导热油炉开车调试和升温操作

汪　琦　俞红啸　张慧芬　季炳奎　季　俊

1上海热油炉设计开发中心（上海　200042）2上海恒欣化工有限公司（上海　200436）

化工设备

导热油炉开车调试和升温操作

汪琦1俞红啸1张慧芬1季炳奎2季俊2

1上海热油炉设计开发中心（上海200042）2上海恒欣化工有限公司（上海200436）

讨论了导热油炉开车调试中洗炉、烘炉、脱水排气的原因、方法和步骤，给出了升温操作中导热油炉的升温曲线及注意事项。总结了升温过程要遵循“一慢二停”的原则：一慢即升温速率要慢；二停即在95～110℃和210～230℃两个温度区间要几乎停止升温，并维持该温度一段时间，以避免排气速度过快，将导热油带起使其喷出造成“喷油”现象，进而导致火灾甚至超压爆炸事故的发生。

导热油炉洗炉烘炉脱水排气升温操作升温曲线

导热油炉在工厂内安装完成后即进入开车调试阶段，为了保证其能够正常运行，需要进行洗炉、烘炉、脱水排气的调试工作，同时在导热油炉的升温过程中，应保证设备和导热油不因升温过快而产生热膨胀不均、局部应力集中造成设备损坏，同时还要避免受热面局部受热不均匀引起导热油过热分解、结焦和水分突然蒸发而产生喷油现象，进而导致火灾甚至超压爆炸等严重事故的发生。所以，洗炉、烘炉、脱水排气、升温操作是调试工作中的重要步骤。

1　洗炉

1.1注油

对照导热油供热流程及操作方法，根据要求调节管路系统中各相关阀门，启动注油泵向膨胀槽及循环系统加注导热油，开启管道放空阀门以排出空气[1]，同时全面检查管路系统有无导热油渗漏迹象。

1.2冷油循环

注油至高位膨胀槽上的玻璃液面计出现液位时，即可启动导热油循环泵进行冷油循环，期间密切注意观察循环泵的工作情况，并多次开启系统排空阀排出系统内的空气。在冷油循环过程中，压力会产生波动，这是因为系统内有空气存在，当压力波动剧烈、导热油循环泵出现吸空时，可停泵2～3 min，然后开启循环泵继续循环，压力波动会逐渐趋于平稳。

1.3清洗过滤器

冷油循环一段时间后，管道中存在的杂物会被导热油循环泵前的过滤器过滤下来，应及时拆除和清理过滤器，并根据杂物的量来决定拆洗过滤器的时间间隔，直至连续两次拆开过滤器时滤网内基本无杂物。拆洗过滤器可采用“一用一备”的循环泵交替进行，既能做到冷油循环不间断，又能保证两台循环泵内的杂物全部被清理干净。

1.4运行检验

冷油循环通常要进行24 h以上，直到循环泵运行正常、压力波动趋于平稳、管路系统内的空气全部排出为止。当导热油循环总容量全部进入循环系统，膨胀槽低液位报警灯熄灭、警报解除，储油槽内液位显示为少量，同时导热油炉整个循环系统的设备管路中无泄漏点时，表明洗炉运行检验合格。

2　烘炉

烘炉主要针对有砖砌炉墙的燃煤导热油炉，而无砖砌炉墙的燃油或燃气导热油炉一般不需要烘炉。烘炉的目的是通过低温烘烤炉墙，使砖砌炉墙内的灰浆水分慢慢排出，以避免正式运行后炉温骤升对炉墙造成损坏。

烘炉前应根据炉型的大小、砌体湿度和自然通风干燥程度，制定严格周密的烘炉方案，确定炉墙的升温曲线。通常，第一天的炉墙温升为50℃，以后每天按20℃逐步升高，最高温度不宜超过270℃。

