浅谈热传导油系统膨胀槽高温原因分析和改良方法
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关于导热油炉供热系统常见问题探究【摘要】本文探究了导热油炉供热系统的常见问题及解决方法。
在导热油炉供热系统概述中介绍了系统的工作原理、优点和特点。
然后分析了导热油老化、设备管道堵塞和系统泄漏等常见问题,并提出了相应的解决方法。
最后强调了维护对系统正常运行的重要性,总结了文章的研究意义和目的。
通过本文的研究,希望能帮助使用者更好地了解和解决导热油炉供热系统中可能出现的问题,确保系统的稳定运行和长期使用。
【关键词】导热油炉、供热系统、常见问题、工作原理、优点、特点、老化、故障、管道堵塞、泄漏、解决方法、维护、重要性。
1. 引言1.1 导热油炉供热系统概述导热油炉供热系统是一种常见的供热设备,利用导热油作为传热介质,通过循环泵将热能传递到各个供热设备中,从而实现空间供热的目的。
导热油炉供热系统通常由导热油炉、供热设备、管道系统、循环泵等组成,是一种高效、安全、环保的供热方式。
导热油炉供热系统在冬季供热过程中具有稳定性好、传热效率高、温度控制精确等优点,受到广泛的应用。
在长期使用过程中,导热油炉供热系统也会出现一些常见问题,如导热油老化导致故障、设备管道堵塞、供热系统泄漏等,给供热系统的正常运行带来了一定的影响。
研究导热油炉供热系统常见问题并探究解决方法具有重要意义。
只有及时发现并解决问题,才能保证导热油炉供热系统的安全稳定运行,提高供热效率,延长设备使用寿命,从而更好地满足人们对舒适生活的需求。
1.2 研究意义导热油炉供热系统是一种常见的供暖设备,在工业生产和生活中被广泛应用。
研究导热油炉供热系统的常见问题具有重要的意义。
了解导热油炉供热系统的常见问题可以帮助我们更好地了解这一设备的工作原理和特点,从而提高使用效率和安全性。
及时解决导热油炉供热系统的常见问题可以减少设备的故障率,延长设备的使用寿命,节约维修成本,保障设备的正常运行。
研究导热油炉供热系统的常见问题还可以为相关领域的技术人员和工程师提供参考和借鉴,促进相关技术的进步和发展。
浅谈液压系统过热的原因及排除方法作者:杨运高来源:《职业·中旬》2009年第07期液压系统油液过热,会造成操作不灵活、作业不连续、工作无力以及工作压力降低等故障。
因此,笔者就液压系统的发热原因、造成的危害和预防措施进行了如下简单分析和探讨。
一、液压系统过热的危害当液压阀件的阀芯、阀体材料不同、热膨胀系统不同的运动副之间间隙变化时,液压元件因系统过热而引起间隙变小,会产生动作不灵或卡死;或因系统过热而引起间隙变大,会造成泄漏增加,使工作性能及精度降低。
液压系统温度过高使油的黏度降低,泄漏增加,泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。
由于油的黏度降低,滑阀等移动部件的油膜变薄并被切破,摩擦阻力增大,导致磨损加剧。
橡胶密封件过早变质可由多种因素引起,一个重要因素是油温过高。
温度每升高10℃,密封件寿命就会减半。
在高温下,橡胶密封件变质,弹性变性能力降低,使密封性能降低,甚至密封失效,最终导致系统严重泄漏。
所以,应合理设计高效液压系统或设置冷却装置,使油液温度保持在65℃以下。
油温升高,必然导致油液过早氧化变质,油的使用寿命降低。
石油基液压油形成胶状物质,并在元件局部过热的表面形成沉积物,析出物堵塞阻缝隙式阀口,导致液压元件失灵或卡死,无法正常工作等。
