摘 要

论文主要研究了导热油锅炉的检验与设计研究。在进行了大量文献调研的基础上，通过总结导热油的物理和化学特性，探究船用导热油锅炉的运行原理，得出船用导热油锅炉检验的关键点，并对船用导热油锅炉在研究设计上，主要是对零部件的选用和容易产生问题的几个关键地方提出了改进措施与建议。

本文从导热油和导热油锅炉的发展史切入，详细介绍了国内外导热油和导热油锅炉的研究发展，会更加深刻的认识到有机热载体技术在人类历史上的发展变迁，具有代入感，突出其重要性。另外通过简单列举几种常见的船用蒸汽锅炉和他们的特点，并同船用导热油比较和分析其优缺点，展示了船用导热油锅炉的优势，可以预见导热油锅炉技术在今后的船舶上应用会更为普遍。最后对船用导热油锅炉的日常管理和维护进行了描述。

本文的特色在于：从导热油的发展史作为第一部分，具有很好的代入感。通过比较分析和科学归纳的方法，总结几种蒸汽锅炉的特点并比较其优缺点。之后又比较分析船用蒸汽锅炉同导热油锅炉的优缺点。从导热油和导热油锅炉的发展史到导热油的特点和导热油锅炉的原理；从船用蒸汽锅炉到船用导热油锅炉；从船用导热油锅炉的检验关键到导热油锅炉的设计与研究，再到船用导热油锅炉的管理与维护，层层递进，逐步深入。

关键词：导热油；导热油锅炉；检验

Abstract

The paper mainly studies the inspection and design of heat transfer oil boilers. On the basis of a large number of literature investigations, by summarizing the physical and chemical properties of heat transfer oil, the operation principle of marine heat transfer oil boiler is explored, and the key points of marine heat transfer oil boiler inspection are obtained, and the research and design of marine heat transfer oil boiler is studied. It is mainly to propose improvement measures and suggestions for the selection of parts and several key places that are prone to problems.

This paper cuts through the history of the development of heat transfer oil and heat transfer oil boilers, and introduces the research and development of heat transfer oil and heat transfer oil boilers at home and abroad. It will further understand the development of organic heat carrier technology in human history and have a sense of substitution. Highlight its importance. In addition, by briefly enumerating several common marine steam boilers and their characteristics, and comparing and analyzing their advantages and disadvantages with marine heat transfer oil, the advantages of marine heat transfer oil boilers are demonstrated. It can be foreseen that heat transfer oil boiler technology will be applied in future ships. More common. Finally, the daily management and maintenance of the marine heat transfer oil boiler is described.

The characteristics of this paper are: from the development history of heat transfer oil as the first part, it has a good sense of substitution. Through comparative analysis and scientific induction methods, summarize the characteristics of several steam boilers and compare their advantages and disadvantages. After that, the advantages and disadvantages of the marine steam boiler and the heat transfer oil boiler are compared and analyzed. From the development history of heat transfer oil and heat transfer oil boilers to the characteristics of heat transfer oil and the principle of heat transfer oil boilers; from marine steam boilers to marine heat transfer oil boilers; from the inspection key of marine heat transfer oil boilers to the design and research of heat transfer oil boilers, Go to the management and maintenance of the marine heat transfer oil boiler, step by step, and gradually deepen.

Key Words: Heat conduction oil; Thermal oil boiler; inspection

目录

1绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本文研究的主要内容及技术路线 2

2导热油与导热油锅炉 3

2.1导热油的发展史 3

2.2导热油的特性 4

2.3导热油锅炉的发展 5

2.3.1国外导热油锅炉的发展 5

2.3.2我国导热油锅炉的发展 8

3船用蒸汽锅炉与船用导热油锅炉 10

3.1船用蒸汽锅炉 10

3.2船用导热油锅炉 13

3.2.1船用导热油锅炉的特点 13

3.2.2船用导热油锅炉系统 13

3.3船用蒸汽锅炉和船用导热油锅炉的比较 16

3.4船用导热油锅炉的设计与改进 16

4导热油锅炉的检验与维护 19

4.1船用导热油锅炉的检验 19

4.1.1船用导热油锅炉的外部检验 19

4.1.2船用导热油锅炉的内部检验 19

4.2船用导热油锅炉的维护管理及安全使用 21

4.2.1船用导热油锅炉的维护管理 21

4.2.2船用导热油锅炉的安全使用 21

5总结 23

参考文献 24

致谢 26

1绪论

1.1 课题研究的目的和意义

燃油热载体锅炉是直流式特种工业锅炉，使用燃油或者重油作为燃料，并把导热油作为载体。循环油泵强用于强制液相循环，热能传递到加热设备并返回再加热。此外，近些年来，国际油价仍居高不下，导致对船用锅炉的要求更高，加热燃油以降低燃油粘度，便于运输同时净化和改善油质，这就是使用重质燃油的原因。在世界石油资源日渐紧枯，排污日益加重的情况下，世界各地都相继制定了环保措施，并配套政策致力于新能源或更绿色的技术研发。中国的煤炭资源相对丰富，石油资源相对稀缺。燃油热载体锅炉可以在工作压力较低的情况下从而获得较高的工作温度，并且可以稳定加热和精确控温；具有闭路循环、热损少、热效率高、油耗低的特点。这对节省能耗和保护大气环境来说相当重要。

