导热油变质结垢的原因分析及传热系统清洗

导热油变质结垢的原因分析及传热系统清洗

提要：导热油必须选择热稳定性好的介质。但长期使用后，导热油会产生分解、变质，并在系统的表面结垢，降低传热效率，对热媒炉运行和输油生产埋下安全隐患。当导热油传热性能下降，或者导热油中的固体含量太高时，对传热系统进行化学清洗是有效的，必要时可进行机械清洗。加入新导热油点炉脱水、脱轻组分。按脱水流程控制热媒温度，继续脱轻组分，达到使用条件。

热媒炉传热系统清洗与导热油更换

贾志学张朝晖张冬梅

热媒炉导热油即是在连续高温条件下使用的用于传导热量的油，使用温度一般在160~300℃之间，为适应这一特殊条件，导热油必须选择热稳定性好的介质。但长期使用后，导热油会产生分解、变质，并在系统的表面结垢，降低传热效率，对热媒炉运行和输油生产埋下安全隐患。所以，当导热油达到报废标准时，要及时更换并对导热油系统进行彻底清洗，延长热媒的使用寿命。

一、导热油变质结垢的原因分析

1．过热产生的结垢

有机导热油的热分解，是由于导热油温度超过其极限温度而引起的。如由于突然停电等原因，过大的热强度或流动受限制的地方，加热表面温度上升，高于热分解极限温度，会产生过热。在此情况下，裂化热分解常常导致加热表面结焦。在被氧化剂和杂质所污染的导热油中，结焦更快。

2．系统污染产生的结垢

空气渗入系统会引起导热油氧化，致使导热油系统形成大量固体污垢。通常空气的渗入来自开口的膨胀罐。导热油氧化会以一定速度形成不溶物，形成速度取决于导热油在空气中暴露程度和油温。腐蚀产物和铁锈常常是由于氧化作用和从膨胀堆等部位进入的水分产生的弱酸造成的。腐蚀产物和被氧化的导热油不溶物的混合物会沉积在换热器表面，尤其是系统的死角和低部位置。

二、传热系统清洗

1．导热油排出系统后传热系统的清洗

当导热油传热性能下降，或者导热油中的固体含量太高时，对传热系统进行化学清洗是有效的，必要时可进行机械清洗。金属氧化物一般可用酸液和鳌合剂进行清洗。在加入酸或碱液之前，可用溶剂除去污垢沉积物和淤泥中的导热油。化学清洗通常采用碱液清洗或酸液清洗：

(1)碱液清洗

制备浓度为3%~5%的苛性碱水溶液，并加入洗涤添加剂，使其在100℃下循环

通过系统所有部件，冲洗所有仪表管线，大部分沉积物会分散到溶液中，由回油管滤网除去或由系统排泄管排出。须定期检查滤网。清洗完毕后，打开低位排泄管，排除苛性碱液。

(2)酸液清洗

制备酸洗化合物的溶液，使其保持90~100℃在系统中循环，以最大流速通过每个系统部件。同样要定期检查滤网。清洗完毕后，将酸液从系统中排出，并用水冲洗系统。

(3)机械清洗

当形成的不溶物堵塞了系统或加热器表面形成硬焦时，要用机械方法清除。如用钢缠绕的耐压胶管插入系统内喷高压水，或用蒸汽喷枪以及机械刮除，或用高压氮气泵送高速喷丸或喷砂到管道中清除。也常用高温空气除焦法进行清焦。中国资产管理网。在许多情况下，系统主要部件必须采用机械清洗技术进行清洗。

2．导热油在系统中时传热系统的清洗

如果导热油只是轻度氧化，沉积物常可通过旁路过滤器除去。在低温下可用若干个能除去l00μm或更小颗粒的过滤器过滤。在系统运行状态下，可用系统旁路数个玻纤绕制的过滤器筒进行过滤。当旁路设有l00μm玻纤过滤器时，系统可保持清洁。 3．化学清洗的步骤和方法

