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GB****-2013《有机热载体安全技术条件》强制性国家标准宣贯2014年3月于天津第一部分有机热载体简介有机热载体也称热传导液，社会上常称为导热油。多数有机热载体有毒、易燃、渗透性强，一旦泄漏有引起火灾等事故的危险。近年来随着我国经济建设发展，技术水平提高和生产工艺需要，有机热载体炉应用范围越来越广，使用数量呈不断快速增长趋势。目前被大量应用在纺织、印染、化工、纸业、食品、玻纤、建材等多种行业。有机热载体炉优点：热传导效率高、热损失小，温度易控制，受热相对均匀，尤其具有可在相对较低的运行压力下获得较高工作温度的特出优点。有机热载体炉的传热介质分为气相和液相两大类，目前应用较多的是液相炉。一、有机热载体的分类和性质按油品组成，分为矿物型油与合成型油两大类。矿物型油通常是由多种烃类组成的混合物，一般以石油炼制过程中提取的某段馏份为原料（称为基础油），经精制、调配、有的添加高温抗氧化剂和阻焦剂而制得。合成油是由有机合成制得的产品，主要特点：纯度高，使用温度范围广，不但可用于液相炉，也可用于气相炉，有的还可用于低温传导。（一）矿物型油的种类和特点矿物型油是由多种烃类组成的混合物，组成较杂，一般只适合于最高工作温度低于280℃使用。在高温下，矿物油容易因长碳链被打断而裂解，又因混合物中某些催化作用而聚合结焦，因此其热稳定性相对差些。但矿物型油价格相对便宜，对于质量好的矿物型油，在合适的温度下使用得当，也能保持较长的使用寿命。热载体行业曾规定：用大庆原油馏分为原料加工调制而成的为SD系列；以柴油中提取芳烃加氢精制而成的为YD系列；以长碳链饱和烃为主的精制白油作基础油调配而成的为JD系列。但实际上不少生产厂家，并无固定的基础油来源，其产品型号往往只是自行取个系列名称而已。（二）合成油种类和特点目前常用的高温合成油主要有：联苯/联苯醚混合物、氢化三联苯、二苄基甲苯、二甲基苯基醚等。这些合成油通常比矿物油能承受更高的温度。在高温下(如300℃以上)，使用寿命通常比矿物油高得多，但价格也较高。以烷基苯生产的下脚料为原料调制而成的导热油虽然也可归类为合成型油，但由于其中含有各种混合物，成分较杂，影响其热稳定性，因此价格相对低些。质量好的烷基苯类导热油（馏程一定，成分相对纯些），使用寿命介于纯合成型油与矿物型油之间。近年来发现有的号称合成油的低档烷基苯类导热油热稳定性还不如矿物油。使用单位在采购时应注意查看型式试验报告中的热稳定性试验结果。产品品种L-QBL－QCL－QD产品类型精制矿物油型普通合成型精制矿物油型普通合成型具有特殊高热稳定性合成型使用状态液相液相或气/液相液相液相或气/液相液相或气/液相适用传热系统类型闭式或开式闭式闭式产品代号L－QB280L－QB300L－QC310L－QC320L－QD330L－QD340L－QD350根据GB23971-2009《有机热载体》的规定，以后生产厂家不能随意命名产品代号，而应按照油品的使用状态、适用的传热系统类型和最高允许使用温度确定产品代号。GB23971-2009《有机热载体》对有机热载体分类的规定：二、油品质量对锅炉安全的影响油品质量是确保有机热载体炉安全运行的重要保障有些不诚信的厂商鱼目混珠，浑水摸鱼，用质量低劣甚至回收的废油假冒好油，市场上各种有机热载体鱼龙混杂，良莠难分。有的油品热稳定性和抗氧性差，受热易裂解，使用寿命短。近年来还发现掺有地沟油的劣质油，使用不到一年就严重劣化而报废，造成重大经济损失，危害很大。有的热载体炉使用者操作不规范，易造成油的过热劣化，并在受热面上炭化积焦，结果导致炉管烧毁，严重影响有机热载体炉的安全运行，有的引发火灾事故，造成重大财产损失和人身伤害事故。常规指标合格只表明基础油是好的，不能反映其使用寿命。只有热稳定性和抗氧化性指标才能反映。