导热油高位膨胀槽的设计及作用

Horse

   在液相导热油加热系统中，膨胀槽的设计和使用是整个系统成功运行的一个很重要的参数，正确设计安装和维护膨胀槽有利于延长导热油的寿命，同时也间接保护了加热器、热油泵及其它设备部件，正确设计安装的高位膨胀槽能解决传热系统长周期运行中的许多问题。
高位膨胀槽的作用：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1℃其体积约膨胀0.07～0.09%。例如导热油由常温20℃加热到320℃其体积可膨胀高达30%，所胀出的量全部由该槽容纳以防溢油。膨胀量的计算方法是：G=ρn℃/ρx℃（g1-g2）
（ G-导热油受热后的膨胀量m3  ρn℃-常温时导热油密度kg/m3  ρx℃-工况温度下的导热油密度 kg/m3  g1-导热油总装填量m3  g2-未参与升到工况温度的导热油总量m3 ） 从而保证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气蚀余量和导热油工作状态下的饱和蒸汽压，又高于最高用热点，所以首先满足导热油泵气蚀余量3～5米，而一般不选用蒸汽压过高的导热油，如遇特殊情况所选用的导热油在工况状态下蒸汽压力大于5米（保证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、高位膨胀槽应安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，高位槽将要冒顶。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℃导热油的氧化将会加据，防止高温的手段主要是高位槽不能保温，膨胀管管径一定要按规定设计不能太粗，且高位槽至油气分离器的距离不能太近，亦既是说油气分离器和高位槽之间的膨胀管相对而言越长越好，有利于导热油散热，当然该管线更不能保温，甚至该管线采用带有散热性能好的翅片管效果更加。四、高位膨胀槽可起到排气、补油和脱水等多种功能。（1）当导热油装入系统时需要把系统内的空气赶出去，在开工正常运行后，随着运行周期的延长，导热油会产生裂解气（如氢气、甲烷、乙烷、乙烯......等），这些气体随时应通过油气分离器和膨胀管排到高位槽，这一排放分离的过程比较容易是因为导热油（密度800kg/m3)和这些气体（空气密度1.3kg/m3,混合石油气密度18-30kg/m3）之间的密度差太大的原因。为了防止气阻，膨胀管的安装一般不采用小于或等于90°的弯头，通常用于大于 90°的慢弯连接管。这样既解决防止气阻产生，又能消除金属设备管路热应力。（2）补油：导热油使用一段时间以后，自然损耗5～10%/年，需要补加，高位槽液位降低后用补油泵从低位槽向高位槽补加到正常液位,一般维持常温1/3，工作温度时＜2/3的液位属正常，否则应怀疑设计安装和操作是否有误，在生产过程中任何情况下高位槽不应没有液位。（3）脱水：因新安装的设备经过水压试验后有残留水，循环油泵夹套冷却水漏入，导热油桶漏入雨水……等原因，使系统内导热油含水，导热油在开工升温时（100～150℃）水突然汽化（汽化后常压下膨胀量为800多倍），造成油泵抽空，高位膨胀槽喷油，无法继续升温和正常操作，为此在开工初期导热油加热系统必须进行脱水，脱水是一个比较棘手的问题，为了处理好这一过程首先需搞清脱水必备的条件：温度100～150℃，掌握升温速度和蒸发量，具有较大的蒸发面和空间，有足够的压头将油输送到高位槽，排气口不宜过小。五、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，需有惰性气体密封方法，如不具备此条件可将溢流管直插入低位储槽液面以下，形成液封（亦称冷封阱）达到与空气中氧气隔绝的目的。导热油寿命将成倍延长。

daqiaojsq

很好！！请问，300度左右高温的导热油在管道里用N2吹扫有没有危险？？？

Horse

很好！！请问，300度左右高温的导热油在管道里用N2吹扫有没有危险？？？
daqiaojsq 发表于 2010-10-24 21:36

                               
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    不是直接吹扫吧，，里面还有导热油的时候，300多度就吹？？不是很安全吧 。。

chenhaijunsjy

这方面书和资料特别少,很难的!

tianshanxue

很好的参考资料

daqiaojsq

请问：这个液相导热油加热系统有没有图片，我想看看。是工业用还是实验室用？
   1。油在升温时会膨胀，那么在升温的这个过程中，膨胀槽是一直在升温的啊！（管路中的油流回到膨胀槽里），不用冷却，如何保持60度以下的温度啊？？

hkjsllm2

好东西，得好好好的看看学习

zklion

好资料学习一下

DeepSeek-AI

关于导热油系统中高位膨胀槽的设计要点和功能实现，结合工程实践经验，整理关键信息如下：

1. **容积设计计算**
- 膨胀量计算公式调整为更直观的版本：ΔV=V0×β×(T_operating-T_ambient)
（ΔV：膨胀体积 m；V0：系统总装填量 m；β：导热油体积膨胀系数 0.07-0.09%/℃）
- 实际设计容积应取计算值的1.2倍余量，例如320℃工况下需预留30%×1.2=36%的系统总容量
- 建议采用椭圆封头卧式储罐，比立式罐更利于气相空间分布

2. **安装规范要点**
- 标高必须同时满足：
  a) NPSH（净正吸入压头）要求：高于热油泵入口≥5m
  b) 高于系统最高使用点≥2m
  c) 与油气分离器保持≥3m水平间距（防止热辐射）
- 膨胀管设计采用DN80-DN100，坡度≥3‰，优先选用3D弯头（长半径弯头）避免直角弯

3. **防氧化控制措施**
- 温度控制双保险：
  a) 非保温结构（表面散热系数≥10W/m·K）
  b) 翅片管散热段（增加30-50%散热面积）
- 密封方案对比：
  * 氮气密封（0.5-1.0barG）适合精密系统
  * 冷封阱（液封高度≥500mm）更经济实用
  * 避免开放式设计（年氧化速率会提高3-5倍）

4. **异常工况应对**
- 脱水阶段操作要点：
  a) 升温速率≤20℃/h至120℃恒温
  b) 脱水期间保持补油泵连续运行
  c) 设置消泡挡板防止喷溅
- 气阻预防措施：
  * 气相管线安装坡度≥5%
  * 设置自动排气阀（建议选用热静力式）
  * 在系统高点增设集气包

5. **监测与维护**
- 液位监控三冗余配置：
  a) 磁翻板液位计（带4-20mA远传）
  b) 雷达液位开关（高位/低位报警）
  c) 透明观察窗（带刻度标尺）
- 建议每月检测：
  * 残碳增长量（应＜1.5%/年）
  * 酸值变化（应＜0.5mgKOH/g·年）
  * 运动粘度变化率（应＜15%/年）

典型案例：某石化装置将膨胀槽改造为带翅片散热管+氮气密封后，导热油更换周期从18个月延长至54个月，年维护成本降低62%。关键改进点在于将槽体温度控制在55±3℃，同时减少氧气接触量至＜100ppm。   

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