2011年第7期广www．东化．工com第38卷总第219期gdchem229有机热载体炉供热系统设计的探讨马彦峰(河北省石油化7设计院有限公司上海分公司，上海200233)文章介绍了有机热载体炉供热系统的设计要点从导热油类型的选择热量的核算有机热载体炉主机的选型辅机的设计导热[摘要】油供热系统工艺流程的设计详细分析了有机热载体炉供热系统排气系统冷油置换系统膨胀槽系统储油及注油系统稳压旁路系统管道流速的设计要求提出了工程设计时应注意的问题供热系统；有机热载体炉：膨胀槽；工程设计[关键词】号]TH中图分类[文章编号]10071865(2011)07022902[[文献标识码]A，，，、，，、、、、、、，。——DiscussingforDesighonofOrganicHMaeatCarrierFurnaceHeatingSyste)mYanfees(ShanghaiBAbstract：T，rancfHebeiPetrochemicalDngignInstituteCO．，Ltd．，Shanghai200233China，ibedthedesignkeypomtoforganicheatcarrierfurnaceheatingsystemdetailedanalysisoftheheatcarrierfurnaceheatingsystem，hepaperdescrtheexpansiontanksystemsoilstorageandfueltransulowexhaustsystemcoldoilreplacingsystemfsesystems，regulatorbypasssystem，designrequirementsforfvelocitybasingonthechoiceofthetypesofheattransferoilsheataccounting，choosingthetypeoforganicheatcarrierfurnacehost，auxiliarydesign，processnddesigndesignrequirementsforheatingsystemofheattransferoilsproposedtheproblemwhichshouldbepaidanentiontoinengineeringaikingdesigKeywords：heatingsystem；organicheatcarrerfurnace：expansiontan；engineern，，，，，．有机热载体炉供热系统(也称导热油供热系统)指以导热油在炉中加热后利用热油泵将其送至各用热设备再返回炉中重新加热从而形成闭路循环导热油炉是种直流式特种锅炉1990年有机热载体炉被列入国家重点科技成果推广项目目前国产有机热载体炉的生产制造技术日趋成熟导热油供热系统以其高效运行压力低操作管理方便等优点在全国得到了广泛的应，，一，。，。，。仪表等组成燃烧系统和控制系统般有导热油炉设备制造厂配套供应设计人员应对其规格型号和技术参数进行校核燃烧系统和控制系统与般锅炉配套辅机类似不再赘述下面仅对供热系统加以探讨。一，。一，。。、、，用1导热油类型的选择、、。导热油供热系统的包括导热油系统燃烧系统炉控制系统三大部分组成导热油系统有膨胀槽储油槽热油循环泵注油泵油过滤器油气分离器等组成燃烧系统(已燃煤导热油炉为例)有鼓风机引风机除尘器上煤机减速机空气预热器等组成控制系统有电器控制柜仪表控制柜及其检测显示控制，，。、、、、、。、、、、、。、、、导热油按化学结构分为芳香烃型支链烷烃型和烷烃环烷烃芳香烃混合型导热油按来源分矿物型(经石油馏分精制得到或加入添加剂的产品)合成型(经化工合成制备的产品)按导热油最高使用温度分类根据国家标准《润滑油和有关产品(L类)的分类第十二部分：Q组(热传导液)》T76311294)热传导液最高使用温度分类见表l(GB／、、。、。，．—．，。表Tab1．1热传导液最高使用温度分类heattransferfluMaximumidtemperaureclassiftication说I蝈：适用范围内所写明的温度是热传导液的主体温度～，即热传导液管道内湍流区的温度，非用户的工作温度。