二、液压系统温升过高的主要原因除了液压系统设计不当、液压泵吸气发热、节流高速系统、系统管路过细过长、弯曲过多,局部压力损失和沿程压力损失大等原因外,导致液压系统温升过高的原因还有:第一,泄漏比较严重,液压泵压力调整过高,运动件之间磨损较大,便密封间隙过大,密封装置损坏,所用油液粘度过低等,都会使泄漏增加,油温升高。
第二,配合件的配合间隙太小或使用磨损导致间隙过大,内、外泄漏量大,造成容积损失大,如泵的容积效率降低,发热快、温升快。
第三,液压系统工作压力调整得比实际需要高。
有时是因密封过紧或因密封件损坏、泄漏增大而不得不调高压力才能工作。
第四,按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统,在工作时会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀溢流,而造成发热。
导热油换热器效果不佳的原因
导热油换热器是一种常用的换热设备,用于传输热量。
然而,有时我们可能会
遇到导热油换热器效果不佳的情况。
下面将探讨一些可能的原因。
1. 导热油流量问题:导热油流量过小或过大都会导致换热器效果不佳。
如果流
量过小,导热油在换热器内停留时间过长,无法充分吸收或释放热量;而如果流量过大,导热油则无法充分接触换热器壁面,换热效果也会受到影响。
2. 温度差异问题:导热油换热器的效果与进出口温度差异密切相关。
如果温度
差异较小,换热效果会下降。
这可能是由于导热油质量问题、温度控制不精确或系统设计不合理等原因引起的。
3. 换热器堵塞问题:长时间使用后,导热油换热器内部可能会积聚淤泥、沉淀
物或其他固体杂质,导致管道堵塞,从而阻碍导热油的流动和热量的传递。
定期清洗和维护换热器可有效避免这个问题。
4. 换热器设计问题:换热器的设计和选择与导热油的流体性质和工艺要求密切
相关。
如果选择的换热器类型不匹配或设计不恰当,也会导致换热器效果不佳。
因此,需要根据具体情况选择合适的换热器,并进行正确的设计和安装。
5. 导热油质量问题:导热油的质量也会对换热效果产生影响。
如果导热油质量
不佳,如含水量过高、杂质过多或油品老化等,都会降低导热油的传热性能,从而导致换热器效果不佳。
综上所述,导热油换热器效果不佳可能是由于导热油流量问题、温度差异问题、换热器堵塞问题、换热器设计问题或导热油质量问题引起的。
在使用导热油换热器时,需要确保合适的流量、适当的温度控制、定期维护和清洗以及正确的设计和选择,以确保其正常运行和高效换热。
热传导油系统膨胀槽高温的原因和改良办法热传导油系统膨胀槽高温的原因和改良办法广东溢达纺织新厂热传导油系统膨胀槽高温处理报告----广东溢达纺织新厂热传导油系统膨胀槽高温处理报告广东溢达纺织新厂热传导油系统膨胀槽高温处理报告热传导油系统是有机热载体导热系统的俗称,因其加热均匀、温控准确、蒸汽压力低和传热效率高等优点,越来越多地被用在纺织印染、人造板成型、塑胶加工和医药化工等需要加热过程的行业。
热传导油系统的组成如下图所示,主要包含锅炉(加热器)、循环泵、用热单元、膨胀槽(高位槽)、储油槽(低位槽)和过滤器等部件。
作为热传导系统传热介质的热传导油长期工作在高温条件下,它在系统中主要发生两个方向的劣化,一是在锅炉内的加热管内壁,由于局部高温导致油品发生热裂解,进而形成结焦和积碳;另一个劣化方向是氧化变质,生成油泥,并导致酸值升高。
解决第一个问题的主要措施是:1,系统设计合理,保证热传导油有足够的流速,能够在加热管内形成紊流;2,选择粘度适当、热稳定性好的热传导油;3,严格执行操作规程,保证先起动循环再加热和停机时待油温降低到100℃以下后再停止循环,也就是防止所谓的“闷烧”。
解决第二个问题的措施相对比较简单,因为虽然热传导油的工作温度很高,但是整个系统近似密封循环系统,只有膨胀槽与氧气接触,因而防止热传导油发生氧化变质的主要措施是:1,防止热传导油与氧气接触,可以采用膨胀槽氮气密封。
