温度偏高，表示导热油油量不足，应补加导热油。系统停止运行时，导热油的循环泵要继续运转一段时间，待载热体冷却后，将系统内导热油全部放回储槽，尤其是受热面内不能有遗留。

(3) 保证导热油进水

导热油内严禁混入水或其他低沸点杂质和易燃易爆物质。开车时应先排净系统内的水分，然后打开进气阀和回止阀，按规定升温排除载热体中的水分；新换或添加的导热油必须经预热脱水处理方可加入；排除水分时一般应先开放空阀，再用小火以5℃/h的升温速度将导热油温度升到150℃，使水分蒸发逸出。然后关小放空阀，以10℃/h的升温速度将其升温至250℃。升温过程中，如闻有水击声或看到压力偏高，应立即开大放空阀，驱逐水蒸气，然后关闭放空阀开车。停炉时，应放出被加热物料后关闭导热油炉蒸气阀，避免物料漏入系统。

(4) 清除结焦、结垢

生产实践中结焦厚度在2mm以下是安全的，炉管内结焦层在0~1.5mm之间，此时焦层的继续积存量同被载热体冲刷的溶化量大致平衡。可用超声波测厚仪测定炉管内的焦层厚度。

在循环泵人口处应装过滤器，滤去因化学变化而产生的呈悬浮状态的聚合物以及局部过热析出的碳粒。过滤器应便于拆卸、更换，以便定期清理存渣及杂质，保证过滤效果。

(5) 加强安全管理

要重视导热油加热设备运行的技术规范以及管理规定的制定和执行情况，严格遵守相关法律法规和安全操作规程。导热油加热操作应有完善的应急处置方案，尤其要防止出现溢料、喷料、漏料、超负荷带病运转，一旦发生泄漏点，要立即堵漏，并更换保温棉。

(6) 设置安全装置

设置温度、压力、流量、液位自动调节系统、报警系统和安全泄放装置，要保证仪器、仪表灵敏好用。加热操作中，如发生压力突升情况，应立即打开放空阀泄压，并关闭通向加热设备的载热体管道阀门。

操作规程启动前的检查1、加热炉及其周围是否清洁无杂物，检查炉体、燃烧器、控制器、看火孔、烟（囱）道等是否正常；

2、倒通工艺设备及流程，检查膨胀槽油位是否在1/4－1/2 液位以上位置，温度计、压力表等是否正常；

3、接通加热炉控制柜电源，检查电压是否正常，检查指示灯及各显示仪表是否正常；

4、调整好燃气主减压阀、次减压阀，使压力控制为0.005 MPa。

启动1、启动导热油循环泵（运一备一，参照水泵操作规程执行），启泵后正常循环0.5小时左右使压力平稳；

2、按燃烧器启动按钮，观察炉膛火焰是否正常燃烧，若不点火，应在排除故障后，再次启动燃烧器。

停炉操作1、正常停炉①逐步降低温度，关闭燃烧器，停止燃烧；②待热油温度降至70℃以下，停止热油循环泵的运行（参照水泵操作规程执行）；③关闭总电源，做好交接班记录。

2.、紧急停炉如果因紧急情况紧急停炉时，应迅速关闭燃烧器，同时沿燃烧器铰轴将燃烧器移开，让炉膛与烟囱之间形成自然通风状态，将炉膛内的蓄热散发，以便导热油自然冷却，防止过热。

注意事项巡回检查时应注意检查导热油炉周围是否发生泄漏，附近应有配置足够的油类及电器类的消防器材，不准用水作为灭火剂。

故障处理1、出口油温超温

当出口油温超过设定的出口油温度上限值20℃或超过350℃时，电脑闪烁显示超温温度，强制关闭受控设备。

2、烟道温度超温

当烟道温度超过设定极限温度300℃时，烟道超温指示，关闭受控设备。

3、低压差

当锅炉进口与出口油压低于设定的压差值时，电脑故障指示，强制关闭受控设备。

4、超压

当锅炉油压高于设定的高压点时，电脑故障指示，强制关闭受控设备。

5、电源提示

当系统电网电压超出正常运行范围（180V—260V），屏幕故障提示，不联锁设备

清洗技术如果你的导热油炉使用时间过长或选用的导热油不好或使用不当而产生的结焦、积碳堵塞了管线和加热面，降低了传热效率，增大了能耗，最后便难以满足生产的需要。

导热油锅炉油碳垢清洗技术

一、导热油锅炉正在快速普及使用

导热油锅炉(热媒炉)是以有机热媒油作为传热介子的锅炉，它能在较低的运行压力下获得较高的工作温度，因安全高效正在石油、化工、印染、食品、化纤、塑胶、涂料、建材等工业企业中快速普及及使用。

二、导热油锅炉使用中存在的问题

问题1：导热油受热缩聚易使锅炉传热面积碳结焦

导热油高温受热后易发生热裂解和聚合化学反应，使油质劣化。如导热油胶质化便稠、残炭和酸值超标、焦晶析出沉积等，导致锅炉传热面积结焦质油碳垢。

问题2：传热面积焦结垢使能耗增大，引发火灾事故

导热油锅炉传热管壁聚集油焦碳垢后，不仅使传热效率大幅下降，燃料成本增加，还会影响下游生产工艺温度。严重时造成传热壁局部过热，管壁裂纹、腐蚀和爆管，使导热油泄漏引发火灾和人员伤亡等重大安全事故。

导热油阻焦防垢技术

一、油质劣化加速锅炉积碳结焦

导热油锅炉使用过程中，导热油化学成分因受热很容易发生高温氧化、裂化分解和热聚缩合等化学反应，使油质胶质化。缩聚反应生成的焦碳微粒使导热油残炭值大幅升高，在传热面上形成焦质油碳垢。

