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[摘 要]有机热载体俗称导热油，是一类专用于热传导的特殊石油产品，其使用寿命直接影响到能源的消耗，而有机热载体锅炉则属于高耗能特种设备。为了确保锅炉安全、节能、经济运行，本文作者多年来对有机热载体锅炉及其系统的清洗方法作出了一些探索与研究，旨在更好地保护国家财产，保护人身安全，促进国民经济协调发展。
[关键词]有机热载体锅炉及系统 清洗
中图分类号：TQ054文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0093-01
1.有机热载体的应用情况
众所周知，有机热载体锅炉靠有机热载体传递热量。根据热力学第二定律，凡有温差存在的地方就有热量传递，而且热量自发地从高温向低温传递。传递有三种基本方法，即导热（传导）、对流、辐射。
我国自20世纪80年代应用有机热载体加热技术以来，有机热载体节能这一优点，已逐渐被人们所认识，已成为新型的传热介质。近年来随着我国经济建设快速发展、有机热载体传热技术的提高和先进生产工艺的需要，有机热载体锅炉应用范围日益扩大，目前已被大量应用在纺织、化纤、印染、纸业、食品、建材、冶金、石油化工等多种行业，并呈不断快速发展趋势。
2.有机热载体锅炉的优缺点与清洗的必要性
有机热载体锅炉具有热传导效率高、热损失小，温度易控制，受热相对均匀，尤其是能在相对较低的运行压力下获得较高的工作温度。
然而有机热载体在使用中劣化或受严重污染后，往往容易在受热面结焦、积炭，恶化传热、影响热交换，不仅浪费燃料，增加能耗，而且会造成传热系统的安全隐患。严重的结焦和积炭甚至会烧损炉管，导致爆管或产生裂缝泄漏、严重影响锅炉的安全经济运行，有的甚至引发火灾等各种安全事故，造成重大人身伤害和财产损失。
因此，当油品劣化较严重时，应当及时换油并对锅炉及循环系统进行必要的清洗，否则大量粘附于系统管壁或沉积在膨胀罐和贮油槽中的油泥和残留的已劣化的有机热载体将会很快对新加入的有机热载体造成污染，显著影响其质量。有的杂质还将产生催化作用，加快新加油品的劣化速度，缩短其使用寿命，造成很大的经济损失。因此，及时清洗，对于延长有机热载体的使用寿命，促进高耗能设备的节能减排，保证锅炉安全、节能、经济运行具有十分重要的科学价值和现实意义。
3.有机热载体锅炉及系统垢渣的形成及特性
有机热载体劣化后，锅炉炉管及系统管壁上形成的的污垢，从形态看主要有：沥青状油泥、尚有弹性的胶质油垢、疏松状的结焦物和坚硬的炭化物等。分析其形成的的过程可分为：油品劣化→粘附→硬化（结焦）→炭化。
3.1 沥青状油泥：主要是由粘度较大的聚合物及油中的杂质沉积而成，往往存在于流速滞缓的部位，以及低位贮槽和膨胀罐底部等。主要发生于粘附阶段，此时油泥尚未硬化，较容易通过化学清洗除去。
3.2 胶质油垢：通常是附着力较强的高分子粘结体油垢，含有焦油沥青及其它有机聚合物，属于程度较轻的油垢，不但存在于炉管内壁上，也存在于循环系统的管道壁上，它的生成温度不是很高，可在长期使用中形成。胶质油垢为硬化初级阶段，不太容易清洗干净。
3.3 结焦物：大部分是焦质与沥青质，是在高温200℃～500℃条件下，发生脱氢、缩合反应，由低级芳烃转化为多环芳烃，进而转化为稠环芳烃。在高于其最高允许使用温度的情况下，逐渐由液态焦油转化为固态微粒状或网状结焦物。结焦物传热系数很小，管壁上结焦后不但会减少流通量，而且严重影响传热，浪费燃料。由于脱氢程度不同，结焦物的形状主要有海绵状焦、蜂窝状焦、针状焦。
