CN113865206B - 一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机热载体锅炉领域，具体说是一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法，有机热载体炉通过循环泵与工艺用热设备相连；有机热载体炉设置取样冷却器，取样冷却器通过取样阀连接在所述循环泵的进出口；所述低位储油槽通过补油泵与膨胀槽相连；所述取样冷却器内部有冷却介质，通过冷却介质与样品的换热；取样冷却器通过排净阀与低位储油槽相连接；所述取样冷却器通过排气阀与大气相连接。本发明利用系统中低温有机热载体冷却高温有机热载体样品，利用导热油系统内自身的设备就可以达到取样冷却的目的，该系统简单、操作方便。

Description

一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法
技术领域
本发明属于有机热载体锅炉领域，具体说是一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法。
背景技术
加热系统中的导热油在高温状态下长期运行，不可避免的会发生老化、裂解等质量变化。导热油中如果水分超标，容易加快水解与氧化反应，导致导热油分解失效；残炭高会引起结焦，影响传热效果，严重时堵塞设备及管道；酸值的大小可以判断导热油被高温氧化的严重程度；粘度过高造成导热油流动性变差，降低传热效果。定期对导热油进行质量检测，有利于提高导热油系统的安全性、稳定性。
导热油取样是在高温下运行的，存在高温烫伤的危险，所以由国家市场监督总局批准颁布的《锅炉安全技术监察规程》(TSG G0001-2012)中规定“系统中需设置有机热载体的取样冷却器”，即将实施的《锅炉安全技术规程》(TSG 11-2020)中进一步明确了取样冷却器形式，规程规定“系统至少应设置一个非水冷却的有机热载体取样冷却器。”
冷却面积是选择取样冷却器重要的参数之一，取样冷却器面积A取决于装置的传热系数K及对数平均温差Δtm，K、Δtm值越大，冷却面积越小，取样冷却器的体积越小。以水作为冷却介质的K值约为200W/m2.℃、冷却介质为低粘度油时K值～116W/m2.℃、冷却介质为空气时K值～20W/m2.℃，空气较上两种介质，相差一个数量级。相同的样品取样量和对数平均温差Δtm,显然以水为冷却介质的取样冷却器的冷却面积最小，以空气为冷却介质的冷却面积最大。但是《锅炉安全技术规程》规定了禁止使用水冷却的取样冷却器。如何选择冷却介质对系统的高效、安全的取样具有重要的意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法，样品分析的准确，取样冷却器冷却面积小，占地省，节省投资。
具体技术方案如下：
一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置，包括由管路连接的有机热载体炉、循环泵、工艺用热设备、低位储油槽、补油泵、膨胀槽、取样冷取器、自力式压力调节阀、排气阀、取样阀和排净阀；
所述有机热载体炉通过循环泵与工艺用热设备相连；有机热载体炉设置取样冷却器，取样冷却器通过取样阀连接在所述循环泵的进出口；所述低位储油槽通过补油泵与膨胀槽相连；所述取样冷却器内部有冷却介质，通过冷却介质与样品的换热；冷却介质的循环包含以下两路：一路由低位储油槽通过补油泵与取样冷却器进口相连，完成冷却后从取样冷却器出口回到低位储油槽，冷却介质循环冷却；另一路由低位储油槽通过补油泵、自力式压力调节阀回到储油槽；所述取样冷却器通过排净阀与低位储油槽相连接；所述取样冷却器通过排气阀与大气相连接。
所述取样冷却器出口设置油流指示器。
所述取样管路分别设在循环泵进口与出口，取样管路的取样阀为双取样阀。
所述冷却介质为导热油，
述取样样品的流量为700ml/min出口温度不大于50℃，所述冷却介质温升为4～5℃。
一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置的工作方法，具体包括如下步骤：
(1)系统补油时，阀门一关闭，阀门二打开，低位储油槽中的低温导热油通过补油泵补入膨胀槽；
(2)取样时，阀门一打开，阀门二关闭，大流量的低温导热油通过自力式压力调节阀回到低位储油槽，小流量导热油作为冷却介质冷却样品；取样冷却器出口冷却管路上设置油流指示器；冷却介质导热油通过冷却管路回至低位储油槽；取样结束后，取样冷却器冷却介质通过排净阀自流排入低位储油槽。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
(1)本发明本质是利用系统中低温有机热载体冷却高温有机热载体样品，利用导热油系统内自身的设备就可以达到取样冷却的目的，该系统简单、操作方便；
(2)本发明用非水冷却的有机热载体取样冷却器，避免了油样被水分污染，保证了样品分析的准确性；同时考虑到取样样品的流量为700ml/min出口温度不大于50℃，冷却介质温升宜为4～5℃，加大对流平均温差，减少取样冷却器的面积。
(3)本发明以有机热载体导热油为冷却介质的取样冷却器，传热系数远远大于以空气作为冷却介质的传热系数，所以取样冷却器体积小、占地省；
(4)本发明以补油泵提供冷却介质的循环动力，由于补油泵的流量远大于循环流量，故在冷却管路设置自力式压力调节阀；
(5)本发明为方便收集循环冷却管路中的导热油，储油罐处于低位，取样冷取器处于高位。取样结束后，冷却管路及取样冷却器内的导热油依靠高度差自流回到低位储油罐中；
(6)由于导热油粘度随温度的升高而减小，取样样品粘度远小于低温冷却介质的粘度，本发明取样样品走管程，冷却介质走壳程；
(7)本发明取样冷却器出口冷却管路上设置油流指示器，便于随时观察管路内导热油的流动情况；
(8)本发明循环泵进出口取样管路上取样阀设置为双阀，保证系统取样的安全,避免高温热载体的泄漏。
附图说明
图1是本申请用于有机热载体锅炉取样冷却系统的示意图。
图中：1、有机热载体炉；2、循环泵；3、工艺用热设备；4、低位储油槽；5、补油泵；6、膨胀槽；7、取样冷取器；8、自力式压力调节阀；9、管路；10、油流指示器11、排气阀；12、取样阀；13、排净阀；V1、阀门一；V2、阀门二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受附图所限。
图1是本申请用于有机热载体锅炉取样冷却系统的示意图，如图所示：本发明用于有机热载体锅炉取样冷却装置，包括由管路9连接的有机热载体炉1、循环泵2、工艺用热设备3、低位储油槽4、补油泵5、膨胀槽6、取样冷取器7、自力式压力调节阀8、油流指示器10、排气阀11、取样阀12和排净阀13；
所述有机热载体炉1通过循环泵2与工艺用热设备3相连；有机热载体炉1设置取样冷却器7，取样冷却器7通过取样阀12连接在所述循环泵2的进出口；所述低位储油槽4通过补油泵5与膨胀槽6相连；所述取样冷却器7内部有冷却介质，通过冷却介质与样品的换热；冷却介质的循环包含以下两路：一路由低位储油槽4通过补油泵5与取样冷却器7进口相连，完成冷却后从取样冷却器7出口回到低位储油槽4，冷却介质循环冷却；另一路由低位储油槽4通过补油泵5、自力式压力调节阀8回到储油槽4；所述取样冷却器7通过排净阀13与低位储油槽4相连接；所述取样冷却器7通过排气阀11与大气相连接。
所述取样冷却器7出口设置油流指示器10。
所述取样管路分别设在循环泵2进口与出口，取样管路的取样阀12为双取样阀12。
所述冷却介质为导热油。
所述取样样品的流量为700ml/min出口温度不大于50℃，所述冷却介质温升为4～5℃。
本发明用于有机热载体锅炉取样冷却装置的工作方法，具体包括如下步骤：
(1)系统补油时，阀门一V1关闭，阀门二V2打开，低位储油槽4中的低温导热油通过补油泵5补入膨胀槽6；
(2)取样时，阀门一V1打开，阀门二V2关闭，大流量的低温导热油通过自力式压力调节阀8回到低位储油槽4，小流量导热油作为冷却介质冷却样品；取样冷却器7出口冷却管路上设置油流指示器10；冷却介质导热油通过冷却管路回至低位储油槽4；取样结束后，取样冷却器7冷却介质通过排净阀13自流排入低位储油槽4。

