淺談?dòng)袡C(jī)熱載體液相鍋爐的有關(guān)部件

黃漫，翟國(guó)強(qiáng)，禹紅麗

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院，河南 鄭州 450000）

1 前言

有機(jī)熱載體爐是一種高效節(jié)能的工業(yè)鍋爐，以導(dǎo)熱油為載體，通過(guò)循環(huán)泵使導(dǎo)熱油在鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)中循環(huán)，并將熱量送至用熱設(shè)備。有機(jī)熱載體分類(lèi)大致有這些：

（1）按照介質(zhì)的相態(tài)分為有機(jī)熱載體液相爐和有機(jī)熱載體氣相爐。

（2）按照燃料種類(lèi)可以分為燃煤、燃油、燃?xì)饧半娂訜嵊袡C(jī)熱載體鍋爐。

（3）按照爐體安置型式分為立式、臥式及其他有機(jī)熱載體鍋爐。

（4）按照介質(zhì)循環(huán)方式分為注入式有機(jī)熱載體鍋爐和吸入式有機(jī)熱載體鍋爐。

（5）按照本體結(jié)構(gòu)分為螺旋盤(pán)管式、管架式和鍋殼式加熱式。有機(jī)熱載體鍋爐雖有低壓高溫的優(yōu)點(diǎn)，但鍋爐內(nèi)導(dǎo)熱油溫度高，且易燃易爆，一旦運(yùn)行中不注意，發(fā)生泄漏，會(huì)引起火災(zāi)，甚至爆炸傷及人身安全的事故。本文通過(guò)分析有機(jī)熱載體液相鍋爐工作系統(tǒng)，探討了有機(jī)熱載體液相鍋爐的檢驗(yàn)要點(diǎn)。

2 有機(jī)熱載體液相爐工作系統(tǒng)

有機(jī)熱載體液相爐以導(dǎo)熱油為介質(zhì)，利用循環(huán)油泵強(qiáng)制導(dǎo)熱油循環(huán)，由鍋爐本體、循環(huán)油泵、過(guò)濾器、油氣分離器、儲(chǔ)油槽、膨脹槽、注油泵及相關(guān)的管道閥門(mén)等組成。其系統(tǒng)工作流程是導(dǎo)熱油由循環(huán)泵進(jìn)入鍋爐入口集箱，通過(guò)鍋爐本體加熱，由出口集箱進(jìn)入出油管道將熱能輸送至用熱設(shè)備，待用熱設(shè)備用完熱后，通過(guò)回油管道返回油氣分離器，再次返回液相爐中重新加熱。工作系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

圖1 有機(jī)熱載體液相爐工作系統(tǒng)

3 有機(jī)熱載體液相爐的相關(guān)部件

本文主要探討有機(jī)熱載體液相爐的循環(huán)油泵、油氣分離器、膨脹槽、輔助排氣管、儲(chǔ)油槽、過(guò)濾器其相關(guān)管線和閥門(mén)。

3.1 循環(huán)油泵

循環(huán)油泵是整個(gè)有機(jī)熱載體液相爐的心臟。在系統(tǒng)運(yùn)行中，通過(guò)泵推動(dòng)導(dǎo)熱油在系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)，克服整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的阻力。選用時(shí)以安全原則，在有機(jī)熱載體液相鍋爐系統(tǒng)工作中，循環(huán)油泵額定功率、流量、揚(yáng)程應(yīng)符合鍋爐設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求，同時(shí)，運(yùn)行時(shí)泵本身的性能曲線與管路特性曲線相交的工作點(diǎn)要滿足鍋爐的設(shè)計(jì)流量、揚(yáng)程要求，以此保證鍋爐在不低于最小限制流速下運(yùn)行。選用時(shí)以節(jié)能的原則，根據(jù)流體學(xué)可知，循環(huán)泵的P(功率)=Q(流體)×H(壓力) pg，流量Q 與轉(zhuǎn)速N 的一次方成正比，壓力H 與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P 與轉(zhuǎn)速N 的立方成正比，即循環(huán)泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。節(jié)能循環(huán)泵是利用增大葉輪直徑，在循環(huán)泵的流量Q 一定的情況下，降低循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速N，使循環(huán)泵的軸功率降低達(dá)到節(jié)能的目的。每臺(tái)有機(jī)熱載體液相爐均設(shè)置兩個(gè)循環(huán)油泵，一用一備。此外，有條件的使用單位還可以配置備用電源或汽油機(jī)帶動(dòng)的備用油泵，一旦停電立即啟動(dòng)。

