导热油加热器: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,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。导热油油加热器[又叫导热油温控制器、热油温控设备、油加热控温机、导热油电加热器,为大型热油温控设备,能在较低的运行压力下将导热油温度加热到350摄氏度,泵浦流量大,加热功率高。
特性
有机热载体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。导热油电加热器是一种新型、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。
电加热导热油炉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。
功能特点
1、导热油炉具有低压、高温、安全、高效节能的特点。
2、导热油炉具有完备的运行控制和安全监测装置,可以精密地控制工作温度。
3、导热油炉的结构合理、配套齐全、安装周期短,运行和维修方便,便于锅炉布置。
4、由于电加热有机热载体炉采用先进的防爆结构,可应用于工厂Ⅱ区防爆,防爆等级可达C级。
工作原理
导热油炉的也叫有机热载体炉,俗称导热油炉锅炉,官方名称为热油炉。其是以煤、油、气为燃料,以导热油炉为循环介质供热的新型热能设备,导热油炉指载热工质为高温导热油炉(也称热煤体、热载体)的新型热能转换设备,通常也用“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,导热油炉的优势在于“高温低压“、运行平稳而被广泛运用。
导热油炉的原理:是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料,导热油炉为热载体。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。广泛用于如石化、纺织、印染、塑料、橡胶、食品加工、木材加工、沥青加热、纸箱生产、蔬菜脱水、烤漆、铸造砂模烘干等。导热油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,导热油炉得到了不断的发展和应用。
由于它具有高温(320℃以上)低压(0.3-0.5MPa)的优点,且其供热温度可精确控制,因此可取代原蒸汽锅炉供热。同时该设备不需要水处理设备并且无蒸汽锅炉的跑、冒、滴、漏等热损失,所以其一次性投资省,运行费用低,是一种安全、高效、节能的供热设备。
导热油炉锅炉是基于强制循环的设计思维而开发的直流式特种导热油炉。封闭循环供热,与大气相通,可延长锅炉的使用寿命,液相输送热能,热损失小,节能效果显着,环保效果好。由于采用盘管式结构,因此,受热面充足,使其具有较高的热效率。
导热油炉锅炉,显着的特点是逆流换热,燃烧排烟温度与热导油出口温差在30℃以下。导热油炉其卓越的结构,主要是在较低的压力下运行,获取450℃以下的工作温度,具有低压高温的特点。
工作流程
导热油加热器是将电加热器直接插入有机载体(导热油)中直接加热,并通过高温油泵进行强制性液相循环将加热后的导热油输送到用热设备,再由用热设备出油口回到热油炉加热,形成一个完整的循环加热系统。导热油加热器采用数显温控仪控温,具有超温报警、低油位报警、超压力报警功能,它是化工、纺织、印染、食品、塑料、薄膜等行业中一种高效节能供热设备。
导热油加热器的工作原理和流程:强调热量是由浸入导热油的电加热元件产生和传输的,以导热油为介质,利用循环泵,强制导热油进行液相循环,将热量传递给用一个或多种用热设备,经用热设备卸载后,重新通过循环泵,回到加热器,再吸收热量,传递给用热设备,如此周而复始,实现热量的连续传递,使被加热物体温度升高,达到加热的工艺要求。导热油加热器主要运用于:石油及化学工业、油脂工业、合成纤维工业、纺织印染工作、非织造工业、饲料工业、塑料及橡胶工业、造纸工业等。
