[科普中国]-有机热载体锅炉

有机热载体锅炉1，也称导热油锅炉，是指载热工质为高温导热油（也称热媒体、热载体）的新型热能转换设备，具有低压高温工作特性。

简介有机热载体锅炉是指载热工质为高温导热油（也称热煤体、热载体）的新型热能转换设备，所以有机热载体锅炉也称导热油锅炉，通常用“MW”（兆瓦）表示炉的容量，旧单位也用“万千瓦/时”或“万大卡/时”，即“104kcal/h”表示。有机热载体炉（也称导热油炉）的优势在于“高温低压“、运行平稳而被广泛运用。有机热载体炉有液相、气相之分，有机热载体炉多为液相（气相炉国内很少用）。

有机热载体锅炉是一种以热传导液为加热介质的新型特种锅炉。具有低压高温工作特性。随着工业生产的发展和科学技术的进步，有机热载体炉得到了不断的发展和应用。有机热载体炉的工作压力虽然比较低，但炉内热传导液温度高，且大多具有易燃易爆的特性，一旦在运行中发生泄漏，将会引起火灾、爆炸等事故，甚至造成人员伤亡和财产损失。因此，对有机热载体炉的安全运行和管理，必须高度重视。

原理有机热载体锅炉是以煤、重油、轻油、可燃气体及其它可燃材料为燃料，导热油为热载体，利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用热设备后，继而返回重新加热的直流式特种工业炉，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。

导热油炉其原理是该炉是闭路循环，出油温度和回油温度只差20-30度，也就是说只加热20-30度的温差就能达到使用温度。而蒸汽锅炉加入的是冷水，把冷水加热变成蒸汽去加热用热设备，蒸汽变为60-70度的冷凝水排出。所以起到节能降耗的作用。

分类有机热载体锅炉按照燃料可以分为电有机热载体锅炉、燃煤有机热载体锅炉、燃油有机热载体锅炉、燃气有机热载体锅炉等1。

用途有机热载体锅炉是一种新型、安全、高效节能，低压（常压下或较低压力）并能提供高温热能的特种工业炉，以导热油为热载体，通过热油泵使热载体循环，将热量传递给用热设备。

特点电电有机热载体锅炉是一种新型、安全、高效节能，电加热导热油系统由防爆电加热器、有机热载体炉、换热器（如有）、现场防爆操作箱、热油泵、膨胀槽等组合成一个撬块，用户只仅需接入电源、介质的进出口管道及一些电气接口即可使用。

燃煤1、受热面采用密排圆盘管，受热面布置充足，降低管子表面热负荷，热效率高，使用更安全。 2、燃料在燃烧室内绝热燃烧，着火更容易，燃烧更充分，提高了锅炉的热效率。3、介质流程合理，导热油有低进口到高出口，运行中产生的气体很难在炉内保留。4、炉顶布置密排盘管，更好的保护炉顶，避免炉顶烧坏的现象。5、安装方便，不用地基，只按上部本体和下部炉排合拢即可，安装周期短1。

燃油气燃油（气）有机热载体炉为组装式强制循环立式燃油（气）锅炉。本系列锅炉本体受热面结构紧凑，受热面由内、外密排的圆盘构成，内盘管为辐射受热面，外盘管与内盘管的外表面构成对流受热面。锅炉由上部本体和下部燃烧室组成，工地现场组合。燃烧在燃烧室内充分燃烧后，被辐射受热面吸收大部分热量后，高温烟气进入对流受热面进行换热，出锅炉后在空气预热器中加热锅炉燃烧所需的空气，再经除尘器由引风机将烟气送至烟囱排入大气。

使用注意事项有机热载体锅炉的主要危险是火灾。导热油一旦从有机热载体锅炉供热系统泄漏，有机热载体锅炉也会因导热油带水等原因，而发生爆炸事故。防范有机热载体锅炉事故必须从设备和介质两方面同时着手1。

1.所用有机热载体锅炉应是国家定点厂家的合格产品。

2.有机热载体锅炉供热系统的安装应由制造厂家或定点安装单位完成，质量合格且符合规程规定。

3.有机热载体锅炉在启动中应充分排放空气、水蒸汽和轻组分。

4.燃煤导热油锅炉及供热系统的安全装置应齐全完好，超温、超压保护装置应灵敏可靠。

技术要求第一条 有机热载体锅炉的强度应按照《水管锅炉受压元件强度计算》标准、《锅壳式锅炉受压元件强度计算》标准进行计算，其设计计算压力应为工作压力加0．3MPa，且不低于0．59MPa。第二条 受压元件焊接与探伤应符合下列要求：