3.2 油氣分離器

油氣分離器安裝在回油管道上（靠近循環(huán)泵的進(jìn)口），上端的膨脹管與膨脹槽連接。它是將有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)中循環(huán)中導(dǎo)熱油所含有氣體分離出來(lái)通過(guò)膨脹管進(jìn)入膨脹槽，能保證系統(tǒng)能正常持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。導(dǎo)熱油本身會(huì)攜帶一部分水分和低餾分的化合物，新?tīng)t子管線系統(tǒng)中也有可能有未排凈的水分。在液相爐系統(tǒng)工作初期，導(dǎo)熱油溫度升高至100℃以上時(shí)，含在導(dǎo)熱油及其管線中的氣體分離出來(lái)，水分也會(huì)汽化，這些均通過(guò)油氣分離器上端的膨脹管排出；同時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體也經(jīng)過(guò)油氣分離器分離，通過(guò)膨脹管排出。這確保了有機(jī)熱載體液相爐的安全穩(wěn)定地運(yùn)行，因此，油氣分離器的作用非常重要。

3.3 膨脹槽

在有機(jī)熱載體液相爐工作系統(tǒng)中，膨脹槽的設(shè)置是很有必要的。膨脹槽一般設(shè)置在液相爐工作系統(tǒng)的最高點(diǎn)，用于吸收有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油由于受熱膨脹所增加的體積；此外，它還具有其他的功能，比如，補(bǔ)充新的導(dǎo)熱油中帶入的空氣和啟動(dòng)運(yùn)行中產(chǎn)生的混合蒸汽的排空以及氮封等。膨脹槽使用惰性氣體進(jìn)行密封的系統(tǒng)叫閉式系統(tǒng)，反之，叫開(kāi)式系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，膨脹槽一般采用氮封保護(hù)。對(duì)于運(yùn)行系統(tǒng)中確無(wú)充氮保護(hù)的，應(yīng)保持一定液位，并裝有最低液位報(bào)警器。

膨脹槽的位置安裝高度若低，一方面，系統(tǒng)不能產(chǎn)生足夠的壓力，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會(huì)變差，同時(shí)，管路內(nèi)熱油會(huì)通過(guò)膨脹管與膨脹槽內(nèi)導(dǎo)熱油發(fā)生熱交換，使得膨脹槽內(nèi)的油溫過(guò)高，系統(tǒng)能耗增加，縮短油品的使用壽命且會(huì)大大增加安全隱患。另一方面，會(huì)造成循環(huán)泵的汽蝕，引起導(dǎo)熱油溢出。安裝高度若過(guò)高，會(huì)引起膨脹槽內(nèi)液位過(guò)低，將致使系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的壓力升高，可能會(huì)超過(guò)鍋爐的額定壓力，影響鍋爐的運(yùn)行安全。根據(jù)TSG0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，建議膨脹槽底部應(yīng)不低于系統(tǒng)用油最高點(diǎn)1.5m。

3.4 輔助排氣管

在系統(tǒng)回油管道與油氣分離器之間裝設(shè)，通向膨脹槽，靠近膨脹槽的管線上安裝有閥門(mén)。在有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一方面，高溫的導(dǎo)熱油通過(guò)輔助排氣管進(jìn)入膨脹槽，使其參與熱油的循環(huán)；另一方面，在更換新的導(dǎo)熱油，啟動(dòng)時(shí)要打開(kāi)這個(gè)管線上的排氣閥，便于排出有機(jī)熱載體爐中的空氣、水與導(dǎo)熱油混合蒸汽。需要注意的是，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若輔助排氣管閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，會(huì)使膨脹槽內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度過(guò)高，使系統(tǒng)能耗增加，在縮短油品的使用壽命的同時(shí)，增大安全隱患；鑒于此，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，需處于關(guān)閉的狀態(tài)。