在过去的三十年中，船用有机载热体锅炉具有热效率高，低安装和维护成本，节省油耗和淡水资源。回路简单，无需排污运行安全可靠，比蒸汽锅炉具有更多优点，并大有代替蒸汽锅炉的趋向。传统锅炉以水为媒介提供蒸汽或热水，称为蒸汽锅炉，但随着工业生产的发展，以水为介质的锅炉无法满足生产需求，特别是对于高温和低压设备的加热。还有用于常压和低温的用热装置，并且以水作为介质也不能进行正常供热。船舶主机的废气可以作为一个庞大的余热源，给导热油锅炉提供热量。一方面实现了节能减排，另一方面，它在保护大气环境、降低机舱噪音方面发挥了一定的作用。导热油锅炉比蒸汽锅炉节能30%至55%，且具有完整的控制功能和安全监测系统。

可以看出，未来有机热载体锅炉将大为普遍，这对船员在技术上提出了更高的要求。现阶段，导热油锅炉在船舶上的应用还不是很广泛，主要应用于陆地上。所以，船员在应对一些突发事件时可能没有像处理蒸汽锅炉那样有经验。如果船员对导热油锅炉的性能不熟的话，就会在日常的管理与维护中缺乏较为准确的判断和应有的规范操作。因此掌握船用导热油锅炉的工作原理和维护检验以及科技工作者的设计研究具有重要意义。

1.2国内外研究现状

20世纪30年代前后，美国道生化学公司独创名为Dowtherm A的热载体， 它是26.5%的联苯和73.5%的二苯醚的混合物，并研发出与之配套的Dowtherm气相锅炉。由于有机热载体刚一出现就崭露头角，欧洲、美国等国家又相继研发了十多种具有稳定性能的导热油产品。最初的有机热载体锅炉结构种类比较多，但是大部分采用立式圆盘管型和立式液油管型，之后在发展中逐渐被淘汰。经过几十年的发展，导热油系统已应用于欧洲，美国和日本等发达国家的油轮和普通货船的机舱系统和燃油舱加热系统。

我国在20世纪80年代以前有机热载体主要依赖进口，相对起步较晚。50到60年代，一些锅炉厂，开始设计和制造有机热载体锅炉。80年代以后开发出导热油类的有机热载体，才将有机热载体成功地应用在热载体锅炉上。总体上来说，80年代以前导热油锅炉也基本进口，改革开放前后我国在导热油锅炉的研究才算步入正轨。目前我国导热油的使用温度大多低于320°C，在这个温度以上的导热油仍然需要进口或者只能去中外合资企业寻找。我国的导热油锅炉种类已经有燃油燃气、燃煤、生物质等多种。

在今天的船舶的应用中，导热油锅炉已经外国船东如德国、日本、希腊等国投资设计和建造新。在国内，新建油轮也基本上采用了导热油技术。总的来说，中国的导热油系统船舶较少，经验不足。现在，我国的导热油锅炉在固体燃料燃烧设备的设计和制造以及压力部件的受热面方面已超过发达国家，但在控制元件上仍和他们有一定的距离，此外，燃油燃气导热油锅炉的燃烧器主要是进口燃烧器。

1.3本文研究的主要内容及技术路线

本文从导热油和导热油锅炉的发展史开始，详细介绍了国内外导热油和导热油锅炉的研究和发展历程。列举几种常见的船用蒸汽锅炉以及各自特点同船用导热油相比较，分析其优缺点，突出船用导热油锅炉的优势。通过对导热油理化性质的分析和对船用导热油锅炉工作原理的研究，得出了船用导热油锅炉检验的关键点。在船用导热油锅炉在零部件的选用和设计上，加上容易产生问题的地方提出了科学的改进措施与建议。

2导热油与导热油锅炉

2.1导热油的发展史

在20世纪30美国研制出联苯—联苯醚共沸混合物之后，欧美市场上又陆续开发研制出与之相同组分的导热油产品。接着，美国Monsanto公司加以创新，以二联苯为基础领先合成加氢三联苯有机热载体。然而，由于三联苯加氢过程的复杂性，科研人员不断探索新的方法，于是以石蜡油为原料，精制矿物油及其副产品矿物油型有机热载体诞生。它的优点是生产工艺简单，原料广泛，价格合适，没有芳香烃，也无特殊嗅臭味。此外，法国研制的Gilotherm有机热载体更为突出，广泛应用于国际有机热载体锅炉行业；英国还使用催化循环油进行加氢处理以生产有机热载体；在东欧国家中，20世纪60年代后期也相继生产了一系列性能良好的的有机热载体。苏联也研制出了AMT-300和AMT-300T芳香族的导热油产品。

