摘要：介紹了導(dǎo)熱油的性能，分析了導(dǎo)熱油的工作原理和導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合導(dǎo)熱油系統(tǒng)在醚化裝置中的應(yīng)用，著重闡述了大型導(dǎo)熱油爐模塊化（撬塊）的優(yōu)點(diǎn)，提出模塊化將成為發(fā)展的一種趨勢。

    1、導(dǎo)熱油性能優(yōu)點(diǎn)

導(dǎo)熱油供熱與傳統(tǒng)的蒸汽供熱比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    （1）溫度高，壓力低。采用導(dǎo)熱油供熱，工作溫度50~400℃，壓力約為0.3~1.0Mpa;而采用蒸汽供熱，工作溫度為240~260℃，壓力約為4.0Mpa。由于導(dǎo)熱油工作溫度較高，可節(jié)省大量的換熱面積，降低投資成本。

    （2）系統(tǒng)熱效率高。導(dǎo)熱油系統(tǒng)的熱效率一般在80%左右，若采用余熱回收系統(tǒng)，系統(tǒng)熱效率可達(dá)90%以上。

    （3）溫度穩(wěn)定且易于控制。由于導(dǎo)熱油比熱、粘度較大，受熱后溫度波動(dòng)小，在對(duì)于溫度穩(wěn)定性要求較高的行業(yè)中具有明顯的優(yōu)勢。

    （4）成本經(jīng)濟(jì)。導(dǎo)熱油供熱與蒸汽供熱相比，導(dǎo)熱油不腐蝕設(shè)備鋼材，無需配置化學(xué)處理裝置，節(jié)省了相應(yīng)的成本。與蒸汽鍋爐相比，對(duì)水資源需求度不高，避免了地域使用限制。

   （5）比熱大，流速高。導(dǎo)熱油比熱約為水的一半，但導(dǎo)熱油流速一半可取2~4m/s，遠(yuǎn)大于水的流速，可減小爐管管徑。

    （6）安、全可靠。由于導(dǎo)熱油供熱工作壓力低，大大降低了運(yùn)行過程中導(dǎo)熱油跑、4、滴、漏等風(fēng)險(xiǎn)。

    2、導(dǎo)熱油工作原理

燃料經(jīng)燃燒器在導(dǎo)熱油爐輻射室中燃燒，產(chǎn)生的火焰和高溫?zé)煔?，以輻射傳熱和?duì)流熱的方式與爐管內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，導(dǎo)熱油經(jīng)熱油泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，高溫導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)通過熱油管線輸送到用熱設(shè)備換熱，換熱后的低溫導(dǎo)熱油再次流經(jīng)油爐即熱，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油爐加熱系統(tǒng)的供熱。

    3、導(dǎo)熱油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

    （1）導(dǎo)熱油爐。相對(duì)于其他設(shè)備來說，導(dǎo)熱油爐是導(dǎo)熱油系統(tǒng)中核心設(shè)備，其投資較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從苛刻的工況考慮，謹(jǐn)慎選擇爐管、燃燒器等重要設(shè)備。小型導(dǎo)熱油爐爐管常用盤管，其優(yōu)點(diǎn)是流速合理、管內(nèi)壓降小、能完全排空、無局部過熱。但對(duì)于大型導(dǎo)熱油爐，盤管運(yùn)輸不方便，一般采用立式爐管。爐管內(nèi)部導(dǎo)熱油流過傳熱面的速度必須相對(duì)較快，以充分?jǐn)U展紊流，從而節(jié)約能源，提高導(dǎo)熱油爐的熱效率

    （2）膨脹槽。膨脹槽又稱高位槽，主要作用有：導(dǎo)熱油加熱后體積發(fā)生膨脹，膨脹后多出的油可儲(chǔ)存在膨脹槽內(nèi)；新導(dǎo)熱油裝入系統(tǒng)中，升溫過程中起脫水排氣作用；同時(shí)，可以使得導(dǎo)熱油系統(tǒng)中的壓力保持穩(wěn)定；停電時(shí)，其內(nèi)部的冷油用以置換加熱爐內(nèi)的熱油。膨脹槽中的導(dǎo)熱油溫度一般不應(yīng)超過70℃，因而無需進(jìn)行外保溫。

    設(shè)計(jì)膨脹槽的體積時(shí)，先要計(jì)算熱油系統(tǒng)中導(dǎo)熱油在正常工作溫度下，因受熱膨脹而增加的體積，再乘以修正系數(shù)即為膨脹槽的體積，此系數(shù)一般取1.3。熱油膨脹后體積V為：

V=V0[1+β（t出-t進(jìn)）]