导热油加热器若出现异常怎么办
异常1: 当循环泵的电流比正常值低时,导致循环泵的效率和流量下降。
原因:有可能是供热管线积垢堵塞造成的。
处理:清洗消堵。
异常2:循环泵压不改变,电流升高而流量却下降。
原因:有可能是热传导液变质,粘度增加造成的。
处理:及时更换或再生导热油,同时注意排气。
异常3:循环泵电流值减小,出口泵压回零,说明泵空转不供油。
原因:可能是导热油汽化所致,查明汽化原因采取相应的措施。
处理:若是因过滤器堵塞而使循环泵抽空,应立即开旁通清洗过滤器;若是因新增加的热传导液含水或水分解的气体在系统内未排除,则应立即打开放空阀排气。
异常4:液相热载体炉出口温度低,供热量不足,而排烟的温度超过300℃。
原因:引风不足使燃烧强度不够,造成排烟温度低。
处理:及时吹灰。着重检查炉后部出渣机水封、除尘器出灰口等处是否封闭好,有无冷风大量漏入。
异常5:过滤器前后压差增加,泵入口压力下降时,
原因:可能是滤网阻塞。
处理:开通旁路,将过滤器拆卸清洗。
异常6:炉排停止转动。
原因:链条太松,与链轮啮合不好导致,或者是因链轮磨损严重,与链条连接不良造成的。
处理:调整两侧的调整螺丝,将炉排拉紧,若仍不能正常转动,则需要调换链轮。
异常7:炉排卡住。
原因:炉排片折断或销子脱落。煤中有金属夹杂物将炉排卡住;炉排片拱起;挡渣器(老鹰铁)尖端下沉,将炉排卡住。
处理:用板手倒转炉排清除杂物,更换断裂炉排片后再启动,如启动后再卡住,则停止转动后,详细检查原因
原因 :
加热特点
1、加热速度快,传热效率高,不易结垢。
2、可对油品定量加热,需要多少加热多少。
3、油品不会出现局部高温、炭化,保证了油品质量及加热器传热效率。
4、油罐内出油口温度最高,保证了倒出油品流动性。
5、避免了反复对罐内油品进行加热,保证了油品色度、降低了油品处理的成本。
6、使用寿命长,耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能,极大的提高了换热器整体性能。
7、工艺结构设计先进,保证了油品顺利流出及较好的“抽罐底”作用。
8、可实现自动化控制,可根据油品的进出温度及倒油流量控制蒸汽进给量。
9、结构紧凑,安装与维修方便,不会因为加热器的安装而影响罐体的安全。与U型管换热器比较,在同等换热面积情形下:涡流热膜换热器的外型尺寸,仅为U型管换热器外形尺寸的二分之一左右。
10、相对于电加热方式,更安全,加热更温和,对油品品质影响更小。
据【石油化工技术推广中心】介绍,此新型油罐加热技术已经获得多项国家专利,已经在中石油多个油气储运单位得到应用。
性能
1、能在较低的运行压力下<0.5Mpa,获得较高的工作温度≤320℃,降低了用热设备的受压等级,可提高系统的安全性。
2、加热均匀柔合,温度调节采用PID自整定智能控制,控温精度高≤±1℃,可满足高工艺标准的严格要求。
3、体积小,占地少,可安装在用热设备附近,不需专设锅炉房,不需要设专人操作,可降低设备投资及运行费用,回收投资快。
应用行业
石油及化学工业:聚合、缩合、蒸馏、熔融、脱水、强制保温。
油脂工业:脂肪酸蒸馏、油脂分解、浓缩、酯化、真空臭等反应釜控温,反应釜加热。
合成纤维工业:聚合、熔融、纺丝、延伸、干燥。
纺织印染工作:热定型辊筒加热、烘房加热、热容染色。
非织造工业:无纺布。
饲料工业:烘干。
塑料及橡胶工业:热压、压延、挤压、硫化成型。
造纸工业:干燥、波纹纸加工。
木材工业:多合板、纤维板加压成型、层压板加热,热压板加热,油压机控温,木材干燥。
