導(dǎo)熱油的帶焦運(yùn)行工況(2)

      首先我們先來分析爐管內(nèi)導(dǎo)熱油流動，管內(nèi)導(dǎo)熱油以2m/s的速度流動成為爐管內(nèi)軸向主流。爐管在爐膛內(nèi)受熱，面向火焰一面管壁溫度要比另一面高，爐管環(huán)向管壁存在溫度差，導(dǎo)熱油受熱不均勻產(chǎn)生周向環(huán)流，導(dǎo)熱油黏度使?fàn)t管內(nèi)壁形成邊界層，邊界層內(nèi)平均速度遠(yuǎn)小于流體主流，邊界層底部稱為層流底層，邊界層與爐管內(nèi)壁之間存在液膜層，液膜層流體速度為零。導(dǎo)熱油通過爐管壁傳熱，爐管內(nèi)存在熱邊界層。流體邊界層和熱邊界層厚度之比決定于普朗特數(shù)Pr，熱邊界層內(nèi)的溫度梯度80%集中在層流底層。降低邊界層厚度就是降低邊界層層流底層和液膜層厚度，提高導(dǎo)熱油主流速度就是為了降低邊界層厚度，說到底為了降低液膜層溫度。導(dǎo)熱油爐運(yùn)行初期，邊界層層流底層厚度約為100μm，液膜層厚度約為20μm，液膜和導(dǎo)熱油主流溫差在20℃左右，系統(tǒng)工作情況良好。隨著時間推延，導(dǎo)熱油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)不斷生成，在運(yùn)行中不斷進(jìn)入邊界層和液膜層，使兩者厚度稍稍增加。我們再考察爐膛，燃料燃燒的火焰和煙氣在爐管表面是不均勻的，最高處輻射溫度在1200℃左右，此處爐管金屬溫度會超過600℃，爐管內(nèi)壁液膜溫度也要比其他位置的液膜溫度高，較高溫度液膜層更容易吸附膠質(zhì)使液膜層厚度迅速增加，同時此處邊界層厚度也在增加。如此循環(huán)作用，液膜溫度很快上升到360℃甚至400℃，膠質(zhì)逐漸烘烤成焦質(zhì)，爐管壁面局部結(jié)焦并向其他部位蔓延。導(dǎo)熱油爐結(jié)焦過程是一個長期緩慢但又是一個不斷增速的過程。