不过这种方法对一般用户来说,操作难度较大;2,控制膨胀槽内油温,降低油品氧化变质的速度。
根据《有机热载体锅炉安全技术监察规程》的要求,膨胀槽内油温应该控制在70℃以下。
然而从行业了解到的现实情况是膨胀槽油温普遍高于这一要求,大多数在80℃以上,有的甚至超过了100℃。
我们都知道,油品氧化速度随温度升高而显著加快,大概温度每升高10℃,氧化速度会加快一倍。
因此,我们必须重视膨胀槽油温变化,采取切实可行的方法来避免膨胀槽油温过高,以降低油品的氧化速度,延长油品的使用寿命。
广西区导热油高温导热油高温导热油变质原因分析广西导热油,高温导热油变质的主要原因“合轩化工”润滑技术研究广西地区导热油,高温导热油常有用户提到变质问题,那么影响导热油变质的原因有哪些,如何才能防止高温导热油的老化和变质?三大主要原因:1、污染:杂质存在会加速导热油的变质速度,防止导热油受到杂质污染,只要换油前认真洗炉,在储存、运输和使用过程中防止机械杂质、水分和其它杂质混入即可。
2、氧化:空气渗入(来自开口的膨胀罐)系统会引起导热油的氧化,氧化后的导热油形成固体污垢,尤其是系统的低流速部位如死角或最低处。
当导热油中的抗氧剂分解达50%时,导热油的氧化速度明显加快,就需换油。
抗氧剂,也会在高温下分解和老化,分解后的抗氧剂会产生杂质,不仅形成氧化中心,还会促进炉管结焦。
3、热分解与老化结焦:导热油热分解:导热油使用温度超出其热分解极限温度而引起。
例如过大的热流强度或流动性受限制的地方,常会发生导热油的裂解,常导致热媒炉炉管结焦。
在不断裂解下,结成的焦质附着在管壁上,影响传热,并进一步加速裂解、缩聚和结焦,造成恶性循环。
导热油的裂解速度随温度升高而增加很快,温度每提高10度,导热油裂解速度增加一倍。
三大解决方法:1、初装油:运输和使用中避免杂质、水分进入;储存中严格密封,放置在干燥室内。
更换油:清洗干净锅炉内壁和管道,剔除油泥、结焦物等杂质2、建议对膨胀槽进行氮气密封,降低氧化;开式膨胀系统对所有导热油都会造成氧化,并且存在过多湿气的污染问题3、日常操作:严禁超温操作、严格按照设备规章、油品先进先用、实时记录;其他操作:环境温度下,膨胀槽的液位为1/4,而在操作温度下,膨胀槽的液位为3/4.安装旁路过滤器、循环传热泵不可或缺,可直接过滤杂质、起到热力快速流动,延缓变质速度,提高使用寿命和效率。
·导热油供热系统改进探讨1 导热油供热系统的构成及存在的问题1.1 PET生产中导热油的要求在传热介质中。
水由于具有热稳定性好、传热速度快、无毒、不可燃等优点,被广泛应用于间接加热。
但水的沸点较低,蒸汽压随温度升高增加很快,加热温度较高时,需要的压力很高,因此加热温度高于200℃时。
一般采用非水传热介质。
导热油是一种优良的非水传热介质,它以液相传送热能,传热均匀。
在较低压力下能获得较高的使用温度,并能精确控制温度,操作简便,输送方便。
炭素生产中。
制糊成型车间的预热螺旋及沥青熔化车间的沥青熔化槽等的供热采用的是导热油.1.2导热油供热系统的构成及工作原理炭素生产需要两种温度等级的导热油.因此导热油加热站需供应两种温度值的导热油。
供热系统用不同参数的导热油加热炉提供不同温度的导热油。
以满足不同用热设备对温度的要求.供热系统构成当用热设备较少、系统用热量小时,分别各由一台高温和低温导热油加热炉供应导热油。
由高温导热油加热炉出来的高温导热油通过高温系统供油管送至高温用热设备,再经过高温系统回油管、高温导热油循环泵回到高温导热油加热炉。
构成完整的高温循环系统;由低温导热油加热炉出来的低温导热油通过低温系统供油管送至低温用热设备。