(1)排出旧热媒

用压缩空气吹扫方法。将旁通膨胀罐的阀门关死，使系统封闭，从泵出口处引入压缩空气吹扫，从换热器等排污口排出热媒。因管网及设备存在串并联结构，排出过程中要进行切换。待系统中热媒排出大部分后，将膨胀罐的阀门打开，使罐中热媒流入系统，再将旁通膨胀罐的阀门关死用压缩空气吹扫，进行2~3遍后将系统中热媒排出，每遍约需1h。吹扫前应启动热媒泵使热媒循环，点炉使热媒温度达50℃左右，目的是降低热媒粘度。压缩空气压力保持0.4~0.6MPa。

(2)加水冲洗残余热媒

从膨胀罐加入消防水，使系统注满水。启动热媒泵，点炉使水温达80℃左右，使系统中热媒和水充分棍合以便排出。系统稳定后按(1)步骤排出热媒，此步骤需4h。

(3)加清洗剂清洗

从膨胀罐加入清洗剂浓缩液，加入水稀释，使系统注满水，膨胀罐液位在最低点即可。启动热媒泵循环系统，点炉使水温达90℃左右，循环24h，排出清洗剂及污液，步骤按(1)方法进行。对膨胀罐进行人工清污，将罐壁上锈蚀、沉积物清除，此步骤需26h。

(4)加水漂洗2~3次

从膨胀罐加入消防水，使系统注满水。启动热媒泵循环系统，点炉使水温达80℃

左右，系统稳定后按(1)步骤排废水。用试纸测试水的pH值，显示水为中性时即可。在过滤器中加入滤网（80目）及时清除积炭。此步骤需14h。

(5)排出系统内存水。

4．清洗工作中的安全及注意事项

(1)清洗过程中点炉、切换流程等操作，一定认真检查流程后再操作，防止憋压等违反规定的操作；清洗中需点炉时，应严格控制温度，防止水汽化、喷出等危险发生；防止热媒、清洗剂泄漏；在膨胀罐上作业要戴安全帽、挂安全带。

(2)导热油的安全排放温度应控制在60℃以下，排出的导热油应按照规定的处理方法处理。如果可能，在系统回油管与循环泵之间安装一个细孔滤网。如果需要，在主要系统部件上安装低位排泄管和高位排气装置。准备好辅助设备以制备清洗液和存放废导热油。

(3)由于溶剂闪点低、挥发性强，把溶剂送入传热系统之前，应采取适当的安全措施。从系统低位输人溶剂，使系统安全充满，包括膨胀罐。常温下使用滤网以防堵

塞。分别操作每个支路以达到可能的最大流量。系统中不要用含氟溶剂。

(4)尽管水对导热油没有严重影响，但它的存在会引起开车及有关挥发性的问题。用水清洗之后，系统可通过蒸烘或干气体（例如氮气）吹扫干燥。应吹扫系统所有部件和通道，包括仪表管线。

三、更换新导热油及试运转

清洗后应在系统旁路设置一个玻纤绕制的过滤器，以除去今后操作中变得疏松的残余固体物。定期检查旁路过滤器以防堵塞。主管线上的滤网可使用不易堵塞的粗网。

系统清洗后加入新导热油时，先启动循环泵，充分排除系统中的气体。加入新导热油点炉脱水、脱轻组分。按脱水流程控制热媒温度，继续脱轻组分，达到使用条件。

试运转时应脱除残余水分和挥发性物质，用氮气吹扫膨胀罐空间以除去膨胀罐中的水分。膨胀罐中通以氮气，是防止水污染导热油的好方法。

新热媒加入系统并脱水试运后应取样化验，掌握清洗的效果和新热媒运行初期的指标。化验项目包括：密度、酸值、残炭、运动粘度、开口闪点、馏程等。实际清洗中，残留在系统内的旧导热油和清洗剂会对新油指标有些影响，试运后的导热油指标与生产厂家出厂时的指标可稍有不同，如残炭应≤0.05%，酸值≤0.1mgKOH/g，其它指标的变化应在10%以内。在此变化范围内即证明清洗质量符合要求。