1．管子与锅筒、集箱、管道应采用焊接连接。

2．锅筒筒体的纵缝、环缝和封头拼接缝必须采用埋弧自动焊，当受工装限制时锅筒最后一道环缝的内侧允许采用手工电弧焊。

3．有机热载体锅炉的受热面管的对接焊缝应采用气体保护焊。

4．锅筒的纵焊缝、封头的拼接缝应进行100%的射线探伤或100%超声波探伤加至少25%的射线探伤；受热面管的对接焊缝应进行射线探伤抽查，其数量为：辐射段不低于接头数的10%，对流段不低于5%。抽查不合格时，应以双倍数量进行复查。

5．批量生产的气相炉的锅筒每10台做一块（不足10台也做一块）纵缝焊接检查试板；液相炉的锅筒及管子、管道对接接头可免做焊接检查试板。

有机热载体锅炉的焊接工艺评定应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定执行。

第三条 受压元件必须采用法兰连接时，应采用公称压力（PN）不小于1．6MPa的榫槽式法兰或平焊钢法兰，其垫片应采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。

第四条 有机热载体锅炉的受压元件以及管道附件不得采用铸铁或有色金属制造。

第五条 为了防止液相炉中有机热载体过热分解与积碳，必须保证受热面管中有机热载体的流速，辐射受热面不低于2m/s，对流受热面不低于1．5m/s。对于卧式外燃液相炉的锅筒，应采取可靠措施，以防止锅筒过热和有机热载体过早老化。

第六条 带锅筒气相炉宜采用水管式锅炉结构，其下降管截面之和与上升管截面之和的比值、引出的管截面之和与上升管截面之和的比值均不应低于40%，否则应进行流体动力计算。

第七条 有机热载体的供货单位应提供有机热载体可靠的物理数据和化学性能资料，如最高使用温度、粘度、闪点、残碳、酸值等。第八条 有机热载体锅炉设计和运行时，有机热载体炉出口处有机热载体的温度不得超过有机热载体最高使用温度。

第九条 有机热载体锅炉及回流管线结构应保证有机热载体自由流动以及有利于有机热载体从锅炉中排出。

第十条 在锅筒和管网最低处应装设排污装置，排污管应接到安全地点。

第十一条 整装出厂的有机热载体锅炉，在制造厂应按1．5倍工作压力进行水压试验。对于气相炉还应按工作压力或系统循环压力进行气密性试验，以检查有机热载锅炉非焊接部位如法兰连接处、入孔、手孔、检查孔等部位密封情况。

水压试验后应将水分排净，气密试验以氮气为宜。

计算方法1.特殊的情况需进行计算：

A、求加热器功率或冷冻功率 KW=W×△t×C×S/860×T

W=模具重量或冷却水 KG

△t=所需温度和起始温度之间的温差。

C= 比热 油（0.5），钢（0.11），水（1），塑料（0.45~0.55）

T=加温至所需温度的时间（小时）

B、求泵的大小

需了解客户所需泵浦流量和压力（扬程）

P（压力Kg/cm2）=0.1×H（扬程M）×α（传热媒体比重，水=1，油=0.7-0.9）

L（媒体所需流量L/min）=Q（模具所需热量Kcal/H）/C(媒体比热水=1 油=0.45)×△t（循环媒体进出模具的温差）×α×60

2.冷冻机容量选择

A、Q（冷冻量Kcal/H）=Q1+Q2

Q1（原料带入模具的热量Kcal/H）=W（每小时射入模具中原料的重量KG）×C×（T1-T2）×S（安全系数1.5~2） T1 原料在料管中的温度；T2 成品取出模具时的温度

Q2 热浇道所产生的热量Kcal/H

B、速算法（有热浇道不适用）

1RT=7~8 OZ 1OZ=28.3g（含安全系数）

1RT=3024Kcal/H=12000BTU/H=3.751KW

1KW=860 Kcal/H 1 Kcal=3.97BTU

3、冷却水塔选用=A+B

A、射出成型机用

冷却水塔RT=射出机马力（HP）×0.75KW×860Kcal×0.4÷3024

B、冷冻机用

冷却水塔RT=冷冻机冷吨（HP）×1.25

防范事故燃气导热油炉的主要危险是火灾。导热油一旦从燃气导热油炉供热系统泄漏，由于自身温度很高，又接触火焰或接近火焰，就会被点燃或自燃，造成火灾。另外，燃气导热油炉也会因导热油带水等原因，而发生爆炸事故。 防范燃气导热油炉事故必须从设备和介质两方面同时着手，一是使设备具有足够的强度和严密性，不破不漏；二是使导热油在受热中不过热，不变质，正常流动与换热。主要有：