建材工作:石膏板烘干、沥青加热、混凝土构件养护。
机械工业:喷漆、印花烘干。
食品工业:烘箱加热,夹层锅加热。
空调工业:工业厂房及民用建筑采暖。
筑路工业:沥青熔化、保温。
制药工业:烘干。
轻工业:生产油墨、洗衣粉。
.加热功率计算公式
1.加热功率计算公式,选型的计算方法特殊的情况需进行计算:
A、求加热器功率/冷却功率KW=W×△t×C×S/860×T
W=控温设备重量或冷却水(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(控温设备所需热量Kcal/H)/C(媒体比热水=1油=0.45)×△t(循环媒体进出控温设备的温差)×α×60
操作使用管理
第一条电加热导热油炉的操作人员,应经过电加热导热油炉方面知识的培训,并经当地锅炉安全监察机构考核发证。
第二条电加热导热油炉使用单位,必须制订电加热导热油炉操作规程。操作规程应包括电加热导热油炉启动、运行、停炉、紧急停炉等操作方法和应注意事项。操作人员必须按操作规程进行操作。
第三条电加热导热油炉范围内的管道应采取保温措施,但法兰连接处不宜采用包复措施。
第四条电加热导热油炉在点火升压过程中,应多次打开锅炉上的排气阀,以排净空气、水及有机热载体混合蒸汽。对于气相炉,当有机热载体的温度与压力符合对应关系后,应停止排气,进入正常运行。
第五条有机热载体必须经过脱水后方可使用。不同的有机热载体不宜混合使用。需要混合使用时,混用前应由有机热载体生产单位提供混用条件和要求。
第六条使用中的有机热载体每年应对其残碳、酸值、粘度、闪点进行分析,当有两项分析不合格或热载体分解成份的含量超过10%时,应更换热载体或对热载体进行再生。
第七条电加热导热油炉受热面应定期进行检查和清洗,应将检查和清洗情况存入锅炉技术档案。
第八条电加热导热油炉安装或重大修理后,在投入运行前应由使用单位和安装或修理单位进行1.5倍工作压力的液压试验,对于气相炉应按第15条进行气密性试验。合格后才能投入运行。液压试验与气密试验时,当地锅炉安全监察机构应派人参加。
第九条锅炉房应有有效的防火和灭火措施法。
导热油加热器调试步骤
调试:
调试是进一步考证安装质量、系统工作性能和熟悉操作要领,保证正常运行的重要工作,应有管理人员、技术人员、操作人员共同参加,在设备初次启动后的运行中,应对设备工况进行测定和记录,以保证今后系统的正常运行。调试工作分冷态和热态两个步骤进行。
1.冷态调试:
①目的:
检查各单元设备的运转正常与否。
检查冷态条件下的系统运行正常与否。
使操作工作熟悉和掌握操作要领。
②要求:
所有电机转向正确,设备负荷正常,动作正确连续运行2小时以上。
循环油泵在水压试验前应进行冷态调试。
做好调试运行记录,及时排除可能出现的故障。做好调试前的一切准备工作。
③冷态调试步骤:
检查所有设备及管线安装是否符合图纸要求。
检查系统试压冲扫是否符合要求。
检查电器系统及控制仪表是否装妥。
热油泵轴承箱及其它传动机构根据要求注入润清油或润滑脂。
将各运动机构单机试运转,检查运转方向是否正确,声音是否正常。
调节系统各个阀门,为注油、试车做好准备。
注油泵向高位膨胀槽注油。
启动热油循环泵。
观察热油循环泵进出口压力、炉本体压降及进出口油温,排烟温度等仪表的工作显示是否正常。
冷态运行连续四小时以上,如无异常现象,方可进行热态调试。
2.热态调试
热态调试应包括用热设备在内的运行操作,请按表一进行。
⑴.初升温阶段:
启动热油循环泵,进行冷炉点火。冷炉点火后,以每10℃/时的升温速度进行升温。直到90~95℃。因冷炉时油的粘度大,受热面管内流速较低,管壁油膜较厚,传热条件差,容易使局部油膜温度过高。
⑵.脱水阶段:
