導(dǎo)熱油爐危險性分析

1、有機熱載體加熱爐是以煤、油、氣體、電為燃料，以導(dǎo)熱油為介質(zhì)，利用循環(huán)油泵，強制導(dǎo)熱油進行液相循環(huán)，將熱能輸送給用熱設(shè)備后，再返回加熱爐重新加熱。有機熱載體爐具有低壓（常壓下或較低壓力）、高溫(300左右)、安全、高效、節(jié)能的特點，可以精密地控制工作溫度，無需水處理設(shè)備，系統(tǒng)中熱的利用率高，運行和維修方便，便于鍋爐房布置?，F(xiàn)已越來越多地應(yīng)用于石油化工、紡織印染、輕工、建材等工業(yè)領(lǐng)域。由于設(shè)計、制造、使用中的問題，以及管理水平較低，曾發(fā)生一些危及安全的事故。 固定式有機熱載體爐可分為氣相爐和液相爐。氣相爐的壓力是因有機熱載體汽化而形成的，因此氣相爐是承壓的；液相爐及系統(tǒng)中的壓力是循環(huán)泵的壓頭形成的

2、，液相爐本身并不承受壓。有機熱載體爐仍屬于受監(jiān)察設(shè)備，這種設(shè)備的危險性在于爆炸和泄漏引起火災(zāi)事故。例如1999年8月10日某化工廠正在升溫運行的一臺有機熱載體爐突然發(fā)生爆炸，鍋殼與下腳圈和沖天管連接焊縫全部開裂，造成一人死亡，原因是質(zhì)量不合格，結(jié)構(gòu)不合理，鍋殼最高處無排氣閥，密封性不好等。又如1999年7月某化工企業(yè)一臺型號為DSSZL3.5-1.0/320-W有機熱載體氣相爐發(fā)生爆管，引起火災(zāi)，造成經(jīng)濟損失30萬元，原因為設(shè)計液位低，安裝時應(yīng)該保溫的管子沒有保溫，兩個原因造成水平對流管干燒爆管。 有機熱載體爐危險因素分析 質(zhì)量問題 近幾年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，有機熱載體爐的使用越來起廣泛，

3、數(shù)量越來越多，生產(chǎn)廠家迅速發(fā)展，而且也很混亂。據(jù)調(diào)查，全國生產(chǎn)有機熱載體爐廠近70家：這些廠家有的是無鍋爐制造許可證，有的無壓力容器制造許可證，有的既無鍋爐制造許可證也無壓力容器制造許可證，而后者竟占40%。由于大多數(shù)廠家不具有的生產(chǎn)資格，因此會引發(fā)有機熱載體爐質(zhì)量的問題，如焊接質(zhì)量不合格、結(jié)構(gòu)不合理、強度不足、安全附件存在問題等，從而產(chǎn)生了一些不必要的事故 有機熱載體變質(zhì) 有機熱載體熱穩(wěn)定性和氧化安定性是評價導(dǎo)熱油的兩個重要指標(biāo)，使用過程中會發(fā)生氧化反應(yīng)和熱裂解反應(yīng)。液相強制循環(huán)熱載體爐最容易發(fā)生熱載體過早變質(zhì)問題，甚至僅使用一兩年就變質(zhì)老化，不僅造成重大經(jīng)濟損失，還會導(dǎo)致鍋爐受熱面過熱、爆

4、管，進而引起火災(zāi)。造成導(dǎo)熱油變質(zhì)的原因（1）局部過熱發(fā)生熱裂解。導(dǎo)熱油超過其規(guī)定的最高使用溫度便會局部過熱，產(chǎn)生熱分解和縮聚，析出碳，閃點下降，顏色變深，粘度增大，殘?zhí)己可?，傳熱效率下降，結(jié)焦老化。（2）氧化。導(dǎo)熱油與空氣中的氧氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成有機酸并縮聚成膠泥，使粘度增加，不僅降低介質(zhì)的使用壽命，而且造成系統(tǒng)酸性腐蝕，影響安全運行。導(dǎo)熱油的氧化速度與溫度有關(guān)，在70以下，氧化不明顯，超過100時，隨著溫度的升高，導(dǎo)熱油氧化速度加快，并迅速失效。導(dǎo)熱油使用多年后，由于受熱分解、碳聚合形成爐管結(jié)焦，使管內(nèi)徑縮小而造成導(dǎo)熱油流量降低，循環(huán)泵克服的阻力增大，嚴(yán)重時會導(dǎo)致堵塞爐管；另一方面