3.4 炭化硬垢：焦油垢继续脱氢缩合，逐步炭化，并由疏松的结焦物逐步转化成附着力很强有坚硬炭垢。炭化硬垢大多出现在滞流的炉管部位。此时，沿管壁流动的边界油膜变厚，当热强度增大，管壁温度超过油膜允许温度时，有机热载体就会发生裂解、聚合、结焦、炭化等反应。它是硬化程度最严重的一种垢，有时甚至由液态油完全转化为固体炭，堵塞炉管。炉管产生炭化硬垢后，很难清除，严重的只能换管，无法换管的锅炉只能报废。
上述油污或油垢，除了前两种会单独出现在结垢较轻的有机热载体供热系统中，一般大多数是由两种以上类型油垢组成。因此，要针对不同的情况做好清洗准备工作，制订出不同的清洗方案。
4.有机热载体锅炉及系统清洗的特点
清洗的范围是锅炉本体、循环管线、膨胀罐、低位贮罐等整个系统，并且系统的清洗体积往往远大于锅炉本体。
清洗的杂质以油污、结焦和积炭为主。通常采用的是碱性药剂或有机溶剂。不同的清洗剂，其清洗工艺也不相同。
清洗质量的检验项目主要是检查被清洗表面的除油、除焦、清洁程度以及清洗残留液对有机热载体的影响。
5.有机热载体锅炉及系统清洗的方法及清洗剂特点
有机热载体锅炉及系统，采用的清洗方法主要有：化学清洗和物理清洗。
5.1 化学清洗
5.1.1无机清洗剂清洗
无机清洗剂以水相的碱性药剂加表面活性剂为主。采用无机清洗剂的优点是价格相对便宜，配方合适，操作得当能获得较好的清洗效果。目前国内采用水相无机清洗剂清洗的较多，但此方法的清洗效果因药剂配方和操作工艺不同，差异很大，特别是表面活性剂的种类选择和用量配比尤为关键。如果选配不当，难以获得良好的清洗效果。另外，此方法清洗时间较长，配方要求高，清洗后残留清洗水不易排除，脱水汽时间较长。如果有清洗剂有残留，易影响有机热载体质量，有时甚至造成油的乳化。另外，清洗废液中油污较大，不易处理。如果处理不当，易污染环境。
5.1.2 有机溶剂清洗
采用对油污溶解性很强的有机溶剂清洗，优点是溶解油泥能力较强，对金属无腐蚀性，清洗时间短，操作简单，一般可利用原循环泵和循环系统清洗，不需另设清洗箱和临时清洗管线；清洗后，若有残留的清洗剂对有机热载体质量基本不影响；清洗廢液可混入燃料燃烧，对环境污染少。但有机清洗剂价格较高，有些有机溶剂易燃烧或有一定的毒性，目前国内使用不太多。当锅炉和系统尚未严重结焦时，有时可以用柴油作清洗剂，但清洗效果因有机热载体的性质和劣化程度不同而异。
5.2 物理清洗
一个般有机热载体系统中，低位贮槽和膨胀罐底部以及循环管路末端死角往往会沉积较多的油泥，粘度较大的有机热载体也容易粘附于槽罐壁和管壁上。如果不进行清洗，换油后易污染新油。但由于储槽和膨胀罐容积很大，若完全采用化学清洗，所需清洗剂量大，成本高，而且也不易清洗干净。通常采用人工进行物理清除，尽量铲除沉积的油泥和油污，必要时再用清洗剂清洗。
结构简单的锅炉若被油污或结焦物堵塞时，也可通过疏通管机人工疏通或采用高压水射流、清洗球、干冰、超声波清洗等物理方法进行清清洗，但盘管式锅炉和结构复杂的炉管和循环系统则难以通过物理方法清除干净。因此，有机热载体锅炉及系统的清洗通常以化学清洗为主，物理清洗为辅。
6.清洗废液的处理
有机溶剂清洗剂的清洗废液处置应当符合国家安全环保部门有关处理废弃石油及化工产品的法律法规；水相碱性清洗剂（包括水冲洗的废水）必须经过处理，符合GB8975<<污水综合排放标准>>的规定后才能排放。水相有机热载体清洗废液的污染物主要是油污（COD）和碱类清洗剂的碱性物质，需进行油水分离及中和。油水分离的方法主要有：利用密度差撇油分离、絮凝气浮分离、聚结（粗粒化）分离、活性炭吸附或其它物质（如煤灰渣、泥炭）过滤分离等。
清洗方案中必须详细制订清洗废液的处理方法，预备处理废液所需容器或废液池，以及处理废液的药剂。严禁排放未经处理的清洗废液，也不得采用渗坑、渗井和漫流等方式排放。