热传导液通常适用于被加热介质的温度为140355℃之间的加热系统有液相加热和气相(道生气)加热两种系统国内热传导液产品推荐为：当被加热介质温度为140300℃时采用液相加热系统；被加热介质温度为300355℃时采用气相(道生气)加热系统；热传导液作为冷却介质是采用液相冷却系统可用于0℃以下的低温热传导液平均温度(加热炉进出液温度值平均值)与用户的最高工作温度之差为2040℃热传导液最高使用温度与热传导液运行使用温度(即热传导液产品型号的性能数据中指明的最高使用温度)之差为1020℃，。~，～，，。~。～。221．导热油炉主机选型，，。准确核算用户耗热量导热油供热系统的主机选型首先要根据用户耗热量的需求确定导热油炉的大小导热油供热没有蒸汽供热系统的冷凝水排放或闪蒸引起的热损失不能用蒸汽供热系统的计算方法，。通常加热炉的设计能力为额定供热量的11115倍从加热炉的安全运行及使用寿命考虑选择加热炉时取使用负荷的115125倍为加热炉的额定供热量使用负荷包括以下几项：(1)单位时间内被加热设备升温至定温度的耗热量；(2)单位时间内被加热物料升温至定温度的耗热量：(3)单位时间内热传导液系统所有设备和输送管道热损失之和设计人员要认真核实用户的用热要求做好导热油炉主机的选型工作22弄清燃料情况选择适当的燃烧方式导热油炉的燃烧系统有燃煤燃油燃气电加热等多种燃烧方式的选择应该根据当地燃料情况环保要求工程投资和运行经济性等综合比较后确定应注意燃烧室对燃料的适应性在现有工程中因热油炉炉膛选择不当造成燃料燃烧不完全的实例并不少见如常见的燃煤导热油炉的设计煤种为烟煤若改变煤种应将燃烧特性提供给设备制造厂要求厂商根据实际燃～．．，，，～．．。一一。，。．，、、、。，、、，。，，。，，，收稿日期】20110625【作者简介】马彦峰(1970)【，男，河北石家庄人，本科，工程师，主要从事化工工艺设计，设计方向是精细化工，有机粘合剂，石化产品，钡锶盐系列。广230东．化．工tom2011年第7期WWWgdchem第38卷总第219期，料情况对燃烧室进行适当调整，以确保热油炉燃料的燃烧效率。331．导热油炉辅机的设计要求，，膨胀槽膨胀槽的主要作用如下：Jn热过程中系统内的热传导液由于温升产生的膨胀量f1)／热传导液在膨胀槽内膨胀缓冲并储存(2)定压作用稳定导热：3有相油系统的压力(3)膨胀槽设在高标高位置使循环泵吸入1当的液柱压力确保循环泵不发生汽蚀现象保持正常运行(4)收集和排放供热系统运行时从油气分离器逸出的气体帮助系统排气和脱水(5)隔绝系统中的高温导热油与空气接触减少空气中氧气对热油的氧化分解延长导热油的使用寿命同时也可减少系统内导热油的蒸发损失(6)当停电等紧急停炉时可通过膨胀槽内的冷态导热油对加热炉内的热油进行置换防止炉管内的导热油超温过热膨胀槽般采用卧式槽膨胀槽的有效容积应大于整个管网3倍同时应核算和热油炉内总油量因受热膨胀而增加体积的1．热油炉须紧急置换冷却时的储油量膨胀槽应设膨胀管溢流管液位计等溢流管上不能安装阀门膨胀槽的安装位置应考虑防止导热油喷出而引起火灾的措般不宜将膨胀槽安装在导热油炉的正上方膨胀槽底部与施导热油炉顶部及供热系统管理最高顶部应有15m以上的间距避免供热系统的热膨胀槽与油气分离器的间距应大于lm般膨胀量传递到膨胀槽内保证膨胀槽内的导热油是低温的70℃因此膨胀槽和膨胀管不得采取槽内导热油温度不应超过保温措施膨胀槽正常工作是保持高液位以保证在需冷油置换是有足够的导热油来防止炉管内导热油的超温过热；膨胀槽的高液位也可避免停炉时因导热油冷却收缩时空气进入供热系统膨胀槽液位计应有低液位报警功能以防气体进入供热系统32储油槽储油槽的作用：(1)用来贮存供热系统中的导热油(2)接收供热系统溢流的导热油(3)提供供热系统需要补充的导热油、。，。，，，。，。，，，。，，。一。，。、、，。一，，．。，一，，。，。