90~110℃范围内是驱赶系统内残存水份和有机热载体所含微量水份阶段。升温速度控制在0~5℃/时的范围内,此时间的长短视脱水情况而定。当高位膨胀槽放空管处排气量较大,底部有水击声,管道振动加剧,各处压力表指针摆动幅度较大时。必须停止升温,保持恒温状态,必要时可打开炉门减弱燃烧。
这个阶段的长短视残存水份的多少和热载体的质量而定。决不能盲目加快升温脱水速度,因一旦系统内水份剧烈蒸发汽化,体积将膨胀1000余倍,不仅引起“突沸”,使油位急剧膨胀大量喷出,而且可能使受压元件破裂酿成事故。
⑶.再升温阶段:
当有机热载体炉和管道中响声变小,热油循环泵不再出现抽空现象(泵出口压力降至0.1MPa以下,有沉重的喘气声)时,可以5℃/时的速度再升温,但不能超过120℃,直到放空管不在有汽体排除为止。
⑷.脱轻组分(脱气)阶段:
脱水过程完成后,以30℃/时的速度再升温,但仍应注意可能会有残余水份蒸发,随时停止升温。当温度达到210~230℃时要停下来,这时主要脱去热载体中的轻组分。在液相供热的热载体中的轻组分以气相存在,会造成“气阻”使热油循环泵压力不稳,流量下降或中断。
脱轻组分过程的长短视残热载体的质量而定。当放空管不在有气体排出,热油循环泵压力稳定,即可以0~10℃/时的速度再升温。
⑸.再升温阶段:
从210直到热载体工作温度是在脱气结束后以40℃/时的速度再升温,,这时候应全面考察各检测仪表的指示、动作是否灵敏、准确。各配套辅机、附属设备工作是否正常。全面检查热载体炉和整个供热系统工作是否正常。
3.注意事项:
①.压差不稳定时,不得投入使用。
②.停炉时,油温应降至80℃以下时,热油循环泵方可停运。
③.高温状态时要确保导热油循环良好。
④.正常工作时,高位槽内导热油保持高液位,贮油槽内导热油应处于低液位。
⑤.应按规定对各机械润滑点注油。
⑥.出油温度不得超过导热油的允许工作温度。
⑦.不同品种导热油一般不得混用。
⑧.冷炉点火必须先开热油循环泵后再点火,
⑨.点火升温过程中脱去的水分以水蒸汽形态经膨胀管进入膨胀槽,其中一部分以气体从排空管排出,另一部分凝成水分沉入槽底,要避免这部分水分再次进入循环系统,在升温过程中应定期打开膨胀槽底部排污管,放出冷凝水。
⑩.当热载体升温到200℃以上时,应对热载体炉和整个供热系统进行全面检查,并对所有的联结螺栓进行一次热紧,消除因膨胀不均引起的泄漏。
六.压力试验:
在整个供热系统全部按标准安装完毕后进行试压,液相热载体炉以1.5倍的工作压力试压,使用试验介质不可以用水,因为水压试验不易将水排净,形成安全运行隐患。试压时气温应大于5℃以上,在试验压力下保持20分钟,在降至工作压力时检查各联结部位有否泄露现象,若有应及时整修完毕后重新做压力试验。
七.煮炉:
⑴.煮炉的目的是在有机热载体炉内加入NaOH和Na3Po4.12H2O进行化学处理,采用碱性煮炉,使金属表面形成护膜,保把管内油污、铁锈除去以减少有机热载体的脱水时间。,用磷酸三钠(Na3PO4.12H2O)和氢氧化钠(NaOH)配制成溶液后加入炉内煮沸1-2天。
⑵.药品应溶解成溶液后方可加入炉内,配制和加入药液时,应采取安全措施。
⑶.用专用清洗液YDJ配制以0.5-0.7%的氢氧化销加入炉内煮沸1-2天,待炉冷却至70℃以下时从排污阀排出,并用清水冲洗干净。煮炉合格后冲洗干净后再用压缩空气将锅内管道内滞留水分吹干。
⑷.煮炉后应符合下列要求:
①盘管、出、回油集管内壁应无油污。
②擦去附着物后金属表面应无锈斑。
煮炉工作应可在烘炉后期同时进行。
八.升火与升温:
有机热载体炉具备投入运行条件后才可点火升温,点火升温必须严格按操作规程进行。
1、点火前的准备:
⑴、热载体炉内残存水分已放尽吹干,炉内无杂物所有孔类已密闭,使用填料符合热载体介质要求。
⑵、所有安全附件的保护装置已安装验收合格。
2、介质化验及冷态循环:
