導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案

【資料簡介】

導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案

大家都知道，導熱油設備上會用到一款惰性氣體，用它來隔離導熱油與氧氣的接觸，減少延緩導熱油氧化的速度。氮封在高溫導熱油使用中的作用非常大。導熱油是使用在溫度比較高的環境下，當溫度在60℃以下時，氧化速度非常緩慢，當超過此溫度的時候，氧化的速度久非常迅速了。度每升高10℃，氧化速率約增加一倍。油溫越高，與空氣接觸時間越長，氧化速度越快。導熱油品質發生變化的原因主要是熱裂解和氧化，導熱油發生氧化后生成有機酸，有機酸的存在又會進一步加速導熱油的聚合和裂解反應，導致導熱油的殘炭增加，閃點降低，直至報廢。

導熱油氧化發生的部位主要是在膨脹槽，防止導熱油氧化的有效方法是在膨脹槽內注入惰性氣體，使導熱油與空氣隔絕。通常使用的惰性氣體為氮氣，我們習慣上稱之為氮封。氮封不僅可以使導熱油與空氣有效隔絕，防止氧化，延長導熱油使用壽命。導熱油又叫有機熱載體，具有傳熱效率高、安全環保、節約能源等優點，被廣泛應于工業生產中。影響導熱油品質變化的因素主要是熱裂解和氧化，其中導熱油的氧化反應會生成有機酸，有機酸的存在又會進一步加速導熱油的聚合和裂解反應，導致導熱油密度和殘炭增加，閃點降低，油的顏色逐漸變深，致使導熱油提前報廢。

導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案

導熱油的氧化與加熱系統的運行溫度有直接關系，資料顯示：導熱油在60℃以下時，氧化反應非常緩慢，60℃以上氧化反應速度逐漸加快，溫度每升高10℃氧化速率約增加一倍。油溫越高，與空氣或具有氧化作用的物質接觸機會越多、時間越長，氧化速度會越快。這也就是說大多數導熱油是由于發生了氧化問題才大大縮短了其使用壽命。
導熱油易于發生氧化反應的部位主要是膨脹槽，防止導熱油氧化的有效方法是在膨脹槽采用惰性氣體使導熱油與空氣隔離。惰性氣體的選用通常為氮氣，所以，我們習慣上稱之為氮封。采用氮封不僅可以使導熱油與空氣有效隔離，防止氧化，延長導熱油使用壽命，還可以杜絕導熱油的噴油、泄漏、著火等安全問題。
導熱油系統升調試時，油溫根據升溫曲線緩慢升至260℃時，導熱油脫輕結束，此時氮封開啟。使用氮封時，從加氮口向膨脹槽充入氮氣，調整氮氣減壓閥和泄壓閥，控制氮封壓力，如系統壓力突然升高時，除手工放空外，安全閥自動開啟泄壓。哪些加熱系統需要使用氮封呢？通常閉式系統都應采用氮封保護。《鍋爐安全技術監察規程》中規定，符合以下條件的系統應當設計為閉式系統：

1、使用氣相有機熱載體的系統；
2、使用屬危險化學品的有機熱載體的系統；
3、最高工作溫度高于所選用有機熱載體的常壓下初餾點，或者在最高工作溫度下有機熱載體的蒸氣壓高于0.01MPa的系統；
4、一次性注入有機熱載體數量大于10m3的系統；
5、供熱負荷及工作溫度頻繁變化的系統。

導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案工作原理

供氮裝置（見圖1），將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)，介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)，打開，使閥前氣體經減壓閥(5)，節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內充注氮氣；當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執行機構中的彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置（見圖2），該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構(2)，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。

四、導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案自力式氮封閥 技術參數和性能

閥體

公稱通徑		DN25、32、40、50、65、80、100mm
公稱壓力		PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等
法蘭標準
閥體材料		鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti）
閥芯材料	硬密封	不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈
	軟密封
閥桿材料		不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti）
流量特性		-
使用溫度

執行器

壓力設定范圍(KPa)	0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33 36～44 42～51 49～58 56～66
膜蓋材料	A3、A4鋼板涂四氟乙烯
膜片材料	丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠

性能

設定值偏差±5%		允許泄露量
允許泄露量	標準型	IV級（符合GB/T4312-92標準）
	嚴密型	VI級（符合GB/T4312-92標準）

五、導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案 額定流量系數、額定行程、性能

ZZDG供氮裝置

公稱通徑DN	25									32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	5	6	7	8	10	12	15	20	25	32	40	50	65	120	100
流量系數Kv	0.2	0.32	0.5	0.8	1.8	2.8	4.4	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8									10		14	20		25

ZZDX泄氮裝置

公稱通徑DN	20	25	32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	20	25	32	40	50	65	80	100
流量系數Kv	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8		10		14	20		25

六、導熱油膨脹罐氮封閥裝置設計方案 外形尺寸

供氮裝置外形尺寸及重量

公稱通徑DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100
L	160	180	200	230	290	310	350
A	308	308	308	308	394	394	394
H2	415	415	415	115	415	415	415
H1	60	75	80	85	95	105	120
H	720	730	730	750	790	840	890
重量(kg)	32	35	40	50	90	115	280

泄氮裝置外形尺寸及重量

公稱通徑DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100
L	160	180	200	230	290	310	350
A	308	308	308	308	394	394	394
H1	60	75	80	85	95	105	120
H	380	400	420	430	550	560	570
重量(kg)	12	13	15	17	20	28	38

另外，GB23971《有機熱載體》和GB24747《有機熱載體安全使用條件》中規定，最高允許使用溫度為300℃以上的有機熱載體，由于在操作條件下其工作溫度較高易于導致膨脹罐內的有機熱載體發生氧化，也應當在閉式循環系統中使用。導熱油的氧化與加熱系統的運行溫度有直接關系，資料顯示：導熱油在60℃以下時，氧化反應非常緩慢，60℃以上氧化反應速度逐漸加快，溫度每升高10℃氧化速率約增加一倍。油溫越高，與空氣或具有氧化作用的物質接觸機會越多、時間越長，氧化速度會越快。這也就是說大多數導熱油是由于發生了氧化問題才大大縮短了其使用壽命。

導熱油易于發生氧化反應的部位主要是膨脹槽，防止導熱油氧化的有效方法是在膨脹槽采用惰性氣體使導熱油與空氣隔離。惰性氣體的選用通常為氮氣，所以，我們習慣上稱之為氮封。采用氮封不僅可以使導熱油與空氣有效隔離，防止氧化，延長導熱油使用壽命，還可以杜絕導熱油的噴油、泄漏、著火等安全問題。
導熱油系統升調試時，油溫根據升溫曲線緩慢升至260℃時，導熱油脫輕結束，此時氮封開啟。使用氮封時，從加氮口向膨脹槽充入氮氣，調整氮氣減壓閥和泄壓閥，控制氮封壓力，如系統壓力突然升高時，除手工放空外，安全閥自動開啟泄壓。導熱油系統根據升溫曲線緩慢升至260℃，導熱油脫水、脫輕過程基本結束后就可以開啟氮封。使用氮封時，從加氮口向膨脹槽內充入氮氣，調整氮氣減壓閥和泄壓閥，控制氮封壓力。

由此可見，氮封在導熱油使用中起著非常大的作用，可以讓導熱油達到一個更長的使用壽命。給企業降低生產成本。導熱油操作方法很重要，同樣選擇一款好的產品也同樣重要。