3.5 儲(chǔ)油槽

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，儲(chǔ)油槽一般設(shè)置在有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)的最低位置，以方便維修的時(shí)候排出系統(tǒng)里的導(dǎo)熱油。儲(chǔ)油槽與有機(jī)熱載體系統(tǒng)之間應(yīng)該設(shè)置一道隔墻隔開(kāi)，且距離不宜過(guò)近，以免發(fā)生事故。儲(chǔ)油槽上連接的大氣管應(yīng)儲(chǔ)油槽上部設(shè)置噴淋水裝置，以便于將油溫降至注油泵所許的使用溫度。對(duì)于儲(chǔ)油槽的容積一般為導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)總量的1.2 倍以上。儲(chǔ)油槽應(yīng)裝一只液位計(jì)，頂部裝設(shè)排氣管，排氣管應(yīng)引至安全地點(diǎn)，并且不可以在管線上安裝閥門(mén)，管線的直徑要比膨脹管的大。

3.6 過(guò)濾器

過(guò)濾器是有機(jī)熱載體液相鍋爐中不可缺少的。常用的過(guò)濾器的型號(hào)有Y 型、T 型等。Y 型過(guò)濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，流動(dòng)阻力小，且排污方便，廣泛運(yùn)用到目前有機(jī)熱載體液相鍋爐系統(tǒng)中。它可以與管道中閥門(mén)及其主設(shè)備使用，也可以單獨(dú)用于系統(tǒng)管路中，管道中的導(dǎo)熱油進(jìn)入過(guò)濾器，通過(guò)過(guò)濾器的濾網(wǎng)再次進(jìn)入管道中，而雜物則留在過(guò)濾桶內(nèi)。有機(jī)熱載體液相爐供熱管路中的雜質(zhì)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行是很不利的，當(dāng)這些雜質(zhì)通過(guò)過(guò)濾器后被濾出來(lái)。在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行一段時(shí)間后，可以將過(guò)濾器套中的雜質(zhì)排出。

3.7 管道閥門(mén)

有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)中導(dǎo)熱油滲透性極強(qiáng)，又易燃燒，尤其對(duì)多孔性材料，侵附性更強(qiáng)。系統(tǒng)工作中導(dǎo)熱油一旦發(fā)生泄漏，很容易引起火災(zāi)，傷及人身財(cái)產(chǎn)安全。因此，閥門(mén)的材質(zhì)、工作溫度及耐壓的等級(jí)都是必須要考察的。有機(jī)熱載體液相爐系統(tǒng)中，管道閥門(mén)不宜用鑄鐵閥門(mén)，管道系統(tǒng)中所有密封件應(yīng)選用具有良好密封性和阻燃性的柔性和金屬纏繞制品，切忌用含有橡膠成分的密封件，使用過(guò)程中，必須定期檢查閥門(mén)連接處是否完好，如果發(fā)生損壞，應(yīng)及時(shí)更換。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，有機(jī)熱載體液相爐能均勻穩(wěn)定地傳熱，具有低壓高溫的特性，已被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)中。本文通過(guò)有機(jī)熱載體液相爐工作系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了工作流程中循壞油泵、油氣分離器、膨脹槽、輔助排氣管、儲(chǔ)油槽、過(guò)濾器及管路上管道閥門(mén)這些部件功能作用，這樣能更好地做好有機(jī)熱載體液相爐的檢驗(yàn)檢測(cè)工作，消除隱患，避免傷及人身財(cái)產(chǎn)安全的事故發(fā)生，確保有機(jī)熱載體液相爐安全、節(jié)能、穩(wěn)定地運(yùn)行。