⑴、有机热载体炉内所使用的热载体必须是合格品,使用温度必与供热条件一致。锅炉出口温度至少比热载体允许使用温度低30-40℃,否则会发生分解变,提前失效。
该炉选择的有机热载体为“YD-320”型,在20℃时的其性能参数如下:
①.密度1022kg/m3:②.粘度20厘沲:
③.导热系数0.4342KJ/m.h℃:④.比热1.7899KJ/Kg℃:
⑤.普郎特数229.5:⑥.酸值0.02mgKOH/g:⑦.残碳≤0.05w%:
⑧.胶质53mg/100ml:⑨.总硫含量0.15%:
⑩.最高允许油膜温度330℃:⑾.外观为淡黄色透明液体:
⑿.毒性为低毒:⒀.闪点≥110℃:
⑵、装油:将化验合格的热载体用注油泵往锅炉内注油,在注油泵向系统注油时,应再检一遍炉体内所有供热系统的阀门同时逐一打开排污阀排除空气,直至有油流时关闭,当高位膨胀槽液位计出现油时停止注油然后启动循环泵进行冷油循环。
⑶、冷油循环:冷油循环的目的是试验整个供热系统是否有阻现象,设备阀门等处有无渗漏。每台油泵要轮转流启动冷油在系统内循环不少于6小时。
⑷、清洗过滤器:冷油循环中系统内一些金属物及杂质沉积物等随着冷油在油泵前的过滤器中截流,冷循环结束后拆开过滤器彻底清扫。
点火升温及脱水:
点火升温及脱水过程参照热态调试章节
运行指标和调节,有机热载体使用时,其出口温度低于制造提供的最高使用温度20-40℃其调节指标主要靠近出口温度,当进出口温差减小时(回油温度高)应相应减弱燃烧。当回温降低时应强化燃烧。任何时候决不能盲目提高出口温度的方法来增加供热量。当出口温度超温起温仪表报警时应及时停炉清洗。
安全要点
导热油炉的主要危险是火灾。导热油一旦从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,导热油炉也会因导热油带水等原因,而发生爆炸事故。防范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、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。
2、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。
3、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。
防爆知识
导热油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。有机热载体炉的工作压力虽然比较低,气导热油炉但炉内热传导液温度高,且大多具有易燃易爆的特性,在几乎常压的条件下,可以获得很高的操作温度。即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求,提高了系统和设备的可靠性。由于它具有高温(320℃以上)低压(0.3-0.5MPa)的优点,且其供热温度可精确控制,因此可取代原蒸汽锅炉供热。
导热油加热炉供热温度可达350℃,熔盐炉供热温度可达530℃。节约水资源:可替代水资源贫缺的地区以水为介质的蒸汽锅炉供热,且在寒冷地区不易冻结。因为燃油燃气导热油炉燃烧后均不产生燃料灰渣,故燃油燃气导热油炉无须排渣举措措施。喷入炉内的油气假如与空气在一定范围内混合或熄灭,就轻易爆炸。导热油炉的导热油与另一类高温传热介质熔盐相比,在操作温度为400℃以上时,熔盐较导热油在传热介质的价格及使用寿命方面具有绝对的优势,但在其它方面均处于明显劣势,尤其是在系统操作的复杂性方面。
炉管排列采用即不窝气,又不存水的结构,并加装顶盘管与同类设备相比节能5%左右.使用中阻力小、流速大、压力稳;安全耐用。燃油燃气导热油炉均需采用自动化的燃烧与控制系统。燃油燃气导热油炉结构紧凑,小型的导热油炉本体及其透风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上,大中型的也可组装出厂。