Claims (6)

1.一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置，其特征在于：包括由管路(9)连接的有机热载体炉(1)、循环泵(2)、工艺用热设备(3)、低位储油槽(4)、补油泵(5)、膨胀槽(6)、取样冷取器(7)、自力式压力调节阀(8)、排气阀(11)、取样阀(12)和排净阀(13)；
所述有机热载体炉(1)通过循环泵(2)与工艺用热设备(3)相连；有机热载体炉(1)设置取样冷却器，取样冷却器通过取样阀(12)连接在所述循环泵(2)的进出口；所述低位储油槽(4)通过补油泵(5)与膨胀槽(6)相连；所述取样冷却器内部有冷却介质，通过冷却介质与样品换热；冷却介质的循环包含以下两路：一路由低位储油槽(4)通过补油泵(5)与取样冷却器进口相连，完成冷却后从取样冷却器出口回到低位储油槽(4)，冷却介质循环冷却；另一路由低位储油槽(4)通过补油泵(5)、自力式压力调节阀(8)回到储油槽；所述取样冷却器通过排净阀(13)与低位储油槽(4)相连接；所述取样冷却器通过排气阀(11)与大气相连接。
2.根据权利要求1所述的用于有机热载体锅炉取样冷却装置，其特征在于：所述取样冷却器出口设置油流指示器(10)。
3.根据权利要求1所述的用于有机热载体锅炉取样冷却装置，其特征在于：所述循环泵(2)的进口与出口连接管道，管道上的取样阀(12)为双取样阀。
4.根据权利要求1所述的用于有机热载体锅炉取样冷却装置，其特征在于：所述冷却介质为低温导热油。
5.根据权利要求4所述的用于有机热载体锅炉取样冷却装置，其特征在于：所述取样冷取器(7)的冷却介质的流量为700ml/min，出口温度不大于50℃，所述冷却介质温升为4～5℃。
6.一种如权利要求1所述的用于有机热载体锅炉取样冷却装置的工作方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)系统补油时，阀门一(V1)关闭，阀门二打开，低位储油槽(4)中的低温导热油通过补油泵(5)补入膨胀槽(6)；
(2)取样时，阀门一(V1)打开，阀门二关闭，大流量的低温导热油通过自力式压力调节阀(8)回到低位储油槽(4)，小流量导热油作为冷却介质冷却样品；取样冷却器出口冷却管路(9)上设置油流指示器(10)；冷却介质导热油通过冷却管路(9)回至低位储油槽(4)；取样结束后，取样冷却器冷却介质通过排净阀(13)自流排入低位储油槽(4)。
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