三、有机热载体各项质量指标1、运动黏度（以下简称黏度）黏度是指在规定条件下，导热油的稀稠程度以及流动性能。黏度越大，油的流动性越差，管道传输所需的循环泵功率也就越大。但并非黏度越小品质就越好，有些黏度较小的矿物型油中很可能含有较多的低分子直链烷烃，其热稳定性较差，易受热分解，且使用后黏度容易发生变化。油的黏度大小除了跟其碳链长短、分子结构、基团组分等有关外，还与温度有很大关系。标准规定运动黏度应在40℃恒温条件下测定。（有的厂家以50℃测定不符合标准规定）运动黏度在正常情况下油的黏度随着温度升高而下降，因此使用温度较高的，运动黏度可允许大些。但若是使用过程中油的黏度发生变化，则很可能意味着有机热载体发生了裂解或聚合。当黏度增大较多时，流速变慢，炉管中油的流体逐渐由湍流变为层流，边界层厚度不断增大，导致边界层温度比油心主流温度高很多，进而加速导热油分解成黏度更大的胶质物，结果形成残炭沉积于管壁，从而影响传热，严重时易造成管壁过热，引发事故。因此当有机热载体的黏度超过标准规定的最高允许值时就不应再继续使用2、闪点闪点：指在加热条件下，当火焰接近油蒸气与空气组成的混合性气体时，发生短促闪燃的最低温度。闪点分为开口闪点和闭口闪点，前者是敞开条件下与空气完全接触下测定；后者是在基本封闭，空气极少条件下测定在用有机热载体只测定闭口闪点，主要判定其是否成为易燃危险品。开口闪点较低的有机热载体，最好采用闭式运行。若采用开式运行，则蒸发率较大，使用过程中损耗也大，且运行时安全性也相对差些。(例如当系统有泄漏时容易发生火灾)闪点使用过程中，有机热载体会不同程度地发生裂解或聚合，发生裂解或被其他易燃物污染，会使使闪点降低；发生聚合会使闪点升高。少量低闪点小分子(也称为低沸物)可以通过高位槽排出(这也是高位槽排汽管不可随意加装阀门的原因)。开式系统运行时，由于裂解产生的低沸物被及时排除，一般闪点不会降低，有的还会有所升高；闭式运行时，如果产生有低闪点小分子，可能很少的量也会使闪点降低，当闪点过低时需进行排气处理。闪点变化较大时，说明油品发生了较严重的变质。3、酸值（也称“中和值”）酸值是指油品中有机酸的总含量。当油温低于100℃且无水分时，一般不会对金属产生腐蚀。但温度超过100℃后，随着温度及酸值增加，有机酸对金属的腐蚀性也会随之增强一般新油的酸值小于0.03mgKOH/g（掺有劣质回收油的新油，酸值往往会超标）。抗氧化性差的导热油在高温时易被空气氧化成有机酸而使酸值增大。为了避免变质劣化的有机热载体影响锅炉安全运行，防止有机酸对金属的腐蚀，当酸值超过1.5mgKOH/g时，应停止使用。4、残炭残炭是指在超温条件下油品受热分解或聚合而形成沉积物的炭含量。残炭的主要成分是胶质、沥青及多环芳香烃。通过测定一定量的油在一定温度下燃烧后残留物的量得到残炭值。纯合成油在未使用情况下，残碳量通常极微。大多数合成油出厂质量标准中没有残碳指标。国外对合成油一般不测残碳，而是测定丙酮不溶物。对于新油，测定残炭值大小可初步判断是否掺有回收或劣质油。残炭对在用有机热载体的影响通过测定在用油残炭值大小，可判断油的结焦倾向，在一定的使用时间内，残炭值增量越大，说明该有机热载体的热稳定性和抗氧化性越差，越容易在受热面上结焦、积炭。有机热载体中残炭含量过高，对锅炉的安全、节能运行影响很大，若不及时更换，就会在炉管中结焦、积炭，不但阻碍传热（碳黑的传热系数只有钢材的四百分之一至千分之一），浪费燃料，而且减小传热系统的流通截面，严重时甚至会造成锅炉爆管或炉管烧损的安全事故。严重影响锅炉安全、节能运行。因此，当残炭量超过1.5W%时，不但应立即停止使用，而且需对传热系统进行清洗。黏度和残炭过高造成严重积炭烧损炉管5、低沸物及5%低沸物馏出温度低沸物定义：在用有机热载体中馏出温度低于未使用有机热载体初馏点的物质。少量低沸物对有机热载体传热系统安全运行影响不大，但低沸物含量过高时，在闭式运行条件下由于低沸物的气化，易使系统压力增高，而且低沸物大多易燃，对传热系统带来安全隐患。