5、生成的大分子縮合物使導(dǎo)熱油的粘度增高，爐管結(jié)焦，熱阻增大會導(dǎo)致爐管壽命降低。循環(huán)泵的不配套導(dǎo)熱油系統(tǒng)采用的循環(huán)泵小，導(dǎo)致導(dǎo)熱油的流速出降低，影響傳熱。再者，循環(huán)泵的磨損造成理論的泵輸送量的降低，也減少了導(dǎo)熱油的循環(huán)速度。法蘭連接、焊接質(zhì)量、密封存在問題有機熱載體爐元件之間應(yīng)盡量采用焊接連接，以防止?jié)B漏。一些產(chǎn)品仍然采用法蘭連接。一些生產(chǎn)廠家對爐管的主焊縫仍采用手工電弧焊，難以保證焊接質(zhì)量，而且焊縫外觀形狀、幾何尺寸也較差，而且易發(fā)生泄漏事故。如果必須采用法蘭連接，法蘭連接處是泄漏的主要薄弱環(huán)節(jié)，密封不當(dāng)會引起火災(zāi)、中毒事故。超壓在啟動過程中，隨著有機熱載體的加熱，溶解在其中的其他氣體或水分逐漸

6、分離出來，可能造成超壓和爆沸事故。加入導(dǎo)熱油中水分大量蒸發(fā)而造成油路氣塞、循環(huán)不暢，引起爆沸事故。對于氣體爐，聯(lián)苯中如含有水分，在啟動加熱升壓時，水分迅速汽化，爐內(nèi)的壓力急劇上升而導(dǎo)致無法控制的程度，引起爆炸事故，我國曾發(fā)生過多起此類事故。安全附件缺無、不齊、失靈據(jù)以調(diào)查，有的有機熱載體爐沒有按規(guī)定安裝安全閥、液面計、自動保護裝置，或已經(jīng)按規(guī)定安裝安全附件，但沒有定期檢驗和檢查，處于失靈狀態(tài)，由此也曾釀成過爆炸和泄漏火災(zāi)事故。有機熱載體爐安全控制措施確保有機熱載體爐產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)廠家必須具有制造許可證有機熱載體爐生產(chǎn)廠家必須具有制造許可證，使用廠家也必須購買具有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。 有機熱

7、載體爐的強度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面所有的氣相爐都是承壓的，而液相爐則分為承壓注入式和不承壓抽吸式兩種。有機熱載體爐的元件不論承壓與否，均應(yīng)按現(xiàn)行鍋爐強度計算標(biāo)準(zhǔn)進行計算，其設(shè)計壓力為工作壓力加0.3 MPa，且不小于0.59MPa。除設(shè)計壓力外，其計算公式、參量的選取、系數(shù)的確定都按水管鍋爐受壓元件強度計算和鍋殼殼式鍋爐受壓元件強度計算相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進行。結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品焊縫機械性能試驗必須滿足有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程要求。3壓力試驗有機熱載體爐在制造單位組裝后以及在使用單位安裝、修理后均進行壓力試驗。壓力試驗分為水壓試驗、液壓試驗和氣密性試驗。無論是氣體爐還是液體爐，在制造單位均要進行水壓試驗，在使

8、用單位只能進行液壓試驗，不宜進行水壓試驗。對于氣體爐，在制造單位和使用單位還要進行氣密性試驗，檢查非焊接連接部位的密封情況。氣密試驗方法和要求參照壓力容器的有關(guān)規(guī)定進行。對于液體爐，均不要求進行氣密性試驗。氣密性試驗的試驗壓力取氣體爐的工作壓力；水壓試驗壓力取有機熱載體爐工作壓力的1.5倍。4嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量由于有機熱載體易滲漏、易燃燒，對有機熱載體爐焊接要求比以水為介質(zhì)鍋爐要求高，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，焊接要求和無損探傷必須滿足有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求。5安全裝置要齊全、靈敏、可靠安全閥、液面計、壓力表、溫度計、排污裝置、膨脹器、自動保護裝置等的選取、安裝、檢驗、維護必須滿足有機熱載

