Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Vergleich der thermischen Stabilität und des Oxidationszustands von Wärmeträgerflüssigkeiten auf Mineral- und Biphenyldiphenyloxidbasis

Wright CI

Viele industrielle Prozesse (z. B. konzentrierte Solarkraftwerke [CSP]) erfordern eine indirekte Erwärmung des Produkts auf eine Temperatur über der Umgebungstemperatur. In solchen Anlagen wird ein Wärmeträgerfluid (HTF), beispielsweise ein mineralbasiertes Fluid wie GlobalthermTM M (Global Heat Transfer; Staffordshire, Großbritannien), verwendet, das vom Heizgerät zur Wärmequelle fließt. Allerdings sind nicht alle HTFs gleich, und daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen den Fluiden zu kennen, um sicherzustellen, dass die Endnutzer das richtige Fluid für den richtigen Betrieb verwenden. Dies gilt insbesondere für CSP-Anlagen, in denen HTFs über lange Zeiträume bei hohen Temperaturen betrieben werden und daher unter solchen Bedingungen stabil sein müssen. Tatsächlich werden in CSP-Anlagen häufig Biphenyldiphenyloxid-Mischungen (BDO) verwendet, da diese auf 400 Grad Celsius erhitzt werden können, was höher ist als die obere Betriebstemperatur für ein mineralbasiertes HTF (d. h. ca. 400 Grad Celsius). Es ist eine Tatsache, dass alle HTFs mit der Zeit thermisch abgebaut werden, und daher ist es wichtig, dies zu überwachen, um sicherzustellen, dass frühzeitig eingegriffen werden kann, wenn ein Problem auftritt. Das Ziel der HTF-Überwachung besteht darin, die HTF und die Anlage so lange wie möglich betriebsbereit zu halten. Die physikochemischen Eigenschaften einer HTF werden durch routinemäßige Probenahme und chemische Analyse beurteilt. Damit dies effektiv durchgeführt werden kann, ist es wichtig, die Eigenschaften einer neuen HTF zu verstehen und dann die thermische Abbaurate im Laufe der Zeit zu beurteilen. Kohlenstoffrückstand, Gesamtsäurezahl und geschlossene Flammpunkttemperatur werden im Labor routinemäßig gemessen, und die vorliegende Studie schlägt ihre Verwendung vor, um das Ausmaß der thermischen Rissbildung und Oxidation zu beurteilen, zwei häufige Wege, über die eine HTF thermisch abgebaut wird. Dies wurde für mineralische und BDO-basierte HTFs durchgeführt, um den Hintergrund hervorzuheben, warum BDO-basierte HTFs in CSP-Anlagen verwendet werden. Die Ergebnisse dieser Beurteilung werden hier vorgestellt. Zukünftige Arbeiten sollten die Verwendung eines ähnlichen Ansatzes in Betracht ziehen, um den Zustand anderer HTFs zu beurteilen, die häufig in industriellen Anwendungen verwendet werden.