1.所用燃气导热油炉应是国家定点厂家的合格产品。

2.燃气导热油炉供热系统的安装应由制造厂家或定点安装单位完成，质量合格且符合规程规定。

3.燃气导热油炉供热系统的安装应由制造厂家或定点安装单位完成，质量合格且符合规程规定。

4.导热油的供货单位应提供导热油的理化性能数据且应符合国家标准要求。导热油在使用中应每年化验一次，发现问题及时更换或再生。

5.燃气导热油炉在启动中应充分排放空气、水蒸汽和轻组分。在运行中应维持导热油足够高的流速，防止断电停泵，以免导热油过热结焦或积碳。过滤器应定期清理。

6.燃气导热油炉及供热系统的安全装置应齐全完好，超温、超压保护装置应灵敏可靠。

处理方法一、锅炉超压事故

1、锅炉超压的现象

(1)汽压急剧上升，超过许可工作压力，压力表指针超“红线”安全阀动作后压力仍在升高。

(2)超压联锁保护装置动作时，应发出超压报警信号，停止送风、引风、给煤。

(3)蒸汽温度升高而蒸汽流量减少2。

2、锅炉超压的处理

(1)迅速减弱燃烧，手动开启安全阀或放气阀。

(2)加大给水，同时在下汽包加强排污（此时应注意保持锅炉正常水位），以降低锅水温度，从而降低锅炉汽包压力。

(3)如安全阀失灵或全部压力表损坏，应紧急停炉，待安全阀和压力表都修好后再升压运行。

(4)锅炉发生超压而危及安全运行时，应采取降压措施，但严禁降压速度过快。

(5)锅炉严重超压消除后，要停炉对锅炉进行内、外部检验，要消除因超压造成的变形、渗漏等，并检修不合格的安全附件。

二、锅炉缺水事故

1、锅炉缺水的现象

(1)水位低于最低安全水位线，或看不见水位，水位表玻璃管（板）上呈白色。

(2)双色水位计呈全部气相指示颜色。

(3)高低水位警报器发生低水位警报信号。

(4)低水位联锁装置，水位低于规定值应使送风机、引风机、炉排减速器电机停止运行。

(5)过热器汽温急剧上升，高于正常出口汽温。

(6)锅炉排烟温度升高。

(7)给水流量小于蒸汽流量，如若因炉管或省煤器管破裂造成缺水时，则出现相反现象。

(8)缺水严重时，可嗅到焦味。

(9)缺水严重时，从炉门可见到烧红的水冷壁管。

(10)缺水严重时，炉管可能破裂，这时可听到有爆破声，蒸汽和烟气将从炉门、看火门处喷出。

2、锅炉缺水的处理

(1)通过“叫水”，判为严重缺水时，必须紧急停炉，严禁盲目向锅炉给水。

(2)通过“叫水”判为轻微缺水时，应减少燃料，鼓风，引风，并缓慢给水。

三、锅炉满水事故

1、锅炉满水的现象

(1)水位高于最高许可线，或看不见水位，水位表玻璃管（板）内颜色发暗。

(2)双色水位计呈全部水相指示颜色。

(3)高低水位警报器发生高水位警报信号。

(4)过热蒸汽温度明显下降。

(5)给水流量不正常地大于蒸汽流量。

(6)分汽缸大量存水，疏水器剧烈动作。

(7)严重时蒸汽大量带水，含盐量增加，蒸汽管道内发生水锤声，连接法兰处向外冒汽滴水。

2、锅炉满水的处理 冲洗水位表，确定是轻微满水还是严重满水。方法：先关闭水位表，水连管旋塞，再开启放水旋塞，如能看到水位线从上下降，表明是轻微满水，停止给水，开启排污阀，放至正常水位。 如严重满水时，因采取紧急停炉措施。

