工艺工程师在为反应器、压机或干燥机选择热源时,通常首先会问同一个问题:蒸汽还是导热油?答案很大程度上取决于一个数字,即所需的工艺温度。
1.蒸汽的压力损失
饱和蒸汽以潜热的形式携带热量,因此其温度与压力密切相关。温度每升高一级,压力就会急剧上升。
| 蒸汽温度 | 饱和压力 |
| 180℃ | 1.0MPa(A) |
| 200℃ | 1.55MPa(A) |
| 250℃ | 4.0MPa(A) |
| 300℃ | 8.59MPa(A) |
| 350℃ | 16.5MPa(A) |
温度高于约180-200℃时,蒸汽系统便需要使用厚壁压力容器、经过认证的锅炉运行以及厚重的管道。导热油系统以液相显热的形式传递热量。系统压力由泵扬程和静压头决定,而非由工艺温度决定,同样的300 ℃工况运行压力<0.8MPa。
2.涉水问题消失
蒸汽系统在其运行期间必须持续管理给水化学成分:
- 溶解矿物质形成的垢会降低管内传热,并有局部过热的风险。
- 溶解氧和二氧化碳引起的腐蚀会侵蚀锅炉和冷凝水回流管路。
- 泄压和捕集损失会持续消耗一部分燃料能量。
- 冬季,室外蒸汽和冷凝水管道存在冻害风险。
闭式导热油循环系统没有给水、排污或冷凝水回流,因此以上内容均不存在。选择导热油时,请在最低环境温度下检查其凝固点和粘度。
3.温度均匀性和多区域控制
加热炉出口油温可实现±1℃供热,液态导热油通过夹套、压板或盘管强制循环,从而实现稳定的表面温度。一台导热油炉可向多个用热点供油,通过二次循环满足不同温度的用热需求,这在树脂、层压板、纺织和化工厂中是一种常见的配置。
4.导热油炉应用的注意点:
- 导热油的热容量较低。每公斤油每摄氏度所携带的热量大约只有水的一半,因此在相同工作量下,油需要更大的流量和泵的功率。
- 导热油老化。如果油膜温度过高,油会发生氧化和裂解。因此选配合适型号的导热油、加热炉型式和设计流速以及定期进行导热油油品分析都很重要。
- 易燃性。系统设计需要完善的安全联锁系统、通风和防火措施。
- 低温应用。温度低于约150-180℃,或需要直接蒸汽接触时,蒸汽是一种简单经济的选择。
5.快速选择指南
| 如果您的流程需要…… | 更合适 |
| 150-180℃或以下,或直接使用蒸汽 | 蒸汽 |
| 低压系统下温度为200-350℃ | 导热油 |
| 来自同一来源的多个不同温度区域 | 导热油 |
| 户外安装,需经受冻害 | 导热油(检查凝固点) |
| 高于380℃ | 熔盐(参见我们的熔盐指南) |
按照标准设计和制造
CEEF主导了中国国家导热油加热炉标准GB/T17410的起草工作。我们的加热炉产品范围从24kW紧凑型撬装机组到创纪录的46MW(40,000,000千卡/小时)现场组装炉型,并提供煤、生物质(生物质制气)、燃气、燃油和电加热等多种燃料选项。