总之，要对有机热载体锅炉及系统及时准确地清洗，确保特种设备安全、节能、经济运行，更好地保护国家财产，保护人身安全，促进国民经济协调发展。
[关键词]有机热载体锅炉及系统 清洗
中图分类号：TQ054文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0093-01
1.有机热载体的应用情况
众所周知，有机热载体锅炉靠有机热载体传递热量。根据热力学第二定律，凡有温差存在的地方就有热量传递，而且热量自发地从高温向低温传递。传递有三种基本方法，即导热（传导）、对流、辐射。
我国自20世纪80年代应用有机热载体加热技术以来，有机热载体节能这一优点，已逐渐被人们所认识，已成为新型的传热介质。近年来随着我国经济建设快速发展、有机热载体传热技术的提高和先进生产工艺的需要，有机热载体锅炉应用范围日益扩大，目前已被大量应用在纺织、化纤、印染、纸业、食品、建材、冶金、石油化工等多种行业，并呈不断快速发展趋势。
2.有机热载体锅炉的优缺点与清洗的必要性
有机热载体锅炉具有热传导效率高、热损失小，温度易控制，受热相对均匀，尤其是能在相对较低的运行压力下获得较高的工作温度。
然而有机热载体在使用中劣化或受严重污染后，往往容易在受热面结焦、积炭，恶化传热、影响热交换，不仅浪费燃料，增加能耗，而且会造成传热系统的安全隐患。严重的结焦和积炭甚至会烧损炉管，导致爆管或产生裂缝泄漏、严重影响锅炉的安全经济运行，有的甚至引发火灾等各种安全事故，造成重大人身伤害和财产损失。
因此，当油品劣化较严重时，应当及时换油并对锅炉及循环系统进行必要的清洗，否则大量粘附于系统管壁或沉积在膨胀罐和贮油槽中的油泥和残留的已劣化的有机热载体将会很快对新加入的有机热载体造成污染，显著影响其质量。有的杂质还将产生催化作用，加快新加油品的劣化速度，缩短其使用寿命，造成很大的经济损失。因此，及时清洗，对于延长有机热载体的使用寿命，促进高耗能设备的节能减排，保证锅炉安全、节能、经济运行具有十分重要的科学价值和现实意义。
3.有机热载体锅炉及系统垢渣的形成及特性
有机热载体劣化后，锅炉炉管及系统管壁上形成的的污垢，从形态看主要有：沥青状油泥、尚有弹性的胶质油垢、疏松状的结焦物和坚硬的炭化物等。分析其形成的的过程可分为：油品劣化→粘附→硬化（结焦）→炭化。
3.1 沥青状油泥：主要是由粘度较大的聚合物及油中的杂质沉积而成，往往存在于流速滞缓的部位，以及低位贮槽和膨胀罐底部等。主要发生于粘附阶段，此时油泥尚未硬化，较容易通过化学清洗除去。
3.2 胶质油垢：通常是附着力较强的高分子粘结体油垢，含有焦油沥青及其它有机聚合物，属于程度较轻的油垢，不但存在于炉管内壁上，也存在于循环系统的管道壁上，它的生成温度不是很高，可在长期使用中形成。胶质油垢为硬化初级阶段，不太容易清洗干净。
3.3 结焦物：大部分是焦质与沥青质，是在高温200℃～500℃条件下，发生脱氢、缩合反应，由低级芳烃转化为多环芳烃，进而转化为稠环芳烃。在高于其最高允许使用温度的情况下，逐渐由液态焦油转化为固态微粒状或网状结焦物。结焦物传热系数很小，管壁上结焦后不但会减少流通量，而且严重影响传热，浪费燃料。由于脱氢程度不同，结焦物的形状主要有海绵状焦、蜂窝状焦、针状焦。
3.4 炭化硬垢：焦油垢继续脱氢缩合，逐步炭化，并由疏松的结焦物逐步转化成附着力很强有坚硬炭垢。炭化硬垢大多出现在滞流的炉管部位。此时，沿管壁流动的边界油膜变厚，当热强度增大，管壁温度超过油膜允许温度时，有机热载体就会发生裂解、聚合、结焦、炭化等反应。它是硬化程度最严重的一种垢，有时甚至由液态油完全转化为固体炭，堵塞炉管。炉管产生炭化硬垢后，很难清除，严重的只能换管，无法换管的锅炉只能报废。