四、锅炉汽水共腾事故

1、锅炉汽水共腾的现象

(1)水位表内水位上下急剧波动，水位线模糊不清。

(2)锅水碱度、含盐量严重超标。

(3)蒸汽大量带水，蒸汽品质下降，过热器出口汽温下降。

(4)蒸汽管道内发生水锤、法兰连接处发生漏汽漏水。

2、锅炉汽水共腾的处理

(1)减弱燃烧，关小主汽阀，减少锅炉蒸发量，降低负荷并保持稳定。

(2)完全开启上锅筒的表面排污阀（连续排污阀），并适当进行锅筒下部的排污。同时加大给水量，以降低锅水碱度和含盐量，此时应注意保护水位的控制。

(3)采用锅内加药处理的锅炉，应停止加药。

(4)开启过热器、蒸汽管道和分汽缸上的疏水阀。

(5)维持锅炉水位略低于正常水位。

(6)通知水处理人员采取措施保证供给合格的软化水。 增加锅水取样化验次数，直至锅水合格后才可转入正常运行。

(7)在锅炉水质未改善前，严禁增大锅炉负荷。事故消除后，应及时冲洗水位表。

五、锅炉爆管事故

1、锅炉爆管的现象

(1)爆管时可听到汽水喷射的响声，严重时有明显的爆破声。

(2)炉膛由负压燃烧变为正压燃烧，并且有炉烟和蒸汽从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。

(3)给水流量不正常，大于蒸汽流量。

(4)虽然加大给水，但水位常常难以维持，且汽压降低。

(5)排烟温度降低，烟气颜色变白。

(6)炉膛温度降低，甚至灭火。

(7)引风机负荷加大，电流增高。

(8)锅炉底部有水流出，灰渣斗内有湿灰。

2、锅炉爆管的处理

(1)炉管破裂泄漏不严重且能保持水位，事故不至扩大时，可以短时间降低负荷维持运行，待备用炉启动后再停炉。

(2)炉管破裂不能保持水位时，应紧急停炉，但引风机不应停止，还应继续给锅炉上水，降低管壁温度，使事故不致再扩大。

(3)如因锅炉缺水，管壁过热而爆管时，应紧急停炉，且严禁向锅炉给水，这时应尽快撤出炉内余火，降低炉膛温度，降低锅炉过热的程度。

(4)如有几台锅炉并列供汽，应将事故锅炉的主蒸汽管与蒸汽母管隔断。

六、过热器管爆破事故

1、过热器管爆破的现象

(1)过热器附近有蒸汽喷出的响声或爆破声。

(2)蒸汽流量不正常地下降，而流量不正常地小于给水流量。

(3)炉膛负压减小或变为正压，严重时从炉门、看火孔向外喷汽和冒烟。

(4)过热器后的烟气温度不正常地降低或过热器前后烟气温差增大。

(5)损坏严重时，锅炉蒸汽压力下降。

(6)排烟温度显著下降，烟囱排出烟气颜色变成灰白色或白色。

(7)引风机负荷加大，电流增高。

2、过热器管爆破的处理

(1)过热器管轻微破裂，可适当降低负荷，在短时间内维持运行，此时应严密监视泄漏情况，与此同时，迅速启动备用锅炉。若监视过程中故障情况恶化，则应尽快停炉。

(2)过热器管破裂严重时，必须紧急停炉。

七、省煤器管爆破事故

1、省煤器管爆破和现象

(1)锅炉水位下降，给水流量不正常地大于蒸汽流量。

(2)省煤器附近有泄漏响声，炉墙的缝隙及下部烟道门向外冒汽漏水。

(3)排烟温度下降，烟气颜色变白。

(4)省煤器下部的灰斗内有湿灰，严重时有水往下流。

(5)烟气阻力增加，引风机声音不正常，电机流量增大。

2、省煤器管爆破的处理

(1)对于不可分式省煤器，如能维持锅炉正常水位时，可加大给水量，并且关闭所有的放水阀门和再循环管阀门，以维持短时间运行，待备用锅炉投入运行后再停炉检修。如果事故扩大，不能维持水位时，应紧急停炉。

(2)对于可分式省煤器，应开启旁通烟道挡板，关闭烟道挡板，暂停使用省煤器。同时开启省煤器旁通水管阀门，继续向锅炉进水。烟、水可靠隔绝后，将省煤器内存水立刻放掉，开启空气阀或抬起安全阀。如烟道挡板严密，在能确保人身安全的条件下可以进行检修，恢复运行，否则应停炉后再检修。

