热媒炉出炉温度过高的影响及对策

赵英德 周东文

（山东金宝电子股份有限公司，招远 265400）

热媒炉是一种间接加热装备，其运行原理为经由中间介质导热油实现热量的传输与交换，实现工艺设备的温度控制，达到既定标准。导热油的应用较为方便，且导热效果较均匀，应用较广泛，在温度控制的工业设备系统中发挥着重要价值。热媒炉运行期间，若出炉温度过高对热媒炉设备自身的寿命会造成一定影响，从而削弱热媒炉的原有优势，也可能会对工艺设备换热后的温度造成一定程度的影响。基于出炉温度的各种不良影响来看，为进一步提升热媒炉的应用价值，必须对出炉温度加以控制，确保其应用稳定性和安全性。

1 热媒炉及导热油概述

1.1 热媒炉概述

热媒炉应用过程中将煤、原油、或者天然气等作为基础燃料，燃料在加热炉中经由燃烧器进行燃烧，从而释放热量，这些热量会经由不同的形式传送到炉管，当前所应用的主要形式包括辐射与对流。在热量传送到炉管之后，炉盘管会将所接收到的热量传送到炉内载热体，导热油的温度能够稳定上升，导热油循环泵驱动导热油在加热系统中强制循环，而达到一定温度的导热油会被传送到工艺设备中，在此环节中实现热量交换，最终达到加热的效果[1]。在完成换热后，相应的导热油会经由循环管线重新回到炉内实现再次加热，达到循环应用的效果。

1.2 导热油概述

导热油是一种有机介质，是在持续高温环境下应用的油，其主要作用是传导热量，应用温度正常情况下会维持在180℃以上，为尽量满足此条件，导热油必须选择热稳定性较好的介质。虽然在导热油选择上可以进行质量控制，但是，在长时间应用后，导热油可能会出现分解或变质等情况，也可能会在系统表层结垢，从而弱化传热效率，对热煤炉的运行安全造成威胁。对此，在导热油超出安全应用标准后，必须进行彻底的清洗或直接替换，从而延长热煤炉的使用寿命。导热油出现变质或结垢的原因主要包括两方面。第一，过热产生的结垢。导热油的热分解建立在导热油温度超出极限的基础上，若突然间停电，较大的热强度或流动受限的位置，加热表面温度上升，高出热分解的最大承受温度，由此产生裂化，而裂化热分解将会导致加热表面结焦。第二，系统污染产生结垢。若空气进入到系统后将会引发导热油氧化反应，导致导热油系统形成大量固体污垢，导热油氧化会形成不能溶解的物质，腐蚀产物与被氧化的导热油不溶解物混合物会沉积在换热器表面形成结垢。

2 热媒炉出炉温度过高的影响分析

2.1 热媒炉可用周期方面

在热媒炉应用过程中，会持续处在高温状态，长此以往可能会导致导热油出现裂化情况，进而产生结焦，且随着时间的发展裂化会进一步加重，从这一点来看，热媒炉使用周期与出炉温度存在负相关关系，也就是热媒炉应用周期会在出炉温度的上升下缩短。以A泵站所应用的YD300导热油为例，在应用期间温度处于140～180℃，在应用时间长达九年后，热媒炉自身品质没有出现明显变化，B泵站所应用的导热油与A泵站相同，应用期间其出炉温度处于230～250℃，在持续应用三年之后，热媒炉的质量开始弱化。出现此种情况的主要原因是，热媒炉温度过高的条件下，若是与空气中的氧气进行接触，会形成氧化反应，此种反应会直接影响到热媒炉裂化的发展。一般情况下，热媒炉的出炉温度较高，相应地回炉温度也会有所提升，热媒闪点在180℃上下浮动，附着于热媒循环泵前过滤器位置所渗漏出的热媒对工作人员的健康也有一定的影响，为此，有必要对出炉温度加以控制[2]。

2.2 导热油换热后温度方面

在热媒管线循环流量固定的条件下，热媒出炉温度在标准内的波动对于工艺设备换热的目标温度不会造成明显影响，其原因是，换热器热媒支线流量可在换热环节后对温度进行调控，促使导热油在换热后温度维持在目标温度的标准范畴中[3]。但是，若热媒的出炉温度低于标准范畴，即便是换热器热媒支线流量自动改为最大也不能完全保障原有换热后温度会处于标准范畴中。而出现温度过低的原因主要是工艺设备的热量需求较大等，导热油不同油品的比热容变化不会过于明显，为此，此因素对出炉温度并没有决定性影响。在工艺设备热量需求较大的条件下，所对应的热媒出炉温度也会要求随之提升，反之，所对应的热媒出炉温度也会要求较低。

2.3 炉效方面

燃气热媒炉是近年来比较常用的热媒炉类型，其优势体现在环保以及燃烧充分等方面，不需要通过提升最大出炉温度，或是提升炉膛温度来促使燃料实现完全燃烧。炉体外部散热的损失与热媒循环管网散热损失与热媒最高出炉温度的四次方具有正相关关系。在实际条件允许的条件下，对出炉温度加以控制，能够有效提升热媒炉的炉效。

3 热媒炉出炉温度过高对策

3.1 运动控制办法

首先，最大负荷运行。在热媒炉正常应用状态中，操作者可手动将热媒炉最大负荷调制成适合值，热媒炉不能超出预设值，会维持在此负荷上运行。导热油所应用的是间接加热形式，温度变化速度较慢，在换热工况发生转变时，如负载过大、进站温度降低等，应该反复进行负荷值调试，并经由对实际运行情况的观察明确最佳负荷值，也就是说需要人工操作的频率较高。其次，最高出炉温度运行。可将热媒炉在最大出炉温度维持在240℃左右，在对出炉温度最高值进行设定后，热媒炉会维持较大负荷运行，增加能源损耗，同时，对于热媒炉的使用周期也会造成不良影响，对此需要对导热油的质量进行控制。

3.2 温度控制

综合热媒炉现阶段所应用的控制运行手段、工艺参数观察与分析等因素，得到的结论为，将热媒炉调节最高出炉温度的方式运行，热媒炉结合出炉温度属于被控变量，能够实现对热媒炉负荷的自动调整。经由工控系统针对相关参数的调整，可使加热炉的出炉温度维持在合理范畴，从而达到降低热能损失的效果，提升炉效。

4 结论

全文对当前在管道供热中比较常用的热媒炉进行了探究，其关注方向为热媒炉出炉温度过高所能造成的影响，从此部分分析结果来看，若热媒炉出炉温度超过标准，将会导致热媒炉自身受到损伤，从而减少使用寿命，同时对炉效也会造成一定的影响。在出炉温度控制分析中能够了解到的是，可经由对相关参数的调整干预进站温度，从而影响出炉温度，但此种操作较为依赖人工，也就是说操作人员将会成为出炉温度的主要影响因素。