有机热载体运动粘度检测装置及其检测方法研究
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1.4.3 高温裂解及积炭

在正常运行时,有机热载体也会因管壁高温而发生裂解,其中的轻组分会使有机热载体的粘度有所下降,但部分低分子有机物会聚合生成粘度更大的胶质高分子有机物,因此有机热载体的粘度通常随着使用时间的加长而增大。

根据流体力学理论:流体在管壁流动,当雷诺数<2100为层流,雷诺数在2100~4000为过渡流,雷诺数>4000为紊流。从热传导的角度来看,在紊流状态,炉管内的流体才能将受热管壁传来热量迅速分散到整个流体,紊流越强烈则传热效率越高。

根据雷诺数的定义式:Re=wd/ν,其中w为流体流速,d为管径,ν为流体运动粘度,当运动粘度增大时,有机热载体在炉管内的流速将逐渐变慢,随着流速w减小、运动粘度ν增大,雷诺数Re会加速下降。当流动状态由紊流转为过渡流(甚至层流),将严重影响热传导。管壁上的实际液膜温度将超过有机热载体的最高允许液膜温度,进而导致有机热载体品质劣化加剧,并加速高粘度胶质物的生成。这些胶质物是有机热载体中残炭的主要来源,而且这些胶质物由于粘度大容易黏附在管壁上。当黏附在受热面管内壁时,因受热而造成炉管结焦和积炭;又由于碳膜的传热系数只有钢铁的几百分之一,将导致炉管过热。如此恶性循环,导致炉管内径变小甚至堵塞,严重时会造成锅炉爆管或炉管烧损等。