9、體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。避免導(dǎo)熱油變質(zhì)的措施1保證導(dǎo)熱油質(zhì)量對有機熱載體的性能指標(biāo)嚴(yán)格控制，主要有粘度、閃點、殘?zhí)?、酸值?控制導(dǎo)熱油的流速導(dǎo)熱油在熱油爐中的流動應(yīng)為穩(wěn)定狀態(tài)，并具有一定的流速。流速越慢，邊界層越厚，該處介質(zhì)溫度與主流溫度之差越大，就會造成管壁超溫，加速導(dǎo)熱油變質(zhì)、失效。主要措施為循環(huán)油泵的流量與楊程應(yīng)保證導(dǎo)熱油在熱油爐中必要的流速。熱油爐運行中，循環(huán)油泵不允許停止，泵的應(yīng)定期維護保養(yǎng)。3控制導(dǎo)熱油的溫度應(yīng)保證熱油爐出口處導(dǎo)熱油的溫度不得超過最高使用溫度，熱油爐的最高膜溫應(yīng)小于允許油膜溫度，膜溫與導(dǎo)熱油主流體溫度應(yīng)始終存在一個溫度差（一般2030左右）。為防止膜溫過高，

10、避免導(dǎo)熱油分解、聚合、結(jié)焦及老化，主要措施有：(1)開始點火升溫時，因油溫低，粘度大，油膜較厚，必須嚴(yán)格控制升溫速度，一般應(yīng)在4050h以下，火焰應(yīng)均勻，避免局部熱負(fù)荷集中；(2)在熱負(fù)荷降低或暫時停用時應(yīng)打開旁路回油調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，使熱油爐管內(nèi)的導(dǎo)熱油具有足夠的流量和流速；(3) 任何情況下均不允許超負(fù)荷運行。(4)正常停爐時，循環(huán)泵要繼續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間，打開旁路，以使導(dǎo)熱油繼續(xù)流動，停止送風(fēng)、引風(fēng)，待油溫降至100以下時，循環(huán)油泵方可停轉(zhuǎn)。(5)有機熱載體爐應(yīng)定期清灰。(6)定期檢查、檢驗、維護熱油爐監(jiān)測儀表，使其靈敏、準(zhǔn)確、可靠。4避免導(dǎo)熱油氧化通常設(shè)置高位膨脹槽，用以隔絕高溫?zé)彷d體

11、直接與空氣接觸。高位槽可充氮保護，無充氮保護的，應(yīng)保持一定液位，并裝有最低液位報警器。5在循環(huán)泵人口處應(yīng)裝過濾器在循環(huán)泵人口處應(yīng)裝過濾器，濾芯材料應(yīng)能濾去懸浮狀態(tài)的聚合物。過濾器應(yīng)便于拆卸、更換。6停電保護突然停電時，必須采取有效的安全防護措施，避免導(dǎo)熱油超溫、受熱面金屬發(fā)生過熱，主要措施有：(1)打開所有爐門，迅速將爐膛內(nèi)的燃料取出，使大量冷風(fēng)進入爐膛，迅速降低爐溫。同時迅速關(guān)閉出油總閥，打開放油閥門，將高溫油緩慢放人儲油槽，并讓膨脹油槽中的冷油慢慢流入鍋爐，及時帶走熱量；(2)配置備用電源或汽油機帶動的備用油泵，一旦停電立即起動。7定期化驗應(yīng)定期測定和分析導(dǎo)熱油理化指標(biāo)，及時掌握油的品質(zhì)變

12、化情況，分析變化原因。有機熱載體在使用過程中每項性能指標(biāo)值超過一定范圍，必須更新或再生，否則不能再繼續(xù)使用。8補充新油定期適當(dāng)補充新導(dǎo)熱油可以使系統(tǒng)中的殘油量基本保持穩(wěn)定。補充的導(dǎo)熱油應(yīng)為同一廠家生產(chǎn)的同一牌號產(chǎn)品，不同的有機熱載體不宜混合使用。在熱態(tài)運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)內(nèi)，不能直接加入未經(jīng)脫水的冷介質(zhì)。加入鍋爐中的導(dǎo)熱油必須預(yù)先煮過以排除水分。9定期清洗對導(dǎo)熱油系統(tǒng)進行徹底清洗，清除管壁內(nèi)的積碳，以降低爐管阻力。運行管理控制 用單位應(yīng)根據(jù)有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求制定運行操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。操作人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格，持證上崗。2確保法蘭連接密封性能好為了保證法蘭連接處的嚴(yán)密性，應(yīng)采用槽式法蘭或