化学清洗
化学清洗有以下好处:
1、有效清除管壁上固化或半固化油垢。
2、有效清除导热油裂解碳化形成的中、高温积炭。
3、防止导热油老化失效,提高传热效率,降低能耗,节约运行成本。一般情况下可节约能源5%以上。
4、防止炉体管道局部失效,延长使用寿命。
5、保证产品质量和生产任务。
导热油炉清洗剂主要通过碱、有机溶剂与表面活性剂(简称SAA)这3种基本成分的组合,并加入络合剂、氧化剂、缓蚀剂、吸附剂与防沉积剂等其他助剂,再通过加温、机械冲刷等作用,最终达到清除系统中焦垢的目的。清洗剂清焦作用是通过表面活性剂的增溶、湿润、吸附、乳化和分散来实现的。以下是奇联导热油炉专家综合了国内外的导热油炉化学清洗技术列出的几个方案:
①碱洗和酸洗两步法工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→碱性清洗剂→水冲洗→酸洗→钝化→完毕。原理:碱性水基清洗剂对油质中温积炭处理效果良好,但处理后试件内壁仍残留有致密石墨化高温积炭层,因此须经过进一步的酸洗除去,以避免残留碳层影响导热油质量及传热效果。碱洗、酸洗两步法清洗工艺用于热媒炉及管道积炭,具有清洗率高、清洗温度较低、无毒、清洗成本低的优点。该法虽能清除垢层,但工艺繁多,存在着酸碱腐蚀,缩短机器寿命,会造成二次污染,并且要在导热油炉停车的情况下进行,影响生产。
②溶解清洗法工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→有机溶剂清洗液(有机溶剂+SAA+助剂)清洗→钝化。原理:由于焦炭垢是一种以有机物为主的成分复杂的混合污垢,与金属表面的粘附主要是范德华力的物理吸附,采用“溶解洗涤法”,将焦油溶于有机溶剂中,随有机物的溶解而自然除去。该清洗剂的清洗能力相当强,受温度影响不是很大。该清洗剂清洗后经澄清过滤处理,再添加适量表面活性剂和助剂可重复使用。残渣可掺入煤中燃烧,既降低成本又减少环境污染。但该清洗剂具挥发性,安全性低,成本高。
③复合清洗剂清洗法工艺:排出导热油→蒸汽吹扫滞油→清洗液循环清洗。原理:复合清洗剂主要由数种表面活性剂在助洗剂的协同作用下首先在油垢表面吸附使其润湿、膨胀而后清洗剂渗透到油垢间隙使油污物在复合清洗剂作用下逐渐卷缩成胶束不断乳化经泵连续循环冲刷可使分散乳化的油污物脱离传热表面。此清洗剂既能有效破碎、分散积炭也能高效地溶解有机碳氢化合物工艺简单基本对设备无腐蚀。但此法会造成二次污染且须在停车的情况下进行清洗影响生产。
④有机添加剂清洗法工艺:只需在运行着的导热油中加入添加剂就可使积炭剥落再经澄清过滤处理除油渣。原理:此添加剂利用相似相溶原理洗脱焦油垢或使焦油垢降解防止导热油的变质。此法在不停车的情况下进行清洗添加剂能耐260℃以上的高温溶于导热油不影响导热油的物性用量不能超过导热油的千分之一。使用时导热油炉与管道不用降温不影响生产。此法工艺简单节约成本除去油渣后的导热油可再利用不污染环境是化学清洗法清洗导热油管道的趋势。
应急措施
导热油在加热系统中进行加热循环,一旦发生故障,必定要影响生产,甚至发生事故,因此必须及时分析发生故障的原因,并尽快排除故障,恢复系统循环及生产。
导热油系统易发生的故障及应急处理方法:
1、膨胀槽溢油
膨胀槽是导热油加热系统中的重要设备之一,其主要功能是克服导热油因加热温度升高体积膨胀及系统超压的安全装置,也起着补充压头、平衡系统、排放残余水分及低沸点物等作用。因此,当加热循环系统内导热油压力超过它与膨胀槽的压力差时,系统中的油汽混合物就会冲出膨胀槽,造成溢油现象,而溢油很可能引起火灾的危险和烫伤生产人员。