开始烘炉时，火焰应集中在炉膛中央，采用文火烘炉，之后火势应均匀并逐日缓慢加大，炉排在烘炉过程中应定期转动。一般情况下，连续烘炉时间约为7 d；炉墙潮湿时，应减慢升温速率，适当延长烘炉时间，当炉墙灰浆试样的含水率测定值小于2.5%时，可认为烘炉合格。

在整个烘炉过程中，应确保导热油正常循环，并严格控制导热油的升温速率在10～20℃/h之间，且其最高温度不得超过100℃，否则应减小火势。烘炉过程不能用急火，如果烘烤时间太短，除水分不能烘干以外，炉拱和炉墙的热膨胀也会不均匀，而且急火烘烤还有可能导致炉拱和炉墙产生裂纹等缺陷。

3　脱水排气

烘炉合格后即可进入脱水环节。脱水也称为热油循环，其目的是通过逐渐提高炉和导热油的温度，并不断进行循环，将导热油中的水分和低挥发度成分逐渐排出，以确保导热油能平稳均匀地循环。通常情况下，这一过程大约需要48 h。

当导热油温度升到100℃以上时，管路系统中残余的水分和导热油中的低挥发度成分开始汽化。此时应提前打开膨胀槽上的放空阀和辅助排气阀。随着温度的升高，汽化明显加剧，所以脱水、排气过程中的升温速率应严格控制在5℃/h之内。

当水分和低挥发度成分开始汽化时，循环油泵工作压力会产生明显波动，膨胀槽上放空排气口处可以看到有气体逸出。此时应保持导热油在该温度下循环运行，并且维持足够长的时间使气体充分逸出，直至循环油泵工作压力渐趋稳定且该温度下汽化产生的气体基本排完。之后，导热油的温度再升高约5℃，继续脱水、排气，该过程应一直持续到导热油的温度升至工作温度为止。

一般情况下，导热油加热到105～130℃时排气量最大，这时应密切注意膨胀槽上放空排气口的排气状况及循环油泵、压力表的工作状况。如果出现排气口排气激烈、循环油泵运行不稳、压力表指针摆动剧烈等现象，说明升温速率过快、温度过高，应立即降低炉温，以避免排气速度过快将导热油带起，使其喷出造成“喷油”事故。随着导热油温度的升高，经反复排气，导热油中的水分及压力表示数趋于平稳，导热油炉运行正常。

4　升温操作

升温曲线是在导热油炉升温操作前制定的操作计划。点火升温之前，司炉人员要了解炉体结构和循环供热系统工艺流程，掌握点火升温操作的要领；点火升温后，升温速率和升温过程都应严格按照升温曲线的规定进行。典型的导热油炉升温曲线见图1。

图1　导热油炉升温曲线

4.1初次升温

冷炉点火后，控制升温速率为10℃/h，直到温度升至90～95℃。因为导热油在冷油状态时黏度大，故炉管内导热油流速较低、管壁油膜较厚、传热条件较差，如果升温速率过快，容易使局部油膜温度过高，导致导热油提前变质劣化。

4.2脱水

95～100℃是驱赶循环系统内残存水分和导热油内微量水分的阶段，应控制升温速率小于5℃/h，具体数值视脱水情况决定。当膨胀槽放空管处排气量较大、膨胀槽底部有水击声、管道震动加剧、各处压力表指针摆动幅度较大时，说明循环系统内残存水分较多，必须停止升温，保持恒温状态：燃油或燃气导热油炉可手动改为小火或暂停燃烧；电加热导热油炉改为手动关闭电热管组。

该阶段的长短，视循环系统内残存水分的多少和导热油质量的高低而定。脱水阶段的时间在几小时到几天范围内，在95～110℃之间反复几次才能将循环系统内的水分排光。绝不允许盲目加快升温脱水过程，因为一旦循环系统内水分剧烈蒸发汽化，体积将膨胀1000余倍，不仅可能引起“爆沸”，使膨胀槽内油位急剧膨胀而造成油大量喷出，而且可能会因整个循环系统压力急剧升高而导致受压元件破裂，酿成严重事故。

