导热油加热沥青安全应用综述

导热油加热沥青安全应用综述导热油加热沥青安全应用综述 沥青筑路加热设备及技术的改进是广大从事公路建设工程 技术人员的多年愿望 采用导热油加热沥青技术近年来在我省 公路行业得到了推广应用 自 1995 年起先后改造建成了鸡西 冯屯 拉古 呼兰 沙崗等采用此项加热技术的沥青储运站 经建成后的各应用单位通过实践总结一致认为 采用导热油加 热沥青这项技术克服了其它加热沥青方式不足之处 无论从加 热沥青速度和保障施工用沥青温度方面 还是从减少能源消耗 和减轻工人劳动强度以及减少对环境污染等诸多方面都显示出 其优越性 导热油加热技术属于目前最先进的沥青加热技术 因此在我省的公路沥青储运行业得到了推广应用和普及 导热油加热沥青系统是采用有机合成导热油作为热载体 这种热载体产品是用石油产品加氢白油为基料按比例关系掺配 抗氧化 阻燃剂等多种应用材料人工合成 属于化工芳烃类可 燃液相油质 所以只能在一定的局限条件下合理应用 如果使 用不当就会造成火灾 爆炸等事故发生 应用此项加热技术的 单位必须严格遵守热载体加热技术有关方面规程规定 做到安 全合理和有效地使用 才能达到安全为了生产 生产必须安全 的原则 1 导热油供热系统循环量 资料规定 80 120 万大卡热载体加热锅炉供热系统液相介 质循环量一般在 60 120m3 之间 供热系统的载热介质导热油 被锅炉加热后 再由热油循环泵将加热后的导热油强制输送到 换热器散热将待加热的沥青进行热交换 要求液相载热介质在 加热锅炉的炉管中流动呈湍流状态 流速应在 1 5 4m s 之间 这是因为炉管内的载热介质油流速越高炉管内壁形成的油膜层 就会越小 才能及时将在炉管吸收的热量带走 炉管温度才能 与内部流动的载热介质温度相差较小 只有在这种流速状态下 炉管中的载热介质高温焦化的可能性才最小 否则如果炉管内 的载热介质达不到规定流速就会在炉管内形成较厚的油膜 在 高温烘烤下炉管内的油膜久而久之就会老化结焦附在管壁上形 成越来越厚的阻热层现象 不但影响锅炉的热效率发挥 还有 烧穿逐渐氧化减薄的炉管而使炉内泄油造成火灾的发生可能 所以在设计导热油加热沥青系统时 应该首先考虑供热系 统循环量的问题 和供热管网及供热单元中的载热介质循环阻 力不应过大 否则将会影响供热系统中的循环量 所以必须保 证制做每台用热单元的管材通径累加之和应与加热炉的介质出 口管径相吻合或者大于出口管径 才能保证系统内的载热介质 流量不受影响 如果建设中的用热点距离太远 应该首先考虑 适当加大供热管线的通径 选用管材的通径不影响载热介质在 系统的循环量才能保证安全应用 造成供热系统中载热介质循环量不够的因素有 供热单元中的热交换器弯头过多和管径不够 主供热管线 太长及通径不足 操作供热阀门不当 少开或者半开 循环 泵叶轮阻塞及机械故障和过滤器污物过多形成的阻塞等 都会 影响供热系统中的液相介质循环量 发现以上问题应该时纠正 避免出现不应有的严重后果 2 用热单元的控制阀门操作 导热油加热沥青系统简单的讲是由供热系统和输送管道及 单元用热设备组成 沥青加热器具基本上是在内部设有导热油 交换器组成的罐 锅 釜等不同形状的容器 当沥青需要加热 时开启设在沥青容器外的控制阀门就可以构成载热介质油的循 环通路 热源则会通过散热器将待加热的沥青换热升温 而就 单体供用热设备上的两只供热控制阀门在沥青加热过程中如何 操作 是一个深思和牢记的课题 按施工技术规范要求导热油加热沥青供热系统建设竣工时 需要对整个供热系统进行严格的试压和吹扫工作 确认无误后 才能向供热管网内注入导热油进行必要的冷循环和热调试 在 供热系统调试正常确认供 输 用设备没有问题情况下才能将 供热系统投入使用 这时供热单元上的控制阀门无论在冷或热 的状态下都不能两只同时关闭 否则因为同时关闭就可能造成 单元供热散热器的损坏分析如下 因为沥青加热系统采用载热介质是人工有机和成导热油属 于液相介质 在不同的温度情况下具有不同的单位膨胀体积 