八**、锅炉水锤事故**

1、锅炉水锤的现象

(1)在锅炉和管道处发出有一定节律的撞击声，有时响声巨大，同时伴随给水管道或蒸汽管道的强烈振动。

(2)压力表指针来回摆动，与振动的响声频率一致。

(3)水锤严重时，可能导致各连接部件，如法兰、焊口开裂、阀门破损等。

2、蒸汽管道水锤的处理

(1)减少供汽，必要时关闭主汽阀。

(2)开启过热器集箱和蒸汽管道上的疏水阀进行疏水。

(3)锅筒水位过高，应适当排污，保持正常水位。

(4)加强水处理工作，保证给水和锅水质量，避免发生汽水共腾。

(5)水锤消除后，检查管道和管架、法兰等处的状况，如无损坏再暖管一次进行供汽。

3、给水管道水锤的处理

(1)开启给水管道上的空气阀排除空气或蒸汽。

(2)启用备用给水管道继续向锅炉给水。如无备用管路时，应对故障管道采取相应措施进行处理。

(3)检查给水泵和给水止回阀，如有问题及时检修。

(4)保持给水温度均衡。

九、锅炉受热面变形事故

1、受热面变形的现象

(1)水冷壁管变形可直接从看火门或炉门处看到，当同时伴随缺水时，则可见到变红弯曲的水冷壁管。

(2)对卧式内燃锅炉的炉胆，可从前后观察孔见到炉胆壁向火侧凸出变形的情况。

2、受热面变形的原因

(1)锅炉严重缺水，受热面不得不到锅水的冷却而过热变形。

(2)设计结构不良。如局部循环流速过低，停滞，使壁温超过允许温度，发生变形。

(3)安装错误，使受压部件不能自由膨胀。

(4)水质不合格，水垢较厚，水渣过多。

有机热载体锅炉对蒸汽锅炉的优点：

有机热载体锅炉的特点与蒸汽锅炉相比，节能50%左右，其原理是该炉是闭路循环，并能代替电加热，与电加热相比节能80%。能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度，具有低压、高温的技术特性。可实现稳定在各个等级负荷下，热效率均能保持在最佳水平。具有完备的运行控制和安全监测装置，操作方便、安全可靠。闭路循环，液相输送热能，热损失小，节能效果显著，运行成本低。快装或组装出厂，运输方便，安装周期短，投产见效快。结构紧凑，均可单独布置，锅炉房投资省。锅炉保温性能好，采用了高效保温材料和先进的施工工艺，炉墙散热损失小的加热和精确的温度调节，满足不同的要求。 普通锅炉存在着两大弊端，一是燃烧时有烟雾烟尘冒出，成为污染的重要来源；二是煤渣燃烧不充分，能源浪费极为严重。纯无烟再节能旋流燃烧锅炉新技术与传统工业锅炉相比较，有着绝对的优势。它比手烧式锅炉节煤30%~35%，比链条式自动化锅炉节煤25%。由于纯无烟再节能技术使用了PID变频和ABM节电系统，比传统锅炉节电40%，挥发份可实现90%以上的燃烧和利用，而传统锅炉的挥发份的燃尽率只有78%左右，有22%的烟尘排向大气层，纯无烟再节能旋流技术使灰渣燃烧率达到了97%，而传统锅炉煤渣的燃烧率只有80%左右，正是由于这些原因，纯无烟再节能技术可使炉温从原来的1200℃提高到1500℃左右，真正实现了节电、节煤。 导热油炉（有机热载体加热炉），是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料，导热油为热载体。利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用热设备后，继而返回重新加热的直流式特种工业炉。

安全常识概述中热锅炉是具有高温、高压的热能设备，是特种设备之一，在机关、事业企业及各行各业广泛使用，是危险而又特殊的设备。一旦发生事故，涉及公共安全，将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全，依据国务院《特种设备安全监察条例》，使用锅炉应注意以下全事项：

注意事项1、锅炉出厂时应当附有“安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明（安全性能监督检验证书）”。

2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书，方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门，并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案，告知后即可施工。

3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由质量技术监督局、特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。

4、锅炉的注册登记。锅炉验收后，使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定，填写《锅炉（普查）注册登记表》，到质量技术监督局注册，并申领《特种设备安全使用登记证》。

5、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格，取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作，使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。

6、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验，未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次，压力表每半年检定一次，未经定期检验的安全附件不得使用。

7、严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学