再经过低温系统回油管、低温导热油循环泵回到低温导热油加热炉。
构成完整的低温循环系统。
1.3存在的问题上述系统虽然能够满足不同用热设备对温度的要求。
保证产品质量,但由于各种温度的用热设备耗热量不同。
造成不同温度的导热油炉供热量不同.也就是一座导热油加热站内导热油炉的规格不统一.供油温度等级越多,炉型越多,不仅增加了投资,给操作管理带来不便,同时也使各导热油炉之间不能互为备用。
2供热系统改进探讨2.1改进系统结构改进后的供热系统采用一台或一台以上相同参数的导热油加热炉提供一种温度值的导热油,当此温度值的导热油与用热设备所需的加热温度相适应时,直接供油;当导热油温度高于用热设备所需的加热温度时.将用热设备的低温回油与导热油加热炉所供的导热油混合,然后供给该用热设备。
油温过高的分析及排除最近,某厂购进了1台意大利产500吨二手压铸机,工作时间3600h。
安装、调试后,进行试生产时,发现油温上升很快。
经过20~30次工作循环后,升至警戒油温,主泵电机自动停转(此时循环冷却泵仍在工作)。
需等待20min左右,才能够重新起动主泵电机。
工作一段时间后,再次出现故障。
对压铸来说,压铸模的温度会直接影响其产品的质量。
一般来说,压铸机需经过十几次工作循环,对模子进行预热,待模子达到一定温度后,才能生产出合格的产品。
而本设备的油温上升太快,刚生产出合格产品,设备就自动停止,待油温下降后才能重新起动,此时模子温度也会下降,这样模子又要进入预热状态,所以工作效率大大降低。
同时,产品的质量也很难保证。
液压系统中导致油温上升过快的原因是多方面的。
主要表现为:(1)周围环境温度过高。
(2)油液黏度选择不当。
黏度太低,会增加泄漏造成能耗;黏度太高,油液流动时需要克服的内阻力过大,导致能耗。
(3)工作过程中压力油的局部损失和沿程损失过大。
(4)冷却器的冷却能力过小。
其中包括冷却水温过高、热交换面积太小及冷却水的通流能力减小等。
(5)系统压力调整不当。
(6)压力油泄漏过多等。
油箱周围的空气温度为25℃左右,警戒温度为55℃,最佳工作温度为40℃左右。
由此看来,环境温度不会对油温的上升产生多大的作用。
本设备使用的工作液为水乙二醇,黏度为40mm2/s,符合设备的工作液使用要求。
本压铸机的管路设计和安装不致于会使油温上升得如此快。
冷却器入口的水温为15℃左右,同时冷却水的供给量和输出量都较大。
但为充分排除冷却器的因素导致油温上升,拆开冷却器,疏通冷却水管,重新安装后,温度上升未得到控制。
工作时,液压系统高压为13.5MPa,低压为5MPa,卸载时压力为0.2MPa左右,满足设备正常工作的压力指标。
再观察一个工作循环中高压、低压、卸载的时间分配。
本压铸机的液压泵为高、低压双联叶片泵。
高压为小流量泵,低压为大流量泵。
导热油炉系统常见问题与改进措施摘要:作者结合导热油系统设计和操作过程常见问题进行分析和归纳,提出相应的建议和改进措施,意在引起导热油炉系统在运行、操作过程中能够引起重视,避免因为相关原因而导致安全事故。
关键词:导热油炉喷油膨胀槽温度高爆管概况导热油炉是以煤、重油、轻油或可燃液体、可燃气体为燃料,导热油为热载体,利用循环油泵强制液相循环,将热能输送给用热设备后,继而返回重新加热的循环利用的直流式特种工业炉。
由于导热油炉能在较低的运行压力下,获得较高稳定的加热和精确温度,在各个等级的负荷下热效率均能保持在最佳水平,液相输送热能,在300℃时热载体较水的饱和蒸汽压力小70倍,具有完备的运行控制和安全监测装置,节电、节油、节水、节约耗费。
被越来越多的企业所关注和使用。