所以说,引起溢油的根本原因是系统中的油温剧变而发生油位的急剧上升,油压也随之急剧升高,使系统失去平衡。下面几种情况可能发生溢油现象:
①开车时脱水升温速度过快,由此引起水蒸汽及低沸点挥发物大量冲击膨胀槽造成溢油。
防止的办法:严格按升温曲线的要求进行升温,并根据压力波动及排汽的情况调整升温速度;
②多台用热设备频繁交替使用,当温度高的导热油急速大量流入低温系统并与冷油接触,冷油吸热后低沸点组分大量汽化蒸发,同时体积发生较大的膨胀引起溢油。
解决的办法:当低温用热设备投入运行时,阀门应慢慢打开而逐步加大,使冷热油的热交换逐步平衡就可避免溢油;
③因热油泵发生故障或是系统漏油,或因突然停电造成系统循环中断,这时,因炉膛中温度很高,瞬间油温随之迅速上升,使原来导热油中沸点较高不易挥发的组分也大量汽化蒸发,这股汽和油的混合物急速直冲膨胀槽而造成溢油。
解决的办法:迅速停止加热,立即打开膨胀槽通往热油炉的汇油阀,使高位膨胀槽的导热油徐徐流过炉膛中的炉管并流入低位贮油槽。与此同时,应迅速排除故障使系统恢复正常循环。
2、热油系统中电流及泵压波动幅度较大,高位膨胀槽的底部及热油管道发出汽锤声。这是因为导热油中有水分汽化蒸发造成,查出原因及时排除水分或更换新油。
3、导热油系统压差不稳发生的异常与处理:
①系统中过滤器堵塞产生阻力,应清洗过滤器;
②导热油流量下降,热油泵故障或系统管道堵塞,应分别检查并予以排除;
③导热油长期运行后低沸点组分汽化蒸发或漏油,使系统中的循环油量不足,应堵漏或添加新油新
④导热油变质,粘度上升,流量下降,要进行必要的添加或更
⑤热油炉进出口温度差超过规定值,而油温又达不到工艺要求:
(a)热油系统及导热油中水分及低沸沸点易挥发物质未脱净,只要脱净后温度就会上去;
(b)热油输送管线太长,保温又不好,应加强保温措施或更换性能好的保温材料;
(c)超负荷运行应对用热设备进行调整;
(d)导热油裂解或氧化变质,粘度、胶质、残炭增加,流动性变差,热效率下降,应取样测试技术指标变化情况添加或更换新导热油。
设计和计算
一、电加热的设计和计算,通常按以下三 部分进行:
1、计算从初始状态按要求在规定的时间内加热至设定温度所需要的功率。
2、计算维持介质温度不便的前提下,实际工作中所需要的功率。
3、加热器型号和数量的选择,总功率取以上两种功率的最大值,并考虑1.2系数。
公式:1、初始维持加热所需要的功率Kw=(C1M1△T+C2M2△T)/863/H+P/2
P最终温度下容器的散热量单位:千瓦
H为初始温度加热至最终所需要的时间单位:小时
M1、M2分别为容器和介质的质量,单位:千克
C1、C2分别为容器和介质的比热,单位:千卡/(千克℃)
△T为最终温度和初始温度之差,单位:℃。
2、维持介质温度所需要的功率:Kw=C2M3△T/863+P
M3为每小时增加的介质单位:千克/小时。
二、为了方便人们的设计,以下提供了一些速算公式
1、静止水、油加热所需功率(不考虑容器热耗)Kw=CM△T/863/H
C:比热千卡/(千克.℃)
M:质量千克△T
H:时间:小时。
2、流动的水、油加热所需功率(不考虑容器热耗)Kw=CF△T/14
C:比热千卡/(千克.℃)
M:流量千克/分△
T:温差℃。
3、通道式空气加热(常压)Kw=F△T/40
M:流量米3/分
△T:温差℃
40:系数千瓦.分(米3/分)
Vout=Vin(Tout+273)/(Tin+273)
Vin,Vout:通道进出口流速
Tin,Tou:通道进出口温度℃。
功率计算方法
模温机选型的计算方法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
选择模具温度控制器时,
以下各点是主要的考虑因素;
1.泵的大小和能力。
2.内部喉管的尺寸。
