影響導(dǎo)熱油使用壽命的因素

導(dǎo)熱油這一傳熱介質(zhì)，同樣有其使用壽命長短之別。其壽命長短主要由導(dǎo)熱油本身原料、性質(zhì)、配料及加工工藝等因素決定；同時也有導(dǎo)熱油運行溫度、熱油爐設(shè)備、熱油爐清洗和導(dǎo)熱油修復(fù)與增壽等因素的影響。為了延長導(dǎo)熱油使用壽命，從影響導(dǎo)熱油使用壽命的四大因素：導(dǎo)熱油質(zhì)量、導(dǎo)熱油運行溫度、熱油爐設(shè)備、熱油爐清洗、導(dǎo)熱油修復(fù)和增壽等分別敘述如下。

1.1 導(dǎo)熱油質(zhì)量

導(dǎo)熱油本身質(zhì)量是導(dǎo)熱油壽命的關(guān)鍵。先天不足的導(dǎo)熱油，很難保證導(dǎo)熱油的長壽命。是否用質(zhì)量好的原料油生產(chǎn)，是決定導(dǎo)熱油質(zhì)量好壞的首要因素。導(dǎo)熱油質(zhì)量是什么？現(xiàn)今一般把導(dǎo)熱油的理化指標(biāo)看成是其質(zhì)量指標(biāo)，導(dǎo)熱油有酸值、殘?zhí)?、黏度、閃點、水分、密度、餾程、凝固點、抗氧化性、腐蝕性、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、熱穩(wěn)定性等十幾個理化指標(biāo)，每個指標(biāo)數(shù)值大小均會影響導(dǎo)熱油的使用壽命。但不能一味追求某指標(biāo)值最大或最小，應(yīng)有個度的概念，適量值才是最合適的。

導(dǎo)熱油運行使用過程中，理化指標(biāo)是持續(xù)變化的，導(dǎo)熱油的質(zhì)量除靜態(tài)理化指標(biāo)外，更應(yīng)注重導(dǎo)熱油運行使用過程中理化指標(biāo)的動態(tài)變化趨勢。導(dǎo)熱油在高溫運行中，理化指標(biāo)變化速率越慢即導(dǎo)熱油的壽命越長。分析導(dǎo)熱油在使用過程中理化指標(biāo)的變化情況，是延長導(dǎo)熱油壽命的有效途徑。

1.2 導(dǎo)熱油添加劑的配伍性

導(dǎo)熱油是由原料油和多種添加劑組成的混合物，每種添加劑有其特定的功能，當(dāng)加入多種添加劑時，會產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)或結(jié)抗效應(yīng)，也就是“1+1>2”或“1+1<2”，導(dǎo)熱油添加劑的配伍性是導(dǎo)熱油廠家技術(shù)人員長期研制經(jīng)驗的積累，使導(dǎo)熱油添加劑的配伍性調(diào)整到最佳。

1.3 導(dǎo)熱油精制程度

導(dǎo)熱油精制程度不同將直接影響導(dǎo)熱油質(zhì)量，用來衡量導(dǎo)熱油精制程度的主要指標(biāo)有殘?zhí)亢退嶂?。有些新?dǎo)熱油殘?zhí)亢退嶂岛芨?，根本不能?dāng)作導(dǎo)熱油用，準(zhǔn)確地說這種導(dǎo)熱油一旦進(jìn)入加熱系統(tǒng)，殘?zhí)亢退嶂档臄?shù)據(jù)變化非?？?，馬上就會變質(zhì)。這些導(dǎo)熱油價格較低，比常規(guī)原料進(jìn)價還要低，但使用壽命不長，對設(shè)備也不利，無法長期使用，結(jié)果是所付出費用比用好的導(dǎo)熱油還要高。

1.4 導(dǎo)熱油變化速率

久星導(dǎo)熱油年變化速率在10%左右，理論壽命達(dá)10年。這些導(dǎo)熱油在使用2～3年后導(dǎo)熱油變化速率會加快變化，由線性狀轉(zhuǎn)化成曲線狀，后期達(dá)20%～30%，加速導(dǎo)熱油的變質(zhì)，結(jié)果使導(dǎo)熱油的使用壽命維持在3～5年。

而一些質(zhì)量差的導(dǎo)熱油年變化速率在20%左右，后期導(dǎo)熱油變化速率在40%～50%，導(dǎo)熱油的使用壽命僅有1～2年。

1.5 導(dǎo)熱油工藝溫度

導(dǎo)熱油工藝溫度是指導(dǎo)熱油加熱物料的溫度。當(dāng)工藝一定時，這一溫度是衡定不變的，如印染業(yè)工藝溫度在180～220℃，木材行業(yè)工藝溫度在200℃左右。