但在使用过程中出现导热油炉系统出现喷油、膨胀槽的温度过高导致导热油氧化变质、导热油炉爆管漏油引起火灾等安全问题成为导热油炉使用中企业最担心的问题。
本文将对以上提出的问题进行分析和提出建议解决的方案。
导热油炉产生问题的原因及解决办法2.1导热油炉喷油的原因及解决办法2.1.1对导热油炉操作不当,特别是在导热油炉煮油脱水排气过程中升温过快。
初次使用或添加新油的系统,需要先进行脱水。
打开系统开工脱水线(辅助排汽管线)阀门,将温度升至100-110 ℃范围内开始脱水,此时,循环泵的压力会出现较大波动,高位罐顶部的排气管口会有汽体排出,保持恒温直至压力稳定后,再缓慢提温3-5 ℃继续保持恒温,观察压力稳定后,再缓慢提温 3 -5 ℃继续脱水,重复上述操作,直至温度达到150 ℃且压力稳定后,脱水完毕,关闭开工脱水线(辅助排汽管线)阀门。
脱水时间视系统情况而定,不要加快升温以减短脱水时间和过程,如果升温过快,导热油温度达到100 ℃以后,水将开始快速汽化,循环泵抽空,压力表大幅摆动,高位槽和膨胀管线有水击声,甚者造成高位槽向外大量喷油,由于长时间脱水造成系统无法正常升温,耽误了生产工期,造成能源的大量浪费,导热油也会在高温下催化、氧化作用而加速变质。
导热油高位膨胀槽的设计及作用在液相导热油加热系统中,膨胀槽和膨胀管的设计与使用,是整个系统须运行的一个很重要的参数。
正确设计和安装维护膨胀槽有利于延长导热油的寿命,同时也保护了加热器、热油泵及其它设备部件。
正确设计安装的高位膨胀槽和膨胀管能解决传热系统长周期运行中的许多问题。
一、可储备从常温加热到工况温度后导热油膨胀的总量。
经验告诉我们一般导热油每升高1℃,其体面积约膨胀0.07-0.09%。
导热油由常温20℃加热到320℃,其体积面积可膨胀高达30%,所胀出的量全部由该槽容纳的防溢油。
从而得论导热油加热系统量的平衡。
二、高位槽安装高度是基于必须大于泵的蚀余量和导热油工作状态下的饱和蒸汽压,又高于用热的最高点,所以首先满足到热泵气蚀余量3-5米,而一般不选用蒸汽压过高的导热油。
如果特殊情况所选用的导热油在工作状态下蒸汽压大于5米(得论循环油泵入口正压操作)或设计不采用高位膨胀槽,则可采用惰性气体(如氮气、二氧化碳等)加压密封,采用这种措施对导热油的使用寿命更为有利。
三、高位膨胀槽应由装在导热油加热系统的最高处,否则高位热用户的导热油充不上去,如果强制让导热油充上去,高位槽将会冒顶。
为了防止导热油高温氧化,据试验证明以不高于60°为宜。
因为高于60°导热油氧化将会加剧,防止高温的手段主要是高位槽和膨胀管不能保温,膨胀管管径一定要按照规定设计,不能太粗,高位槽与油气分离器的距离不能太近,一般在5米以上,亦即是说油气分离器和高位槽之间的膨胀管相对而言是越长越好,有利于导热油散热。
四、高位膨胀槽可起到排气、补油和脱水等多种功能。
鉴于膨胀槽的重要性,应设有双套液位(低位报警、玻璃液面计),为了防止导热油氧化,需要用惰性气体密封方法,如不具备条件的可将溢流管直插入低位储油槽液面下边用油封闭,形成液封(亦称冷封降)达到与空气中氧气隔绝的目的。
导热油寿命将会成倍延长。
五、膨胀管在有机热载体加热系统中起着重要作用,其管径的确定直接影响到运行的安全性及经济性。
®导热油高位槽发生溢油的原因和预防措施导热油系统高位槽又叫膨胀槽,设置在导热油加热系统的最高点,主要作用除容纳导热油受热膨胀量外,还具有补油、排除低沸物、氮封及停电保护等作用。
高位槽最常见的异常事故是发生溢油现象,主要是导热油体积迅速膨胀或系统内气体量过大等原因造成的。
造成导热油高位槽溢油现象的因素主要有以下几个方面:第一、是在导热油系统初次开车时。
