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導(dǎo)熱膠泥伴熱特性及研究

 HXD系列導(dǎo)熱膠泥的研究及應(yīng)用

      分析了傳統(tǒng)伴熱管存在的問題，介紹了HXD系列導(dǎo)熱膠泥的優(yōu)點，提高伴熱管和工藝管道間的傳熱效率，導(dǎo)熱膠泥能滿足工藝管道的伴熱要求。簡述了國內(nèi)外導(dǎo)熱膠泥的研究進展，并介紹導(dǎo)熱膠泥在山西焦化股份有限公司焦油蒸餾裝置的成功應(yīng)用。

                                                                                                                                                                                    1 傳統(tǒng)伴熱方式的不足；石油、化工介質(zhì)在長距離輸送過程和長時間的儲存過程中，會因散熱造成溫度下降，溫度的下降會使物料的黏度升高或產(chǎn)生結(jié)晶，其后果是造成料液的輸送困難，甚至會造成管道系統(tǒng)的堵塞。為使物料能順利地在管道中進行輸送，必需對輸送管道進行連續(xù)不斷地供熱。傳統(tǒng)的供熱方法是采用帶夾套的管子（在夾套中通熱載體）或用通有熱載體的伴熱管附在工藝管上。前者施工麻煩、投資大，除非迫不得已，一般很少采用；而后者由于投資小、施工方便，目前在石油、化工行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，但由于伴熱管和工藝管道之間理論上僅為線接觸，實際上由于工藝管道很長，管道上還有閥門、法蘭、彎頭等管件，伴熱管和工藝管間往往是脫離的，伴熱管和工藝管間隔有一層空氣，熱量的傳遞只能通過空氣進行對流傳熱。

       傳統(tǒng)的伴熱管伴熱存在以下問題：

    （1）傳熱效果差，易使物料堵塞管道由于伴熱管中的熱量不易傳到工藝管中，因此工藝介質(zhì)的溫度可能達不到所要求的水平，這就可能會使物料的黏度增加，造成工藝管中的物料流動困難，從而造成管道的彎頭、閥門等處的堵塞。

    （2）熱載體的消耗量大，浪費能源由于伴熱管的傳熱效果較差，為使工藝管達到預(yù)定的溫度，則勢必增加熱載體的流量和熱載體的初始溫度，從而造成能量的浪費。

    （3）受熱面不均勻，易使物料變性由于伴熱管和工藝管之間僅為線接觸，這就勢必會造成工藝管上與伴熱管接觸的地方溫度比較高，對那些對溫度非常敏感的物料，提高伴熱管中熱載體的溫度，可能會造成物料的變性，如降解、結(jié)炭、失去活性等。

      2 導(dǎo)熱膠泥的作用

      導(dǎo)熱膠泥是一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)的物質(zhì)，涂抹在伴熱管和工藝管道之間的間隙處，使傳統(tǒng)伴熱管與工藝管間的空氣層由高導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱膠泥層代替。導(dǎo)熱膠泥的應(yīng)用效果就是將不用導(dǎo)熱膠泥時的伴熱管和工藝管之間的線接觸改為面接觸，從而大大增加伴熱管和工藝管間的傳熱面積。導(dǎo)熱膠泥的高導(dǎo)熱系數(shù)使伴熱管中的熱量很容易地傳到工藝管道中，改變伴熱管與工藝管間的對流傳熱方式為熱傳導(dǎo)方式，提高了伴熱管和工藝管間的傳熱效率，保證了工藝管道的伴熱要求。導(dǎo)熱膠泥的使用對化工生產(chǎn)裝置的安全可靠運行具有重要的意義。導(dǎo)熱膠泥的作用主要體現(xiàn)在以下 6 個方面。

       2.1 降低管道及設(shè)備的投資，使用導(dǎo)熱膠泥的管道，其導(dǎo)熱性能基本接近于夾套管，這樣通過使用導(dǎo)熱膠泥，就可省去加熱夾套，同時也使管道的保溫層直徑減小，整條管道的質(zhì)量減輕，可使管架和其他費用降低。據(jù)測算，采用帶導(dǎo)熱膠泥的伴熱管的投資費用僅為夾套管投資費用的一半。對承受常壓的設(shè)備，采用帶導(dǎo)熱膠泥的伴熱管，在降低設(shè)備投資成本和管理費用方面則更為顯著。

        2.2 提高熱效率，降低能耗從節(jié)能的角度考慮，僅用伴熱管而不用導(dǎo)熱膠泥伴熱，其所能達到的溫度僅為用導(dǎo)熱膠泥伴熱時所能達到溫度的一半左右。從熱傳導(dǎo)的傳熱效果看，1 根用導(dǎo)熱膠泥的伴熱管伴熱效果相當于 4 根不用導(dǎo)熱膠泥的伴熱管的伴熱水平。另一方面用導(dǎo)熱膠泥后，使保溫層外壁溫度降低 20%，減少 30%的熱量損失。

        2.3 防止管道的堵塞，減少停工次數(shù)，化工及石油化工中管道堵塞時常發(fā)生，特別是在彎頭和閥門等部位，使用導(dǎo)熱膠泥后，可使伴熱管中的熱量更易傳到工藝管中，從而保證物料的溫度，防止了管道的堵塞，減少裝置的檢修次數(shù)。

        2.4 使管道受熱均勻，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量有些物料對溫度非常敏感，溫度稍高就會產(chǎn)生降解、結(jié)碳、失去活性等。采用導(dǎo)熱膠泥，一方面可降低伴熱管的溫度，另一方面由于傳熱面積的增加，可使工藝管的受熱面受熱均勻，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

        2.5 抑制管道的腐蝕，提高管道工作壽命導(dǎo)熱膠泥的致密結(jié)構(gòu)可阻止腐蝕性介質(zhì)與管道的直接接觸，另一方面，導(dǎo)熱膠泥中有一定量的緩蝕劑，對碳鋼管道緩蝕效果特別明顯。

        2.6 使用和維修方便伴熱管的安裝和維護遠較夾套管方便，且一旦工藝管發(fā)生泄漏，也能及時發(fā)現(xiàn)，降低裝置運行中的事故隱患。導(dǎo)熱膠泥易于拆卸和清理，不會增加伴熱管的修復(fù)難度。