上述油污或油垢，除了前两种会单独出现在结垢较轻的有机热载体供热系统中，一般大多数是由两种以上类型油垢组成。因此，要针对不同的情况做好清洗准备工作，制订出不同的清洗方案。
4.有机热载体锅炉及系统清洗的特点
清洗的范围是锅炉本体、循环管线、膨胀罐、低位贮罐等整个系统，并且系统的清洗体积往往远大于锅炉本体。
清洗的杂质以油污、结焦和积炭为主。通常采用的是碱性药剂或有机溶剂。不同的清洗剂，其清洗工艺也不相同。
清洗质量的检验项目主要是检查被清洗表面的除油、除焦、清洁程度以及清洗残留液对有机热载体的影响。
5.有机热载体锅炉及系统清洗的方法及清洗剂特点
有机热载体锅炉及系统，采用的清洗方法主要有：化学清洗和物理清洗。
5.1 化学清洗
5.1.1无机清洗剂清洗
无机清洗剂以水相的碱性药剂加表面活性剂为主。采用无机清洗剂的优点是价格相对便宜，配方合适，操作得当能获得较好的清洗效果。目前国内采用水相无机清洗剂清洗的较多，但此方法的清洗效果因药剂配方和操作工艺不同，差异很大，特别是表面活性剂的种类选择和用量配比尤为关键。如果选配不当，难以获得良好的清洗效果。另外，此方法清洗时间较长，配方要求高，清洗后残留清洗水不易排除，脱水汽时间较长。如果有清洗剂有残留，易影响有机热载体质量，有时甚至造成油的乳化。另外，清洗废液中油污较大，不易处理。如果处理不当，易污染环境。
5.1.2 有机溶剂清洗
采用对油污溶解性很强的有机溶剂清洗，优点是溶解油泥能力较强，对金属无腐蚀性，清洗时间短，操作简单，一般可利用原循环泵和循环系统清洗，不需另设清洗箱和临时清洗管线；清洗后，若有残留的清洗剂对有机热载体质量基本不影响；清洗廢液可混入燃料燃烧，对环境污染少。但有机清洗剂价格较高，有些有机溶剂易燃烧或有一定的毒性，目前国内使用不太多。当锅炉和系统尚未严重结焦时，有时可以用柴油作清洗剂，但清洗效果因有机热载体的性质和劣化程度不同而异。
5.2 物理清洗
一个般有机热载体系统中，低位贮槽和膨胀罐底部以及循环管路末端死角往往会沉积较多的油泥，粘度较大的有机热载体也容易粘附于槽罐壁和管壁上。如果不进行清洗，换油后易污染新油。但由于储槽和膨胀罐容积很大，若完全采用化学清洗，所需清洗剂量大，成本高，而且也不易清洗干净。通常采用人工进行物理清除，尽量铲除沉积的油泥和油污，必要时再用清洗剂清洗。
结构简单的锅炉若被油污或结焦物堵塞时，也可通过疏通管机人工疏通或采用高压水射流、清洗球、干冰、超声波清洗等物理方法进行清清洗，但盘管式锅炉和结构复杂的炉管和循环系统则难以通过物理方法清除干净。因此，有机热载体锅炉及系统的清洗通常以化学清洗为主，物理清洗为辅。
6.清洗废液的处理
有机溶剂清洗剂的清洗废液处置应当符合国家安全环保部门有关处理废弃石油及化工产品的法律法规；水相碱性清洗剂（包括水冲洗的废水）必须经过处理，符合GB8975<<污水综合排放标准>>的规定后才能排放。水相有机热载体清洗废液的污染物主要是油污（COD）和碱类清洗剂的碱性物质，需进行油水分离及中和。油水分离的方法主要有：利用密度差撇油分离、絮凝气浮分离、聚结（粗粒化）分离、活性炭吸附或其它物质（如煤灰渣、泥炭）过滤分离等。
清洗方案中必须详细制订清洗废液的处理方法，预备处理废液所需容器或废液池，以及处理废液的药剂。严禁排放未经处理的清洗废液，也不得采用渗坑、渗井和漫流等方式排放。
总之，要对有机热载体锅炉及系统及时准确地清洗，确保特种设备安全、节能、经济运行，更好地保护国家财产，保护人身安全，促进国民经济协调发展。