，根据储油槽的使用功能储油槽的容积应不小于导热油炉系统中导热油总量的12倍储油槽要安装在加热系统的最低处以便需要时排空系统中的导热油储油槽与导热油炉之间应有防火墙隔开储油槽应装有液位计排气管进出等应注意将排气管接到安全地点排气管不得有阀门储油罐正常工作时应处于低液位准备随时接受流入的导热油3-3注油泵注油泵的作用：(1)将外来的导热油输入到储油槽或膨胀槽内(21将储油槽的导热油输入到膨胀槽内及时补充系统所需的导热油(3)排出系统中的导热油注油泵般采用齿轮泵34循环泵循环泵的作用是将导热油不断的送入加热炉内加热并提供导热油闭路循环的动力循环泵选择的好坏直接影响到整个系统的安全性和经济性对循环泵的基本要求是耐高温和不泄露选用循环泵时要结合导热油粘度和系统流量认真核算供热系统的阻力降合理选用循环泵若扬程选用过高将增加运行成本反之将是系统循环油量过低使炉内热油流速降低导热油在炉管内有分解碳化的危险循环泵的选择应保证导热油流速在炉ss供热系统循环泵要在对流段为≥15m／内辐射段为>20m／设备用泵用备35滤油器滤油器的作用是用来过滤并清除导热油供热系统的异物如导热油在运行中产生的聚合物或残炭等过滤器应用不锈钢材质36油气分离器油气分离器用来分离并排出供热系统中的空气水蒸汽及其他气体从而保证导热油在液相无汽水的状态下稳定运行油气分离器般采用离心式分离器为保证排气通畅防止油气冲入高位槽发生喷油现象以选用四管式油气分离器为宜．，，，，、、、，，。，。。，一。。。．．，。，。，，，。，，，，。，／．，．。一一，。．，。。．、，。一，，，。。，。4导热油供热系统工艺流程设计。．。导热油供热系统的工艺流程应根据用户用热要求进行设计典型的导热油供热系统工艺流程图见图1。。。图例闪粥I州截止阀闸阎过滤器口异径管0(童>液位计现场仪表控制柜仪表阻火器0园Z止回阀图Fig1．1e燃油导热油供热系统工艺流程lconFuductingoilheatingsystemprocess41．管道设计的般要求(1)流速s在对流段为热传导液在加热炉炉内辐射段为2040m／s道生气s15~25m／热传导液在输送管内的流速取1520rn／m／1020s流速见冷却器程的管速取热传导液在送在输管内的流表2一．．，．．，．．，~。。表2．流速FlowTlab2管之截面积取O5倍循环泵出口管之截面积(3)膨胀槽底部的进槽管管径与循环泵出口管管径相同出槽管管径较进槽管径大级排气支管和总管的配管不(4)热传导液管道的坡度取O004应有u形袋形f5)热传导液管道最高点热用户中流通热传导液部位的最高处均应设置装有阀门的排气管各排气管经排气总管接至膨胀槽集中排放(6)储油罐上的氮气进气管及各热传导液进料管均伸入罐中液面下插入管管口距离罐底部约2030nlITl便于罐内空气的置换及避免产生静电，．。，一。．，。、，，。~，，。：3管与膨胀槽底部进液管之间的连通(2)加热炉热传导液出1(下转第2页)广2www东．化．工com2011年第7期gdchem第38卷总第219期显区域不可逆和可逆吸附过程对于固相萃取应用而言等温线上起始的不可逆段是十分有用的具有典型的特性吸附性质即吸附量随金属离子平衡浓度的增加而迅速增加直到纳米氧化铁表面的活性位点被完全占据后吸附呈现为可逆的Langmuir吸”附形式此时纳米氧化铁对cd的吸附容量达到饱和从图中可，。，，，，，，。知，饱和吸附容量为2530．一mg／g。2-3单共存离子对吸附的影响固定纳米氧化铁的用量为10mg目标隔离子总量为20嵋分别加入不同种类和不同量的单干扰离子考察了单共存离子对吸附的影响结果表明当分别存在2000嵋I(+2000PgNa+2”。1000PgCa100飕Fe1000岭S04单干扰离子时对Cd(II)在纳米氧化铁上的吸附均没有影响，，一自来水样中Cd(II)的加标回收试验取实验室自来水样用045um滤膜过滤后分别加入不同量的Cd(II)在最佳吸附实验条件下用纳米氧化铁吸附回收自来水样中的Cd(II)平行分析四次最终结果以平均值计由实验结果可”’。知(表2)当自来水样中Cd的浓度为210lagmL时纳米氧化铁”对cd的回收率在90％以上可实现定量回收25．．，，，，，。，～．，，。一，表2Tab2．加标回收结果(nyresultso4)wa。，、．、RecoverfC∥’addedintapter+一、、，。3结论与展望，(1)纳米氧化铁对Cd(II)的吸附受介质pH的影响较大随着pH的不断增加吸附率急剧上升最后趋向于稳定；常见干扰离子对Cd(II)的吸附没有影响L的溶液可定量洗脱纳米氧化铁上吸(2)采用0539mol／2’”。