导热油锅炉系统设计及其在锂电池行业的应用分析

龙源期刊网导热油锅炉系统设计及其在锂电池行业的应用分析作者：马玉波张龙超张恒宾来源：《科技资讯》2017年第12期摘要：通过导热油锅在某锂电池厂的安全平稳运行，介绍了导热油锅炉系统的主要设备组成及其特点，分析了锅炉系统工艺流程和运维过程中的重点注意事项，通过介绍导热油锅炉系统在某锂电池厂的实际应用，可供同行业设计导热油系统提供参考。关键词：导热油系统设计锂电池中图分类号：TK229文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）04（c）-0046-02锂电池在生产过程中对安全和节能十分重视。在锂电池生产过程中需要对材料进行高温干燥，而选用何种供热设备就显得尤为重要。相对于传统的蒸汽锅炉而言，导热油锅炉就略胜一筹。主要体现在以下几个方面：（1）导热油锅炉的热效率高。导热油锅炉通过燃气或燃油等方式提供热量，以导热油为载体，通过油泵以闭路循环的方式连续供热。导热油始终处于液相状态循环，相对于蒸汽锅炉而言不存在冷凝水的热量损失。某锂电池厂家使用的导热油锅炉热效率达到86%以上。（2）运行安全系数高。锂电池生产工艺要求温度较高，而此时的压力主要为油泵的压力，如果是蒸汽锅炉此时对应的压力要比导热油锅炉高7倍以上。这样就降低了供热设备的压力等级，系统运行更加安全可靠。（3）相比蒸汽锅炉，导热油系统不需要大量的水处理设备，节省投资，维护费用低，系统简单，输送方便。1导热油锅炉系统组成及主要设备概述1.1一套完整的导热油锅炉系统主要由以下设备组成（1）主机部分：锅炉本体、空气预热器。（2）燃烧部分：燃烧机。（3）辅机部分：膨胀槽、低位油槽、油气分离器、Y型过滤器、热油循环泵、注油泵等。（4）电控部分：电气控制柜、电接点压力表、压差测试仪、温度表等。1.2锅炉本体导热油锅炉本体，通常由无缝钢管盘成数组受热面，燃料与空气混合后进入炉内燃烧，产生高温火焰与烟气在受热面之间流动，导热油在炉管内以规定的流速流动，燃料产生的热能通过炉管壁传给导热油，使其升温并向炉外输出。在导热油锅炉使用中，严格控制导热油不能超温运行，是安全运行的必要条件，但就此还不够，还必须保证加热炉炉管内导热油的流速不低于设计规定的最低流速。龙源期刊网油气分离器油气分离器是一个圆柱形受压容器，导热油自圆周的切线方向进入，在圆柱内作高速旋转，由于离心力的作用，导热油内混有的气体水蒸气就被分离出来通向膨胀槽，排气后的导热油继续进行循环。在温度变化时导热油通过油气分离器的缓冲作用来回系统与膨胀槽之间，从而保证导热油在液相状态下稳定的运行。1.4膨胀槽（高位槽）高位膨胀槽主要由以下功能：起到导热油因温度变化而产生体积变化时的补偿作用；槽置于高位，起着补充压头的稳压作用；新油装入系统后，整个系统的导热油在升温过程中会分离出气和汽，可通过它进行排气；在系统出现导热油不足时，能自动及时补充；在向系统注导热油时可把导热油先注入槽内，导热油能从槽内自流到加热炉和整个系统；进行氮封，可对导热油进行隔离、保护。2导热油供热系统工艺流程设计（1）主循环回路。循环泵a、b将导热油经管道Y1送入锅炉本体，经加热后由管道Y2送入设备进行换热，然后经管道Y4、油气分离器、Y型过滤器返回循环泵，完成整个循环过程。（2）注油系统。向供热系统注油主要有以下几种情况：①将外来导热油注入膨胀槽；②将外来导热油注入储油槽；③将储油槽内导热油注入膨胀槽。（3）溢流系统。无论从外界还是储油槽内向膨胀槽内注入导热油，当导热油在膨胀槽中的液位超过其溢流口时，则由溢流管Y5自动溢流至储油槽内。（4）旁通循环系统。用热设备用热量发生变化或停止用热或设备发生故障时，进入用热设备的导热油流量会相应发生变化，为了保证系统导热油流量满足要求，不至于出现因流量减少而导致炉管内导热油结焦，则在进出总管道间加设总旁通管道Y3及电动旁通阀进行流量自动调节。（5）排气系统。导热油第一次脱气时，如气量较多，应打开辅助排气阀，并控制排气强度，保持压力稳定。加热炉正常工作时，关闭辅助排气管阀门，系统内产生的微量气体通过油气分离器经膨胀管排出。（6）冷油置换系统。在突然停电或循环泵突然出现故障时，因循环泵的停止运行使炉管内导热油不流动，此时炉管内导热油因为不断接受炉膛内燃料燃烧余热而使温度升高，严重时可使炉管内导热油结焦，此时可开启冷油置换阀门，将膨胀槽内的冷油靠压力经膨胀管、油气分离器、管道Y6、循环泵进入锅炉本体，将炉管内的热油经冷油转换管道Y7排入储油槽。龙源期刊网（7）氮气系统。氮气系统在导热油加热系统中主要有2个作用：①对膨胀槽、储油槽中的导热油进行氮封，防止与空气接触氧化。②锅炉本体入口处的氮气主要是在突然停电时，将阀门打开对炉管进行吹扫将余热尽快排出防止导热油结焦。3工程应用某锂电池厂为满足生产要求，新建了一座导热油锅炉供热系统。导热油锅炉燃气型液相炉，供热量及供油温度能够满足生产要求，锅炉的热效率为86%。同时配备了3台导热油循环泵。考虑到节能环保因素，另配备了1套热管式空气预热器，用于吸收导热油锅炉尾部烟气余热，进行余热回收。（如图1）4运行注意事项为了延长导热油的使用寿命，高位槽、低温槽应采用氮封，避免使用过程中导热油与空气接触。氮封投入后，膨胀槽上的排空阀必须关闭。在正常使用过程中，膨胀槽里导热油温度不得超过70℃并且导热油的液位不要低于膨胀槽总容积的30%，防止导热油起火引起火灾。防止突然停电，要制定预防突然停电的应急措施，最好配备一台发电机或柴油发动机。如果发生停电事故，应立即启动备用发电机或柴油发动机，让导热油循环泵转动起来；同时开启氮气阀门，对锅炉进行吹扫降低炉膛温度；立即启动冷油置换系统阀门，防止导热油在炉管里被烧焦。膨胀管在转弯时，其弯曲角度不能小于120°，且不能对膨胀管道、油气分离器进行保温措施。5结语通过导热油锅炉在某锂电池厂的安全平稳运行，验证了导热油锅炉在锂电池生产过程中使用的可能性。该文对导热油锅炉的主要部件、主要工艺流程及运行中的注意事项进行了说明，可为同行进行有关设计和运行提供依据。参考文献[1]季炳奎，汪琦.导热油供热系统在印刷业中的节能效果[J].染整技术，2010，7（32）：6-9.[2]刘锦文.导热油加热技术及其在橡胶工业节能技改中的应用[J].特种橡胶制品，2000，5（21）：26-28.龙源期刊网