4.3再次升温

当导热油炉和管道中响声变小、循环导热油泵不再出现抽空现象，即热油泵出口压力降至0.1 MPa以下，且没有沉重的喘气声时，可以5℃/h的速率再次升温，但温度不能超过120℃，直到放空管不再有气体排出为止。

4.4脱轻组分

脱水排气过程完成后，以30℃/h的速率继续升温，但仍应注意可能会有残余水分蒸发，导致出现压力表指针摆动、循环导热油泵抽空、膨胀槽油位剧烈波动等现象。如果出现上述现象，应立即停止升温。当温度达到210℃时，再次减弱燃烧，停止升温，这时主要过程为脱去导热油中的轻组分。因为导热油中轻组分的存在会使闪点降低，一旦泄漏，引起爆燃的可能性会增大。在导热油炉中，轻组分以气相存在，会造成“气阻”，使循环导热油泵抽空，流量下降甚至中断。脱轻组分过程的长短，应视导热油牌号和质量而定。当放空管中无气体排出，并且循环导热油泵的泵压稳定时，即可继续以不超过10℃/h的速率升温至230℃。

4.5升至工作温度

脱气结束后，以40℃/h的速率从230℃升至导热油炉工作温度，这时应全面检查导热油炉、循环供热系统、各配套辅机及附属设备是否正常工作。全面考察各检测、控制仪表的指示、动作是否灵敏、准确，达到工作温度后，与用热设备联动，确认导热油炉能否满足生产需要。若供热量达不到额定热负荷，应减弱燃烧，寻找原因并解决以后再恢复正常。

申星HD系列导热油升温曲线如图2所示（该曲线不包括烘炉时间）。

图2　申星HD系列导热油升温曲线

5　结语

导热油炉的升温脱水排气过程是运行操作中比较危险的阶段，需要特别谨慎。其升温过程要遵循“一慢二停”的原则：一慢即升温速率要慢；二停即在95～110℃和210～230℃两个温度区间要几乎停止升温，并维持该温度一段时间。当导热油温度升到200℃以上时，应对设备及整个系统进行一次全面检查，并对所有的螺栓连接部位进行一次热紧，以消除因热膨胀不均而引起的泄漏。导热油炉点火升温过程中脱去的水分以水蒸气的形态经膨胀管进入膨胀槽，其中一部分以气体形式从放管排出，另一部分冷凝成液态水沉于槽底。为了避免这些水分再次进入循环系统，在升温过程中要定期打开膨胀槽底部的排污管，放出冷凝水。总之，必须将导热油中的气体、水分和低挥发度成分彻底脱尽，从而保证导热油炉能够安全运行和正常供热。

[1]汪琦.载热体加热系统的工艺流程[J].化工装备技术, 1994,15(1)：8-10.

Start-up Adjustment and Heating Operation of Heat Transfer Oil Furnace

Wang Qi Yu Hongxiao Zhang Huifen Ji Bingkui Ji Jun

The reasons,methods and steps of furnace flushing,furnace drying and dewatering－exhausting during heat transfer oil furnace's start－up adjustment are discussed．Besides,the heating curve of the oil furnace and precautions in the heating operation are given．Principals to be followed in the heating process are summarized as follows：firstly,the heating rate should be slower;secondly,stop heating in the range of 95－100℃and 210－230℃,then maintain for a period of time to avoid excessively high exhaust velocity．Too higher exhaust velocity will cause oil blowout,which would perhaps lead to fire and even overpressure explosion．

Heat transfer oil furnace;Furnace flushing;Furnace drying;Dewatering－exhausting;Heating operation; Heating curve

TE 963

汪琦男1961年生硕士高级工程师长期从事热油炉、热风炉、热水炉、熔岩炉、焚烧炉、生物质气化炉的设计、研究、开发工作

2015年10月