導(dǎo)熱油工藝溫度高時，導(dǎo)熱油運行溫度相應(yīng)提高，導(dǎo)熱油的使用壽命也相應(yīng)縮短。

1.6 導(dǎo)熱油運行溫度 

導(dǎo)熱油運行溫度是指導(dǎo)熱油直接加熱運行的溫度。新設(shè)備一般在工藝溫度上加30～50℃，當(dāng)導(dǎo)熱油設(shè)備用舊時，導(dǎo)熱油運行溫度需在工藝溫度上加50～100℃，且隨加熱設(shè)備中結(jié)焦程度而變，故新舊設(shè)備的導(dǎo)熱油運行溫度相差較大。

導(dǎo)熱油運行溫度的高低對導(dǎo)熱油氧化速度和生成物有很大影響。導(dǎo)熱油運行溫度高時，導(dǎo)熱油使用壽命短；而導(dǎo)熱油運行溫度低時，導(dǎo)熱油使用壽命長。當(dāng)導(dǎo)熱油運行溫度到達(dá)極限溫度時，導(dǎo)熱油使用壽命會大幅下降。

1.7 導(dǎo)熱油的鏡膜溫度（T_my）

導(dǎo)熱油分解達(dá)10%時的溫度為導(dǎo)熱油的鏡膜溫度（T_my）。

熱油爐設(shè)備管壁上接觸導(dǎo)熱油的溫度為管壁的鏡膜溫度（T_mb）。

當(dāng)T_my mb時，導(dǎo)熱油使用壽命短；當(dāng)T_my>T_mb 時，導(dǎo)熱油使用壽命長，所以應(yīng)調(diào)節(jié)好兩者溫度。

1.8 外界或人為因素

相同設(shè)備和相同的導(dǎo)熱油，不同的人使用，其導(dǎo)熱油壽命是不相同的。我國系統(tǒng)自動化程度大部分不高，人工操作過程與人的情緒和作風(fēng)有關(guān)，從而影響熱傳導(dǎo)系統(tǒng)參數(shù)的控制，也必將影響導(dǎo)熱油的使用壽命。例如突然停電還沒來得及補救，或人為忘記關(guān)閉閥門，系統(tǒng)泄漏而造成導(dǎo)熱油突然變質(zhì)等等。

1.9 導(dǎo)熱油系統(tǒng)

導(dǎo)熱油系統(tǒng)可分成三部分：導(dǎo)熱油吸熱裝置、導(dǎo)熱油放熱裝置以及導(dǎo)熱油傳遞裝置。

導(dǎo)熱油吸熱裝置有燃煤、燃油和燃?xì)饧訜釥t、電加熱器等。導(dǎo)熱油在爐管里接受燃料燃燒產(chǎn)生的熱量和煙氣經(jīng)過爐管壁傳遞的熱量，或者導(dǎo)熱油接受電加熱元件傳遞的熱量，提高了自身溫度。

導(dǎo)熱油放熱裝置有熱交換器、散熱片、反應(yīng)釜等，導(dǎo)熱油通過熱交換將熱量傳遞給生產(chǎn)裝置或生產(chǎn)物料。而生產(chǎn)換熱設(shè)備廠家和應(yīng)用單位主要考慮換熱面積是否達(dá)到要求，對導(dǎo)熱油的性能考慮較少。所以當(dāng)導(dǎo)熱油流到換熱設(shè)備死角時，會影響導(dǎo)熱油傳熱效果和使用壽命。

導(dǎo)熱油傳遞裝置有管道、循環(huán)泵、高位槽、低位槽和氣液分離器等，且導(dǎo)熱油循環(huán)在吸熱和放熱導(dǎo)熱油循環(huán)裝置間。

以化工行業(yè)導(dǎo)熱油系統(tǒng)為例，加熱爐是熱量輸入過程，反應(yīng)釜是熱量輸出過程，導(dǎo)熱油返回傳遞熱量，控制器使加熱爐加熱強度得到調(diào)節(jié)，達(dá)到系統(tǒng)正常運行指標(biāo)。在高溫條件下連續(xù)工作的導(dǎo)熱油系統(tǒng)，經(jīng)過一定時間的運行會出現(xiàn)故障，導(dǎo)熱油系統(tǒng)的故障可分成機械故障和系統(tǒng)故障兩大類。

（1）機械故障

導(dǎo)熱油是在加熱設(shè)備中運行，導(dǎo)熱設(shè)備好壞，會影響熱油爐的使用功能。例燃燒加熱爐的燃燒裝置中的爐排、爐墻出現(xiàn)損壞和脫落情況，燃油、燃?xì)饧訜釥t的噴嘴發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)熱油循環(huán)裝置中的油泵軸封發(fā)生泄漏，閥門泄漏或損壞等均稱為機械故障。機械故障可通過中小修來排除。