式中 v——工作條件下的導(dǎo)熱油膨脹體積，m3

v0——管道及設(shè)備所容納的導(dǎo)熱油量，m3

β——工作條件下的導(dǎo)熱油膨脹系數(shù)，℃-1

t進(jìn)——開車前的導(dǎo)熱油溫度，℃

t出——工作條件下的額導(dǎo)熱油溫度，℃

    （3）儲(chǔ)油槽。儲(chǔ)油槽又稱低位缸，在熱油系統(tǒng)停車、開車時(shí)，臨時(shí)儲(chǔ)存導(dǎo)熱油系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的導(dǎo)熱油，其體積一般為系統(tǒng)運(yùn)行所需導(dǎo)熱油體積的1.2倍。在較寒冷地區(qū)儲(chǔ)油槽內(nèi)應(yīng)安裝電加熱器，確保環(huán)境溫度過低時(shí)，儲(chǔ)油槽內(nèi)導(dǎo)熱油的粘度可以達(dá)到注油泵的允許值。

    （4）熱油循環(huán)泵。熱油循環(huán)泵用來提供導(dǎo)熱油在熱油爐循環(huán)系統(tǒng)中的動(dòng)力以及系統(tǒng)熱負(fù)荷所需的流量。循環(huán)泵選取時(shí)應(yīng)根據(jù)導(dǎo)熱油的粘度、流速、路經(jīng)等，計(jì)算熱油爐的系統(tǒng)阻力，合理選擇泵的揚(yáng)程。

    （5）油氣分離器。油氣分離器是分離出導(dǎo)熱油中含有的空氣和水蒸汽，使得熱油系統(tǒng)熱油系統(tǒng)形成一個(gè)單相流動(dòng)，這對(duì)熱油系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性很重要，在兩相或多相流動(dòng)的情況下，熱油管路中的阻力會(huì)相差較大，極易形成偏流而引起結(jié)焦。

    （6）主油泵。隨著熱油系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)熱油由于蒸發(fā)等原因逐漸減少，主油泵是用來補(bǔ)充系統(tǒng)中所需的導(dǎo)熱油。

    （7）濾油器。濾油器主要用來過濾并清除導(dǎo)熱油中的雜質(zhì)，保證導(dǎo)熱油的清潔度，延長熱油泵和熱油爐爐管的使用壽命。過濾器宜設(shè)二組，一開一備。

4. 導(dǎo)熱油爐在醚化生產(chǎn)中的應(yīng)用

    新疆400kt/a輕汽油醚化裝置導(dǎo)熱油系統(tǒng)，該系統(tǒng)正常工況熱負(fù)荷為38.7MW，大工況熱負(fù)荷為46.44MW，截止目前，是國內(nèi)單臺(tái)加熱爐設(shè)備熱負(fù)荷z大。導(dǎo)熱油爐配備一套余熱回收系統(tǒng)及導(dǎo)熱油系統(tǒng)所要求的附屬設(shè)備和附件，導(dǎo)熱油的總體效率為92%，燃料為燃料氣。導(dǎo)熱油選用THERMINOL 55，導(dǎo)熱油供油溫度為250℃，供油壓力為0.57MPa。

    導(dǎo)熱油爐采用立式園筒爐，導(dǎo)熱油介質(zhì)通過聯(lián)箱分6管程從導(dǎo)熱油爐上部進(jìn)入對(duì)流室，經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)油線進(jìn)入輻射室加熱后，從輻射室上部聯(lián)箱流出導(dǎo)熱油爐。

    導(dǎo)熱油爐是一個(gè)大型非標(biāo)設(shè)備，如果在施工現(xiàn)場進(jìn)行制造，由于缺少有效的大型機(jī)具，缺少精密的測量儀器，缺少適宜的工作場地，再加上天氣因素和一些突發(fā)狀況，施工進(jìn)度受到很大程度的制約，模塊化的出現(xiàn)很好地解決了這個(gè)難題。

    導(dǎo)熱油爐設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)按模塊化的思路考慮，從加熱爐整體角度出發(fā)，增加爐體的分段設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)增加強(qiáng)度連接節(jié)點(diǎn)、連接面，并充分考慮連接面的密封問題。同時(shí)，還要考慮模塊在運(yùn)輸、吊裝過程中的附加載荷。

（1）整體模塊化。導(dǎo)熱油爐本體及主要附件均在工廠制造、組裝，爐管等設(shè)備在工廠已經(jīng)探傷并做壓力試驗(yàn)，所有電工、儀表燈等均在工廠安裝、校驗(yàn)、調(diào)試。運(yùn)到現(xiàn)場后僅需對(duì)爐子進(jìn)行固定、配管即可準(zhǔn)備開工事宜。本項(xiàng)目熱油爐，如果單從工廠制造的角度考慮，是可以實(shí)現(xiàn)的，但輻射段外形尺寸直徑已達(dá)9m，無法進(jìn)行運(yùn)輸。

（2）分段模塊化。根據(jù)我國現(xiàn)有的運(yùn)輸、等吊裝能力以及施工進(jìn)度要求，可以將熱油爐輻射室、對(duì)流室和煙囪分模塊在工廠制造，運(yùn)到現(xiàn)場后進(jìn)行積木式組裝。加熱爐具體分塊的影響因素很多，因而分段模式需要在技術(shù)協(xié)議中詳細(xì)說明。

注：導(dǎo)熱油爐模塊化即撬塊導(dǎo)熱油爐