而供热系统中的高位膨胀油槽就是为补偿载热介质在受热状态 体积膨胀因素所设置的 其他作用略述 载热介质热膨胀系 数可以在有关导热油热力学技术参数中查找 可见江阴化工 一厂及吉林日升化工厂生产的导热油技术指标说明书 由此可 见导热介质在 0 3000c 之间体积变化很大 当容器内的沥青及 热到预定温度后 必须关闭阀门切断热源对这个沥青容器停止 供热 这时候如果同时关闭供热管道上的供油和回油两只阀门 是不客观的 因为容器中被加热已经达到预定温度的沥青取出 后 这时候沥青容器中的散热器内部存在的载热介质就会随着 高温沥青取走逐渐降温 而后形成换热器中的载热介质体积收 缩产生付压力 如果有一只阀门是开着的 那么加热器中的载 热介质就可以通过这只开着的阀门吸取系统中补充部分得到补 偿因降温形成的付压力 再则就是无论在任何温度情况下都不能同时关闭两只控制 阀门停止用热单元的供热 尤其沥青储油罐和二次加热罐等 如果在常温情况下关闭控制阀门 在容器内放入有一定温度的 沥青时就会产生用热单元加热器内的载热介质膨胀 当压力增 大时有损坏散热器的可能发生 因为铁路沥青运输罐车接卸 及倒罐沥青的温度在摄氏 1000c 时才具有良好的泵送性 由 于放入容器中的沥青温度都大约在 1000c 左右 随着 1000c 的 沥青注入储油罐内 罐中的沥青液面将逐渐上升徐徐淹没罐中 布置的载热介质加热器 这时加热器中充满的常温载热介质油 就会被注入罐中的 1000c 沥青所加热迅速产生吸热膨胀现象 这时载热介质因体积膨胀产生的压力是很大的 只有开着一只 阀门才能将加热器中载热介质受热产生的压力随时随地泄放到 供热系统中 如果两只阀门都是同时关闭的 加热器中的载热 介质因受热而产生的压力无处泄放只能在加热器中积存温升越 高压力越大 这样产生的压力往往大于竣工后的试验压力 有 胀破加热器而形成外泄介质油和降温后内泄沥青的可能 还可 以酿成施工质量事故及其它更大的事故 3 停电及故障应急处理 我省的几个沥青储运站导热油加热沥青系统建设时 都是 选用燃煤形式的热载体加热锅炉作为供热发生器 这种系列锅 炉是用煤炭为燃料通过煤炭燃烧产生的热量炉体内循环通过的 载热介质加热 导热介质间接吸受热量后强制送到供热点散热 的形式 这种加热锅炉克服了以油和气体为燃料的锅炉缺点 具有造价及使用费用底符合我国能源政策和我省公路部门的实 际情况得到了推广应用 但是采用燃煤形式的导热油加热炉也 存在一定程度的不足 如供热稳定性差 不及油料或气体为燃 料的锅炉干净 配套辅机多于油气炉等 燃煤锅炉开始工作时 引燃物质燃烧到一定温度时才能使煤炭燃烧释放热量 若要获 得更多更高的热量就必须使更多的煤炭迅速燃烧 而使煤炭的 挥发性逸出 燃烧氧化 还原 灰渣形成的速度加快 并且要 随时不断的添加常温煤炭燃料 这样一来就会造成供热效果不 稳定现象 再则就是突然停电时的危害性和不利因素要大于油 气炉 因为用油和气为燃料的锅炉当停电时燃料供应随即停止 没有燃料供应的锅炉会立即停止热能的产生 这时候炉内积存 的热量较少对炉管内的导热油构不成多大危害性 而燃煤锅炉 就不同了 当突然停电时燃煤锅炉的炉排上存有大量燃烧着的 煤炭和炉壁的耐火材料中存在着大量的热能 这些热能必须及 时得到输出 否则因循环电泵不工作而停滞在炉管内的导热油 就会迅速升温到极限温度之上产生焦化积炭现象 超过应用极 限温度之上的导热油会造成物理指标破坏 焦化后的导热油结 焦成份附在炉内的管壁上形成积碳阻热层 这样的次数越多导 热油受破坏的机会就越多 而形成的结焦阻热层就会越厚 其 后果是产生传热障碍影响锅炉的热效率发挥 降低功率有严重 的危害性 因为锅炉的炉管一般采用属于碳钢的 20 无缝钢管制做 导热系数为 40 大卡 m 0c 而结焦后碳化材料的导热系数仅 仅为 0 2 大卡 m0c 由此可见两种材料的导热系数相差甚大 有关质料介绍当炉管内有 1mm 厚度积碳时 传热系数就会大幅 度下降 