导热油在脱水、脱轻过程中,升速度太快,使导热油中的水分或轻组分急剧生成蒸汽,产生大量的汽体,导致系统内的油汽体积迅速膨胀,导热油中被汽化的汽体通过膨胀管连同导热油一起涌到高位槽,发生溢油现象,造成一定经济损失,甚至发生火灾。
所以,在导热油系统开车调试时,要缓慢升温,严格按照导热油的升温曲线进行。
即每升温一次恒温一次,待系统脱水或脱轻稳定后再继续升温。
第二、突发紧急情况时。
当导热油系统在运行过程中,如遇到停电或突发事件紧急停车时,系统中的导热油就会停止流动,循环中断。
炉堂内的温度有一定的滞后,会使导热油温度继续上升,使用导热油超温汽化产生大量气体,直接冲出高位槽造成溢油现象。
当发生紧急情况时,应立即停止送煤和鼓风,炉排应快速将燃煤送出,燃汽或电加热的系统要立即停火停止加热。
循环泵应继续运行。
如果是遇到停电,可以采取立即停火,采用湿煤压火或蒸汽灭火的紧急措施,并用高位槽的冷油置换炉管中热油,避免导热油超温老化分解。
第三、系统设计或管理的影响。
例如,一个供热系统供多台用热设备,因每个用热设备使用温度或回油温度不尽一致,当高温的导热油快速而大量地冲入低温系统的冷油中,促使低沸物大量汽化蒸发,体积急剧膨胀,也是引发高位槽溢油原因。
这种情况下一定要放慢速度,即向低温用热设备供油时,阀门要缓慢打开,开始要控制流量不可太大,流速不可太快,使冷热油的热交换慢慢“适应”、平衡。
浅谈热传导油系统膨胀槽高温原因分析和改良方法
摘要:为防止热传导油系统中传热介质劣化,降低风险,实现生产过程的优化控制,确保安全生产。
关键词:热传导油系统膨胀槽高温膨胀槽改良锅炉系统
一、热传导油系统简介
热传导油系统是有机热载体导热系统的俗称,因其加热均匀、温控准确、运行压力低、传热效率高和环保等优点,越来越多地被用在染料化工、树脂化工和医药化工等需要加热过程的行业。
热传导油系统的组成如下图所示,主要包括锅炉(加热器)、循环泵、用热单元、膨胀槽(高位槽)、储油槽(低位槽)、注油泵和过滤器等部件。
二、传热介质劣化原因分析及有效措施
作为热传导系统传热介质的热传导油长期工作在高温条件下,它在系统中主要发生两个方面的劣化:
(一)在锅炉内的加热管内壁,由于局部高温导致油品发生热裂解,进而形成结焦和积碳;主要措施:①系统设计合理,保证热传导油有足够的流速,能够在热管内形成紊流;②选择粘度适当、热稳定性好的热传导油;③严格执行操作规程,保证“启动时:先启动循环泵,再点火加热;停机时:待油温降低到80℃以下,再停止循环泵(也就是防止所谓的“闷烧”)”。
(二)氧化变质生成油泥,并导致酸值升高。
措施相对比较简单,因为虽热传导油的工作温度很高,但是整个系统近似密封循环系统,只有膨胀槽上排气管与氧气接触,因而防止热传导油发生氧化变质的主要措施有:①防止热传导油与氧气接触,可以采用膨胀槽通入氮气密封;②控制膨胀槽内油温,降低油品氧化变质的速度。
根据《有机热载体锅炉安全技术监察规程》的要求,膨胀槽内油温应该控制在70℃以下。
然而从行业了解到的现实情况是膨胀槽油温普遍高于这一要求,大多数在80℃以上,有的甚至超过100℃。
我们都知道,油品氧化速度随温度升高而显著加快,大概温度每升高10℃,氧化速度会加快一倍。
因此,我们必须重视膨胀槽油温变化,采取切实可行的方法来避免膨胀槽油温过高,以降低油品的氧化速度,延长油品的使用寿命。
三、膨胀槽高温分析和改良方法
根据大量的行业经验,膨胀槽高温可以分为两种情况:
第一种情况是膨胀槽温度接近回油温度,比如回油温度220℃,膨胀槽温度达到200℃以上。
发生这种状况最大的可能性是膨胀槽内热传导油参与了系统循环中,因而膨胀槽内油温与循环系统内的油温接近,最终导致整个系统内的热传导油严重氧化,粘度急剧增大,状如沥青,在常温下几乎流不动。