13、平焊鋼法蘭，而且公稱壓力不低于1.6MPa。如果有機熱載體使用溫度超過300時，應(yīng)選用公稱壓力高一檔的法蘭。所有非焊接連接部件的密封填料不準(zhǔn)采用石棉制品，推薦采用金屬網(wǎng)纏繞石墨墊片或膨脹石墨復(fù)合墊片。 有機熱載體爐啟動中氣體應(yīng)反復(fù)排放有機熱載體爐在啟動中要反復(fù)打開排氣閥，用來清除爐中的空氣、水與有機熱載體混合蒸汽。4定期檢驗有機熱載體爐應(yīng)根據(jù)規(guī)定進行檢驗，對檢驗中發(fā)現(xiàn)的問題及時處理。1.若導(dǎo)熱油鍋爐存在質(zhì)量缺陷，如焊接質(zhì)量不合格、結(jié)構(gòu)不合理、強度不足、安全附件存在問題等引起導(dǎo)熱油泄漏，遇到火源有發(fā)生火災(zāi)的危險性。2.導(dǎo)熱油在使用過程中會發(fā)生氧化反應(yīng)和熱裂解反應(yīng)。液相強制循環(huán)熱載體爐最容易發(fā)生熱

14、載體過早變質(zhì)問題，甚至僅使用一兩年就會變質(zhì)老化，不僅會造成重大經(jīng)濟損失，還會導(dǎo)致鍋爐受熱面過熱、爆管，進而引起火災(zāi)。造成導(dǎo)熱油變質(zhì)的原因如下：（1）局部過熱發(fā)生熱裂解。導(dǎo)熱油超過其規(guī)定的最高使用溫度便會局部過熱，產(chǎn)生熱分解和縮聚，析出碳，閃點下降，顏色變深，粘度增大，殘?zhí)己可?，傳熱效率下降，結(jié)焦老化。（2）氧化。導(dǎo)熱油與空氣中的氧氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成有機酸并縮聚成膠泥，使粘度增加，不僅降低介質(zhì)的使用壽命，而且造成系統(tǒng)酸性腐蝕，影響安全運行。導(dǎo)熱油的氧化速度與溫度有關(guān)，在70以下，氧化不明顯，超過100時，隨著溫度的升高，導(dǎo)熱油氧化速度加快，并迅速失效。導(dǎo)熱油使用多年后，由于受熱分解、碳

15、聚合形成爐管結(jié)焦，使管內(nèi)徑縮小而造成導(dǎo)熱油流量降低，循環(huán)泵克服的阻力增大，嚴(yán)重時會導(dǎo)致堵塞爐管；另一方面生成的大分子縮合物使導(dǎo)熱油的粘度增高，爐管結(jié)焦，熱阻增大會導(dǎo)致爐管壽命降低。3.導(dǎo)熱油系統(tǒng)采用的循環(huán)泵流量過小，就會導(dǎo)致導(dǎo)熱油的流速降低，影響傳熱，而且循環(huán)泵的磨損還會造成理論的泵輸送量的降低，也減少了導(dǎo)熱油的循環(huán)速度，將使邊界層超溫，易導(dǎo)致有機熱載體分解、聚合成膠質(zhì)，形成殘?zhí)汲良诠鼙?，進一步影響傳熱。如此惡性循環(huán)，不但造成管壁過熱，而且也會加速有機熱載體老化、失效。4.有機熱載體爐元件之間若采用法蘭連接，密封不當(dāng)會引起泄漏，遇到火源則有發(fā)生火災(zāi)事故。爐管的主焊縫焊接質(zhì)量差，而且焊縫外觀形狀、幾何尺寸也較差，則易發(fā)生泄漏事故。5.在啟動過程中，隨著有機熱載體的加熱，溶解在其中的其他氣體或水分逐漸分離出來，有可能造成超壓和