通过计算炉管外部温度要比允许使用的临界温度 4500c 高出 2300c 这样炉管的外部温度就能达到 6800c 久而 久之就会造成炉管金属材料的高温变质强度下降 严重时就会 导致整个炉体报废和炉管泄漏引起火灾和其它事故可能 要求 停电时要及时启动备用电源或者备用的内燃机循环泵继续强制 循环系统中的导热油 避免锅炉内存有的导热油高温滞留而产 生老化 如无以上配置时可以将炉前的放油阀门打开 将高位 油槽中存有的凉油徐徐放下 流经炉内施行置换炉内高温热油 的措施 导热油加热沥青系统的突然间停电必须认真对待及时 处理 另外循环泵的故障也不容忽视 针对以上分析我们在具体应用中总结出以下几点经验和措 施供同行参考 合理调度使用温度和加热温度 采用缩短沥青加热周期的方式集中加热时间 将待供热 的 700t 沥青储油罐中的沥青一次加热到预定温度后 然后分次 排放到 30t 小沥青罐中存放再根据外供筑路沥青情况及时升温 到外供标定温度装车 这样就可以通过少量批次加热缩短加热 时间 然后将所剩的余热输送到大沥青储油罐中散发热量待油 温降到 100 度之下时及时停泵 4 降低系统供热温度 我们应用的供热系统导热油选用 wd 320 型规定应用于 3200c 之下使用 我们确定实际应用温度不超过 2500c 情况下 使用 在这样温度下应用避免了介质油高温老化的可能延长了 介质油使用年限 一但停电的情况下由于系统应用温度较低为 高位槽中的存油置换锅炉中的热油实行降温提供了有利条件 5 备 6 用电源 对于采用燃煤锅炉的导热油加热沥青系统突然停电时会产 生的危害性 我们在建设中就考虑了这一点 通过协商采用接 入附近煤矿的甲级电源线路作为备用电源 并且配套安全切换 电源装置 形成了双电源供电方式一旦站内供电系统发生故障 时由值班电工及时操作将备用电源投入使用 保证热油锅炉不 因停电退出工作从而提高了安全使用条件 7 定期检查高位槽中的油位 高位槽中的油位是保障供热系统中的载热介质随着温度变 化产生体积膨胀补偿的容器 也为供热管道循环系统提供基础 压力 为使循环贲不产生吸空现象工作稳定 当停电或循环泵 无法工作时 可以把高位槽中的存有的导热油放下来使这一部 分导热油流经锅炉的炉管带走热量 将炉内的热量降低提供冷 却炉膛条件 高位槽中的存油多少直接影响系统工作稳定和停 电 停泵后的炉膛降温效果 所以就要定期检查高位槽中的储 油量是否在足够的油位 同时也要对高位油槽上的电控部分定 期测试检查工作是否完好 发现缺油和问题应及时处理确保系 统安全运行 8 配备 9 用循环泵 当循环泵出现故障或检修时可将备用泵投入运行 备用循 环泵是拱热系统安全运行必备条件 保证备用泵处在良好备用 状态也是导热油加热沥青系统安全应用的基本因数 10 实际操作与注意事项 临时停炉 供热结束后应将系统中的导热油余热转供到其它用热设备 中 如蒸气发生器散热待油温降止 1000c 之下时方可停泵终止 循环 停炉时炉排应向前行走 20cm 避免煤斗中的存煤受余热的 烘烤产生燃烧现象 同时关闭炉底通风门停止炉排上的煤炭供 氧燃烧条件 拉开拨火门使冷空气进入炉膛流动降低炉膛温度 紧急情况下的停炉操作及注意事项 停电 循环泵故障 打开拨火门 关闭鼓风机 引风机向炉膛内投入煤炭或灰 封压炉火 尽快接通备用电源或将备用循环泵投入运行 如备有内燃 机拉动的循环泵可迅速启动确保热油继续循环降温 如无第二项条件的用户可视炉温情况采取冷油置换降温措 施 即打开炉前冷油阀门将高位槽中的常温导热油通过炉管排 入低位贮油槽 带走热量降低炉管温度防止炉管中的导热油滞 流引起超温过热发生裂解变质和结焦现象 置换操作中应视炉温情况调整冷油置换速度不应过快过急 否则达不到冷却炉管置换效果 可根据炉前温度表操作 低位贮油槽中要存有适量的凉油综合放下的热油温度 进 入槽内的油管要埋在槽中油面之下 建设时注意 安装在室内的低位槽大气联通管出口应引到室外 避免防 油时产生的浓油气体在室内引起爆炸 置换热油时如有