为什么膨胀槽内的热传导油会参与到主系统循环呢?传统的热传导油系统有一个典型设计,就是膨胀槽通过膨胀管与回油管上的油气分离器相连,而装在膨胀槽顶部的辅助排气管则与系统的出油管相连,这种设计的好处是排气快速,煮油周期短。
但是这种设计有一个潜在风险,就是煮油排气阶段结束后往往因为人为疏忽忘记关闭排气管上的阀门,导致膨胀槽内热传导油通过膨胀管和排气管与主系统相连,形成了一个小的循环系统,参与到主系统热传导油循环中。
这个问题最简单的解决方法就是把辅助排气管接到回油管上,这样一来,膨胀管与排气管两端的压力一样,就可以避免形成小循环系统,更加不会参与到主循环系统中。
这种改良措施在实验中达到了立竿见影的效果。
后来在许多新系统在设计安装时已经注意到了这个问题,纷纷把辅助排气管安装到了回油管这边。
第二种情况较为普遍,就是膨胀槽内油温高于规程要求的70℃,达到80℃以上,甚至超过100℃。
怎样才能有效降低膨胀槽温度呢?膨胀槽高温的唯一原因就是过多热量通过膨胀管及其内部的热传导油传递给了膨胀槽内部的热传导油。
如果能够阻止或降低这种热量传递,应该就可以降低膨胀槽温度。
理论分析,热传递是通过热辐射、热传导和热对流三种方式来实现的。
对热传导油系统来讲,辐射传热基本上可以忽略,传导和对流才是主要的传热方式,而且两者是结合在一起共同作用的。
一般的系统都是采用一条内径相同的常通管作为膨胀管的。
如下图左。
在这种情况下,传导主要是通过油分子微观运动来传热的,而对流则是通过油分子的宏观运动来传热的,也就是沿着管壁的油品温度较低,会下降,管中心的油品温度较高,会上升,从而形成了热对流。
对于一个连续运行的系统来说,膨胀管内部的对流是一种稳定状态下的自然对流,它所产生的影响远比传导大得多。
行业里遇到此类问题普遍的做法是升高膨胀槽高度,而且认为越高越好。
实际上,升高膨胀槽高度,相当于增大了膨胀管内部压力差,增加了膨胀管长度,对于降低热传导的影响是有一定作用的。
但是,对于一个稳定的运行系统而言,膨胀槽内油液产生的压力与回油压力相当的,如果膨胀槽高度过高,必然导致回油压力增大,循环泵背压也会增大,从而增大循环泵功耗,降低循环泵使用寿命。
严重的甚至会造成系统压力过大,产生更大的危险。
因此,膨胀槽的高度应高于系统最高处2米左右为宜,这可以根据系统回油压力和热传导油密度来计算。
既然对流传热的影响更大,那么为什么不从仰制对流着手呢?我们都知道对流传热的效果只与其流动状态有关。
简单讲,仰制对流传热最好的方法是改变管径和流动方向等。
最后构思出了如下右图的设计方案,并进行了试验。
试验结果令人欣喜,膨胀槽的温度从120℃左右降低到了50℃以下。
四、总结
从改良后的膨胀管部位示意图不难看出,最大的改进只是在膨胀管上增加了一个类似油气分离器的装置,也有人把它称为缓冲罐。
而膨胀槽高度等都未发生变化。
我们认为这个装置的主要作用是:
(一)该装置分别在高位和低位连接两段膨胀管,形成了一个类似“U”型管的装置;同时该装置的内径比膨胀管内径大很多,至少在两倍以上。
这两个变化实际上破坏了膨胀管内油液的自然对流,最大限度地降低了对流传热产生的影响。
(二)该装置拥有更大的散热面积,可以在该装置上把油温尽可能降低,减小了对膨胀槽内油液的影响。
(三)该装置上加装了辅助排气管,可以把膨胀管内的轻馏份气体快速排出,也会降低膨胀管内油温。
无论在理论上还是实际应用中,我们都认为这是一种切实可行、行之有效的降低膨胀槽温度的方法。
而且该装置结构简单,施工难度低,几乎每个热传导油系统都可以自行改进,从而有望彻底解决行业内普遍存在的膨胀槽温度过高的问题。
受专业知识所限,无法在此深入分析该装置的理论依据,仅根据实际经验和自己理解作简单总结,供行业参考。