附的Cd：随着cd平衡浓度的不断增加纳米氧化铁对cd的吸附容量不断增加最后达到吸附饱和饱和吸附容量可达2530，，。～．．’，，，．mg／g。图2．纳米氧化铁对Cd(II)的吸附等温线Adsor(3)本实验研究成果可望用于实际生产中Cd(II)的分离富集及环境中Cd(II)的治理。Fig224Cd(II)的解吸实验．ptionisothermsforCd(II)参考文献，由图1可知在较高酸度下纳米氧化铁对Cd(II)基本上没有扣吸附因此可用较高浓度的酸将纳米氧化铁上吸附的cd洗脱下”来本实验中考察了不同浓度的作洗脱剂时对cd洗脱的影响结果列于表l从表中数据可知当浓度为0530moYL”时Cd的洗脱率可达90％以上即可实现定量洗脱，，。，。赵吉寿，[1】究【J]o．颜莉戴建辉纳米磷酸铝合成及对Cr(VI)的吸附性能应用研环境污染与防治200325(2)：7173，．，，．．f2]AikhamiAfMonano，NoroozARteran．Remnaovawasl，tepreeoneentrationanddeingtermmaination，～(V11from．WadWa：tersample．sus．ghemite，．．，，。particles[J—]Colloids．dSurfacesAPhysicochemEngAspects2009，346(13、：5257表1Tab1．浓度对Cd洗脱的影响o’。f31HuJo，ChelaGHma．，IrennaneMCo．Remsova．lnadrecoveryorfCr(VI)from，wasteEffectfHN0o1’concentrationonelutionfCd2’waterbyghemiteparticle[J]WateResearch2005，39(18)：浓度／(m01．lL)％洗脱率，702．4528453605．905．[4]~lJ辉利梁美娜境科学学报2009，，朱义年，等．氢氧化铁对砷的吸附与沉淀机理[J]．．环，，29(5)：1011102010．917．20．936．30．962．(本文文献格式：李广川胡军周跃明等纳米氧化铁应用于水中镉(11)的吸附[J]广东化工201138(7)：2632)，，，．—．，，(上接第230页)42．供热循环导热油由循环泵送入热油炉进行加热后送至用热设备再经油气分离器和油过滤器排除导热油中的而其他和杂质后再经循环泵送回导热油炉从而实现供热循环导热油供热方式有次循环供热二次循环供热和间歇性供热等几种4．3注油系统注油系统有几种情况：(1)将外部导热油经注油泵注入膨胀槽或储油槽：(2)将储油槽内的导热油经注油泵注入膨胀槽；(3)将储油槽内的导热油用注油泵排至供热系统外以更换导热油44排气系统导热油供热循环系统中的气体或蒸汽经油气分离器排至膨胀槽由膨胀槽或储油罐的排气管排至系统外膨胀槽或储油罐的排气管应接至安全地点以防槽内导热油因沸腾等原因喷出而酿成火灾45冷油置换系统遇到突然停电紧急停炉时可将膨胀槽的冷态导热油经由导热油炉放入储油槽置换导热油炉内的热油至储油罐保护加热炉炉管及防止炉内导热油过热46安全排放系统，，，，。一、。，。．当系统发生超压时可通过安全阀自动泄压泄压的导热油排入膨胀槽等安全位置47稳压旁路系统当用户耗热量变化而调整导热油供油量时为保证导热油炉内导热油流速满足以下要求热传导液在加热炉炉内辐射段为ss2040m／在对流段为15~25m／不能降低热油炉内的供油量为此应将部分导热油走旁路循环旁路导热油流量用自力式稳压阀进行控制设计中还有些细节应注意如导热油极易渗漏法兰连接时公称压力不应小于16MPa的带颈对焊法兰垫片采用金属缠绕石墨垫片不得采用石棉制品导热道应采用必要的热补偿措施：导热油炉体和供热系统管道应以15倍工作压力进行水压试验等，，。．，：．．，．．。，。。一，，．，，。．。，。，参考文献S】[1]有机热载体炉安全技术检查规程【2人元道流元模式HG2055993[S]龚伟封淑管般程图基本单[]T205922009[S】3】蔡暖姝应道宴钢制管法兰垫片紧固件HG／【．一。．。—．．，，．、、—，，。．(本文文献格式：马彦峰有机热载体炉供热系统设计的探讨[J]广东化工201138(7)：229230)．．，，