日本于1948年引入欧洲和美国的热载体技术，经过四年的研究，在国内申请了最早的焦油蒸馏产品生产有机热载体的技术专利，生产和上市了品名为SK-OIL260（等同Dowtherm A）和SK-OIL179（等同Dowtherm E）的导热油。1970年，吴羽化学工业公司和综研化学公司联合开发了一种导热油，KSK-OIL（烷基萘系）。这使日本的热载体进入技术更新的全面发展阶段。大约在20世纪70年代，研究人员认识到了有机热载体的毒性和安全性并逐渐发现了有机硅热载体对人体的无毒性，这极大地促进了有机热载体锅炉在食品和制药工业的应用。在20世纪80年代,有机热载体和锅炉被广泛应用于各种工业。

中国在20世纪80年代以后才自主研发出导热油，例如，苏州的联苯-联苯醚；上海产的芳烃三线油；还有YD导热油和BY-300（H）等。但是他们的使用温度大多都低于320°C。总体来说中国在这方面起步较晚，同世界先进水平还有一定的差距。

为了更加直观的看出导热油的发展，做了如下时间轴，情况大致如下：

苏联的AMT-300和AMT-300T

法国的Gilotherm

英国的催化环油加氢

中国刚刚起步

2.2导热油的特性

导热油比热水和蒸汽介质更易控制温度，而且能循坏利用，是一种高温低压的热传导介质。另外传热效率高 、温度场均匀、运行成本低。根据化学成分的不同，导热油有两种：合成型和矿物油型。典型的合成型导热油包括烷基萘型、联苯、烷基联苯型和联苯醚低熔混合物等；矿物型导热油是芳香烃碳氢和环烷基和石蜡基化学物的混合物。

导热油的化学性质具有以下特点 :

1. 低毒无味，在一定的温度条件下，热稳定性好
2. 油温超出70°C时，其同空气接触会发生极为强烈的氧化反应，因此一定要保证系统的密封性。
3. 可泵性、流动性、导热性好。
4. 自燃点、燃点和闪点相对来说高。
5. 过热时会出现缩合和裂解，容易造成积碳和结焦而导致寿命缩短。

导热油的物理性质，有以下几种：

1. 粘度越小，流速越快，传热效率越高，粘度适当时，循环效率就越高。
2. 沸程越高，使用温度越高。
3. 导热率和比热容越高，传热效率越高，锅炉的运行效率越高。

2.3导热油锅炉的发展

2.3.1国外导热油锅炉的发展

Dowtherm锅炉在美国制造出后，有机热载体锅炉和系统迅速发展，出现了立式圆盘管型如图1、立式液油管型、卧式盘管型如图2和图3、卧式列管型锅炉。大多以燃油为主，有些是油、气两用。热效率在80% ～85% ，使用寿命为50 000～100 000小时。

1.燃烧器 2.锅炉本体 3.出烟口 4.进油口 5.出油口

图1立式燃油燃气导热油锅炉

1.燃烧器 2.内圈油盘管 3.外圈油盘管 4.排烟口 5.进油口 6.出油口

图2 卧式串联燃油燃气导热油锅炉

1.燃烧器 2.内圈油盘管 3.出油口 4.外圈油盘管 5.出烟口 6.进油口

图3 卧式并联燃油燃气导热油锅炉

1948年日本引进了欧洲和美国的技术，经过四年的努力，终于制造出第一台利用日本国产热载体的 的热载体加热锅炉。1953年，日本三菱电机公司安装了第一台国产热载体的热载体锅炉和加热系统并用来生产涂料。自20世纪60年代以来，热载体锅炉逐渐向大规模方向发展，并趋向于液相热载体锅炉和加热系统。70年以后，热载体锅炉的发展进入了一个新的阶段，各种类型的热载体锅炉相继出现。然而，导热油锅炉的炉体结构均倾向于盘管或盘管和对流管的组合。

2.3.2我国导热油锅炉的发展

我国直到20世纪80年代研发出导热油类的有机热载体以后才开始应用到国内外热载体锅炉上，在此之前导热油技术主要是依赖进口。

大约在50~60年代，有一部分锅炉厂设计制造了锅壳烟管型和立式油液管型的有机热载体锅炉，气相和液相锅炉均有。

70年代后我国先后引进了国外各种型号的有机热载体锅炉，如立式圆盘管型、立式锥形圆盘管型、卧式列管型等。与此同时，国内专门建造热载体锅炉的厂家相继建立。1978年常州能源设备厂生产的第一台168kJ/h立式燃煤手烧导热油锅炉，主要是参考德国的设备进行改造，生产设计以立式和卧式燃油导热油锅炉为主。随着技术的不断成熟，热油锅炉的功率也越来越大，到1990年燃煤锅炉的热功率已达到2520×kJ/h，燃油燃气导热油锅炉的热功率已达到3360×kJ/h。

1998年以后国内热载体锅炉市场不断发展，蒸汽和热水锅炉的制造商也开始设计制造热载体锅炉，例如前身是做炉墙、保温和外包的常州锅炉厂，技术现基本成熟。这些厂家主要集中在江苏与浙江。如今我国的导热油锅炉已经有除了燃油燃气和燃煤之外的很多种类，如电加热型和生物质燃料型。

为了更直观的看出导热油锅炉的发展，同样，做出了时间图，大致情况如下：

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