二、油碳垢危害锅炉安全运行

导热油积焦形成的油碳垢不仅大幅降低导热油锅炉的传热效率，使能耗成本大幅增加，而且能引发导热油锅炉金属高温腐蚀和垢下腐蚀损伤，使炉管金属产生损伤裂纹或腐蚀孔，严重时可烧毁炉管，导热油泄漏引发火灾和人身伤亡等重大事故。

火灾预防一、爆管火灾

1.油质不佳，油中残炭指标超标。导热油在储存、运输或运行维护中不慎而使水分、杂质或其他油污等混入油中，当导热油工作升温到1000C时，会引起喷油并着火，或者水分受热汽化产生高压，引起设备的超压爆炸。另外油中残炭指标超标，导热油在加热运行过程中会发生一些化学变化而生成少量高聚合物，同时也会因局部过热生成焦炭，这些高聚合物和残炭不溶于油而悬浮在油中，运行中这些物质会沉积在锅筒底部而过热鼓包，沉积在管壁而过热爆管。因此，定期对导热油取样分析，及时掌握油的品质变化情况，分析变化原因，定期补充新导热油量，使其残炭量基本得到稳定，加入锅炉中的导热油必须预先脱水，发现问题，应及时采取相应措施。

2.出口温度超温，流速过低。有时因油温度高而用热机温度却上不去，不能满足生产需要。有的单位采取提高出口温度的办法保证供热量，结果使出口温度接近甚至超过热载体的最高允许使用温度，从而加重了结焦、结垢程度，使用热机的散热器传热效率更低，形成了恶性循环，直到炉管爆破。另外，过低流速会造成受热面中的大部或局部管内壁温度高于允许油膜温度，而缩短导热油的正常使用寿命，导致过热引起鼓包、爆管。因此，锅炉的最高出口油温度应比热载体的工作温度低约30℃，以防止油在使用过程中过热分解变质。在运行中，辐射受热面管子内的导热油流速不低于2m/s，对流受热管子内不低于1.5m/s，防止产生残炭、堵塞管径、造成管壁过热等事故。

二、泄漏火灾

由于焊接质量问题，热媒输送主管焊缝部分脱落或超温情况下大量汽化，引起管道振动甚至损坏而致使大量导热油外漏，而导热油渗透性较强，特别是法兰垫片处较为严重 ，泄漏后遇火源引起火灾常有发生。因此，安装时，要选有资质的安装公司安装，管道连接以焊接为好，适当辅以法兰连接，不得采用螺丝连接，法兰连接时应采用耐油、耐压、耐高温的高强石墨制品作密封垫片。所有与热载体接触的附件不得采用有色金属和铸铁制造。钢管应采用20号钢无缝管、紧固件尤其主回路上的连接螺栓采用35号钢鼓较为妥当。锅炉点火前，应由锅监所与安装公司对所有管道、阀门等进行一次耐压试验，直到不渗漏为止，导热油在系统管路中循环不应少于60分钟，确认一切正常之后，方可点火 。

三、停电火灾

导热油锅炉在正常使用时，单位偶尔发生突然停电，此时循环油泵停止工作，炉膛内燃煤继续在燃烧，使锅炉油温度继续升高，如果油温上升太快降不下来，就会在短时间内油温局部超高而结焦，致使超温过热爆管引起火灾。因此，遇上停电等故障，应打开所有炉门，立即消除炉内剩余的燃煤，让大量冷风窜进炉膛内，迅速降低炉温，消除热源;同步打开锅炉放油阀门，将高温油缓缓放入储油槽，并让膨胀油槽中的冷油慢慢流入锅炉，及时带走热量。有条件的单位可设置双路电源，如设置小型汽油发电机，其电路与循环油泵电路互为切换，从而防止停电后短时间内油温超高而造成结焦，以致酿成事故。

此外，司炉工必须经技监部门培训合格，统发“司炉工操作证”，只有持证司炉工才准独立操作，以保证出现异常情况能及时排除。还要保持循环油泵、储油槽的清洁，随时清除表面上积聚的油垢和灰尘，严防其被外部飞火引燃成灾。

注意事项1.使用斯大导热油作为热载体的油、气的热载体锅炉，系统应配备膨胀槽、储油罐、安全组件、测量仪表和控制装置。

2.导热油投入使用时，在开始运行阶段，先启动循环油泵，运行半小时后，再点火升温。初次使用时应缓慢升温，每小时升温约20 ℃，当升温至180~200℃时，再保温一段时间，方可投入正常使用。

3.在使用中应认真检查，严防水、酸、碱及低沸点物漏入使用系统。系统应装过滤装置，防止各种杂物进入，保证油品纯度。

4.经使用半年后，应进行一次油品分析，长期使用后，若发现传热效果差，或其它异常情况，应对油品进行分析，根据分析结果决定添加或更换。判断标准量 ：碱碳不大于1.0%，酸值不大于0.5mgK(OH)/g,燃点变化不小于20%，粘度变化不大于10%，其中一项超标应更换新油。

5.为确保导热油的正常使用寿命和导热效果，严禁超温使用。

6 导热油炉加热系统的设计和安装应严格执行国家有关部门制定的热油炉设计规程，以保证系统的安全运行。

设备风险程度分析

1、一般变乱，职员轻伤，轻微经济损失。

2、较大变乱，职员轻、重伤、死亡，较大经济损失。

3、重大、特别重大变乱，职员群死群伤，特别重大经济损失。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学