3.加热能力。
4.冷却能力。
5.控制形式。
从已知的每周期所需散热量我们可以很容易计算冷却液需要容积流速,其后再得出所需的正确冷却能力,模温控制器的制造商大都提供计算最低的泵流速公式。在选择泵时是很有用,它准确地列出了不同塑料的散热能力。
以下决定泵所需要提供最低流速的经验法则:
若模腔表面各处的温差是5℃时,
0.75gal/min/kW @5℃温差或是
3.4151/min/kW @5℃温差
若模腔表面各处的温差是1℃,则所需的最低流速需要按比例乘大五倍即是3.75gal/min/kW 或是 17.031/min/kW。为了获得产品质量的稳定性,很多注塑公司都应该把模腔表面的温差控制在1-2℃, 可 是 实 际 上其中很多的注塑厂商可能并不知道这温差的重要性或是认为温差的最佳范围是5-8℃。
计算冷却液所需的容积流速,应使用以下的程序:
1.先计算栽一塑料/模具组合的所城要排走的热量:若
以前述的PC杯模为例,则实际需要散去的热量是:
一模件毛重(g)/冷却时间(s)=208/12=17.333g/s
PC的散热率是=368J/g或是368kJ/kg
所以每周期需要散去的热量=368×17.33/1,000=6.377kW
2.再计算冷却所需的容积流速:
按照上述的经验法则若模腔表面的温差是5℃时,流速=6.377×0.75=4.78gal/min或是=6.377×3.41=21.751/min 若模腔表现的温差是1℃则流速=4.78×5=23.9gal/min或是=21.75×5=108.731/min
3.泵流速的规定
为了得到良好的散热效果,泵的流速能力应较计算的结果最少大10%,所以需使用27gal/min或是120/min的泵。
4.泵压力的规定;
一般模温控制器的操作压力在2-5bar(29-72.5psi),由于在压力不足的情况下会影响冷却液的容积流速(流动的阻力产生压力损失),所以泵的压力愈高,流速愈稳定。
对于冷却管道很细小的模具(例如管道直径是6mm/0. 236in),泵的压力便需要有10bar(145psi)才可提供足够的散热速度(即是冷却液速度)。
大体上冷却液的容积液速要求愈高,管道的直径愈少则所需要的泵输出压力愈大。所以在一般应用模温控制器的压力应超过了3bar(43.5psi). B、加热能力
图4.8是典型的加热计算表,提供了就模具重所需要的加热量。图4.8的计算用法下:
1.纵轴代表着模具的重量。
2.横轴代表着模具升温至所需温度的热量,单位是kW/hr。
3. 37℃-121℃的各温度斜线提供了模具重量和模温控制器的发热能力在相应温度下的关系。
例如我们可以从图查知:
1.把重量500kg的模具升温至50℃所 需的加热能力是3.3kW/hr。
2.把重700kg的模具升温至65℃所需的别热能力是6.5kW/hr。
总的来说,加热能力愈强,则所需的升温时间,便相应地减少了(加热能力双倍,升温时间减少)。往往就是因为模温控制器的能力太低,引致模具不能达到最佳的温度状态。欲想知道模温控制器实际表现,我们可以比较它的实际的和计算的模具升温时间。
选型方法
反应釜导热油加热器温度控制机,反应釜导热油加热器设备的选型参数:
1、反应釜的大小;
2、反应釜的重量;
3、反应釜夹套或盘管的容积;
4、反应釜内的物料的参数:密度、比热、粘度等
5、反应釜内物料所需要达到的温度,及加热到这个温度的时间要求;
6、反应釜夹套的进出口是多大;
7、是否需要制冷或防爆;
8、反应釜的图纸是否可以提供;
9、反应釜工作的工艺要求;
10 反应釜夹套或盘管能承受的多少压力;
11 反应釜导热油加热器距离反应釜多远,链接管径的大小;
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