5%低沸物馏出温度的测定意义：低沸物的存在，会使闪点和黏度降低，但闪点不能反映出低沸物的量有多少，而黏度明显降低时，低沸物含量可能已比较高。5%低沸物馏出温度是一项定性判定指标，其目的是为了判断产生的低沸物是否对系统安全运行有影响。如果超标，只需排气。四、有机热载体性能指标在使用中的变化在高温下，有机热载体或多或少都会产生裂解现象，但品质良好的油品在规定的温度范围内合理使用时，其裂解速度很慢；而在使用不当（例如超温、氧化）或油品质量不良的情况下，则裂解速度会随着温度上升而明显加快。有机热载体裂解后，产生的低分子有机物会使得油品的闪点和黏度下降，但有些低分子有机物在高温下又会重新聚合成胶质高分子有机物，此时油品的闪点和黏度又会有所上升。有机热载体性能指标变化原因除了严重劣化外，一般情况下，使用后油的闪点和运动黏度往往变化不大，但是在裂解和聚合的过程中油品的酸值和残炭总是增大的。一般若酸值增大较快，残炭和黏度变化不大，大多是氧化所致(开式运行时，高位槽温度较高易发生)；反之酸值变化不大，残炭和黏度增大较快，往往是过热造成(例如停启频繁或经常停电的锅炉易发生)。开式运行系统，一般情况下基本无低沸物，但应注意在高位槽放空管上装阀关闭的危险做法会使低沸物超标。有些假冒伪劣的未使用有机热载体往往酸值和残炭值较高。有的虽然将酸值中和至较低，但水份会超标，有的甚至会存在水溶于酸或碱。五、劣质有机热载体引发锅炉事故的案例2003年12月，宁波一家台商独资企业发生了一起因有机热载体炉引发的火灾事故，所幸该单位的锅炉房为独立建筑，与生产车间和仓库相隔了一定距离，且消防设置齐全，扑救及时，没有造成人员伤亡，但锅炉因炉管烧毁而报废。由于更换锅炉、修建锅炉房造成直接损失十多万，而火灾事故影响外贸产品及时交货的间接损失则达几十万。该热载体炉为燃油锅炉，切断供油后立即熄火，若是燃煤锅炉会更危险。使用劣质导热油引起锅炉事故的案例调查结果表明，事故主要原因是由于使用了劣质有机热载体。据了解，该有机热载体炉使用不到两年，油却换用了两批。第一批油由上海某厂生产，使用仅一年多，传热性就明显变差，油品外观呈泥浆状，不得不全部更换另一家生产的新油，但换油后没有对锅炉和热载体系统进行清洗。经检测第二批新油闪点和黏度很低，油的热稳定性较差，加上当时用电紧张，频繁停电时锅炉停启措施不当，结果仅使用9个月油品就很快劣化，导致炉管严重结焦，最终造成炉管金属因传热受阻而超温、过热并产生裂缝，加上油的强渗透性和易燃的特性引发炉管烧毁的火灾事故。严重劣化的有机热载体六、防止油品劣化的措施要使有机热载体安全使用，达到应有的使用寿命，关键主要有两方面：一是防止氧化,二是避免超温。防止氧化的有效措施是在高位槽设置氮封装置，通过惰性的氮气使油与空气隔离。系统较小的，至少要采用冷油封。传热系统最高工作温度的控制，除了正常运行时不能超温外，还应注意停炉时必须继续进行系统循环，直至冷却后才能停泵。冷炉启动时也应缓慢升温。运行时应注意高位槽的油温不宜超过70℃有机热载体系统的氮封装置有机热载体炉设置氮封的必要性隔离空气，防止油品氧化，延长油的使用寿命。阻止油的蒸发，减少油的挥发损耗，减少油的补充量，同时可防止油气污染环境。设氮封装置以较小投资可获得较大的经济效益。国外先进国家对有机热载体炉都要求设置氮封装置，我国正在修订锅炉安全技术监察规程，也将对有机热载体炉提出氮封或冷油封的要求。七、不合格有机热载体的处理根据GB24747-2009《有机热载体安全技术条件》规定，在用有机热载体应每年进行监测，检测结果达到“安全警告”的应缩短检测周期。闪点、水分、5%低沸物馏出温度超标的，在查明原因的同时，进行排气处理。酸值、残炭和运行粘度超标的应更换新油或进行再生处理。但只有纯合成油再生处理后有回用的价值。矿物油基本无再生处理价值；高价值的合成油经再生处理后可返回使用，但不是全部可再生，再生回收率根据油质劣化程度而不同(一般＜50%)。如果旧油指标值