（2）系統(tǒng)故障

全國實際運行的幾百萬臺導(dǎo)熱油系統(tǒng)中，有相當(dāng)一部分是安裝規(guī)范的導(dǎo)熱油加熱裝置，對導(dǎo)熱油的使用壽命非常有利，但每臺設(shè)備安裝情況不一樣，壽命也有所區(qū)別。如有的系統(tǒng)中加熱爐是用蒸汽鍋爐改造的；有的系統(tǒng)既無高位膨脹槽又無低位安全油槽；有的系統(tǒng)輸入和輸出熱量不配套；有的導(dǎo)熱油爐是超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，爐管結(jié)焦過程嚴(yán)重；有的負(fù)荷非常小以至于油爐效率低，煤耗量偏大；有的導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，生產(chǎn)裝置時常發(fā)生問題。在電加熱導(dǎo)熱油系統(tǒng)中問題更多，電熱元件表面結(jié)焦，導(dǎo)熱油使用壽命短，系統(tǒng)故障頻繁是通病。總而言之，設(shè)備安裝必須合理，而且當(dāng)有差錯時，調(diào)試時需及時整改，系統(tǒng)主要部件必須以達(dá)到應(yīng)有的功能，才有利于導(dǎo)熱油壽命的延長。

另外系統(tǒng)設(shè)計合理正確，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求安裝和使用導(dǎo)熱油系統(tǒng)。經(jīng)過一段時間的運行，在高溫條件下工作的導(dǎo)熱油不可避免地發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化。即使是品質(zhì)很好的導(dǎo)熱油，它的主要技術(shù)指標(biāo)殘?zhí)俊⑺嶂?、閃點和運動黏度會隨著使用時間的延長都會發(fā)生變化，比如導(dǎo)熱油殘?zhí)恐禃粩嘣黾?。?jīng)驗告訴我們，開始1～2年，殘?zhí)恐档脑黾臃确浅Ｐ。礆執(zhí)壳€一階導(dǎo)數(shù)小于1。通常在2年后殘?zhí)恐翟黾臃葧粩嗌仙?。在此期間，加熱爐爐管里也在發(fā)生漸變，盡管我們規(guī)定導(dǎo)熱油流速應(yīng)該大于1.5～2m/s，即便如此，爐管中傳熱內(nèi)表面仍存在油膜層，僅僅比流速小的導(dǎo)熱油油膜層薄一些而已，油膜直接接觸爐管金屬表面，其溫度要比導(dǎo)熱油主流溫度高出許多。同所有有機高分子化合物一樣，導(dǎo)熱油在爐管金屬表面受到高溫“烘烤”后，其分子鏈都會發(fā)生斷裂或聚合，導(dǎo)致殘?zhí)坎粩嘣黾?，殘?zhí)扛街鵂t管壁面成為結(jié)焦。一旦產(chǎn)生結(jié)焦層，情況就會急劇惡化，其原因在于結(jié)焦層導(dǎo)熱系數(shù)要比金屬小得多，熱阻大。一方面，系統(tǒng)要保持原有傳熱強度，不得不提高爐內(nèi)溫度，爐管壁溫度也在不斷上升，爐管壁面溫度上升，加劇油膜炭化速度，這樣會使結(jié)焦層厚度增加，反過來使系統(tǒng)加熱爐爐溫進(jìn)一步上升，惡性循環(huán)的結(jié)果是爐管壁厚減薄甚至“燒穿”，這時系統(tǒng)就會發(fā)生故障。應(yīng)該指出，上述我們僅對系統(tǒng)必然產(chǎn)生故障的趨勢作一個分析。對一般系統(tǒng)而言只要操作得當(dāng)，導(dǎo)熱油系統(tǒng)的負(fù)荷不是太重，爐管結(jié)焦的過程是比較長的，有的系統(tǒng)經(jīng)過5年運行，爐管結(jié)焦層還不到1mm。

       管式熱載體爐經(jīng)過幾年運行，爐管內(nèi)壁總要生成結(jié)焦層，結(jié)焦層厚度通常取決于熱載體爐運行情況、所使用導(dǎo)熱油理化性質(zhì)和質(zhì)量、導(dǎo)熱油在爐管內(nèi)流速等等。一旦爐管內(nèi)壁結(jié)焦嚴(yán)重就會導(dǎo)致爐管系統(tǒng)阻力增加，出力下降，排煙溫度升高，熱載體爐熱效率下降，甚至發(fā)生爐管堵塞、滲漏、燃燒起火等事故。熱載體爐爐管是否結(jié)焦，爐管結(jié)焦程度又如何估計，這是從事熱載體爐設(shè)計、制造和使用單位一直關(guān)注的問題。