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

    1、導熱油性能優(yōu)點

導熱油供熱與傳統(tǒng)的蒸汽供熱比較，具有以下優(yōu)點：

    （1）溫度高，壓力低。采用導熱油供熱，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90%以上。

    （3）溫度穩(wěn)定且易于控制。由于導熱油比熱、粘度較大，受熱后溫度波動小，在對于溫度穩(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。導熱油供熱與蒸汽供熱相比，導熱油不腐蝕設備鋼材，無需配置化學處理裝置，節(jié)省了相應的成本。與蒸汽鍋爐相比，對水資源需求度不高，避免了地域使用限制。

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

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

    2、導熱油工作原理

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

    3、導熱油系統(tǒng)的設計

    （1）導熱油爐。相對于其他設備來說，導熱油爐是導熱油系統(tǒng)中核心設備，其投資較大，設計時應從苛刻的工況考慮，謹慎選擇爐管、燃燒器等重要設備。小型導熱油爐爐管常用盤管，其優(yōu)點是流速合理、管內(nèi)壓降小、能完全排空、無局部過熱。但對于大型導熱油爐，盤管運輸不方便，一般采用立式爐管。爐管內(nèi)部導熱油流過傳熱面的速度必須相對較快，以充分擴展紊流，從而節(jié)約能源，提高導熱油爐的熱效率

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

    設計膨脹槽的體積時，先要計算熱油系統(tǒng)中導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）]

式中 v——工作條件下的導熱油膨脹體積，m3

v0——管道及設備所容納的導熱油量，m3

β——工作條件下的導熱油膨脹系數(shù)，℃-1

t進——開車前的導熱油溫度，℃

t出——工作條件下的額導熱油溫度，℃

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

    （4）熱油循環(huán)泵。熱油循環(huán)泵用來提供導熱油在熱油爐循環(huán)系統(tǒng)中的動力以及系統(tǒng)熱負荷所需的流量。循環(huán)泵選取時應根據(jù)導熱油的粘度、流速、路經(jīng)等，計算熱油爐的系統(tǒng)阻力，合理選擇泵的揚程。

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

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

    （7）濾油器。濾油器主要用來過濾并清除導熱油中的雜質(zhì)，保證導熱油的清潔度，延長熱油泵和熱油爐爐管的使用壽命。過濾器宜設二組，一開一備。

4. 導熱油爐在醚化生產(chǎn)中的應用

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

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

    導熱油爐是一個大型非標設備，如果在施工現(xiàn)場進行制造，由于缺少有效的大型機具，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)很好地解決了這個難題。

    導熱油爐設計時就應按模塊化的思路考慮，從加熱爐整體角度出發(fā)，增加爐體的分段設計，在結構增加強度連接節(jié)點、連接面，并充分考慮連接面的密封問題。同時，還要考慮模塊在運輸、吊裝過程中的附加載荷。

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

（2）分段模塊化。根據(jù)我國現(xiàn)有的運輸、等吊裝能力以及施工進度要求，可以將熱油爐輻射室、對流室和煙囪分模塊在工廠制造，運到現(xiàn)場后進行積木式組裝。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協(xié)議中詳細說明。

注：導熱油爐模塊化即撬塊導熱油爐