導(dǎo)熱油鍋爐的火災(zāi)危險(xiǎn)性及對(duì)策

梁清泉　鄧修邦

（河南省商丘市公安消防支隊(duì)，河南　商丘）

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中導(dǎo)熱油常用來輸送熱能，但由于導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)存在一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性，對(duì)導(dǎo)熱油及導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)的消防安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，針對(duì)其火災(zāi)危險(xiǎn)制定相應(yīng)的防護(hù)對(duì)策有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱油；火災(zāi)危險(xiǎn)；消防安全；對(duì)策

1　引言

導(dǎo)熱油鍋爐是以煤、油、氣體、電為燃料，以導(dǎo)熱油為介質(zhì)，利用循環(huán)油泵，強(qiáng)制導(dǎo)熱油進(jìn)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的有機(jī)載爐，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(diǎn)，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(yùn)行和維修方便，被廣泛應(yīng)用于化工、紡織、輕工、印染、造紙、建材等行業(yè)。近年來，因?qū)嵊湾仩t在設(shè)計(jì)、制造、使用中的問題，引起的火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生。

2　導(dǎo)熱油概述

導(dǎo)熱油屬于有機(jī)熱載體，是一種可將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量間接傳遞給用熱設(shè)備、本身常壓、沸點(diǎn)較高且可以循環(huán)使用的有機(jī)介質(zhì)。其屬于烴類有機(jī)物，根據(jù)成分及制造過程，導(dǎo)熱油可以分為合成導(dǎo)熱油和天然導(dǎo)熱油。天然導(dǎo)熱油是石油精制過程某一餾程產(chǎn)物，其主要成分隨基礎(chǔ)油的成分不同，一般為長(zhǎng)鏈烷烴和環(huán)烷烴的混合物。具有抗熱裂化和化學(xué)氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性好。導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)具有以下特點(diǎn)：在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度，大大降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；可以在更寬的溫度范圍內(nèi)滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個(gè)系統(tǒng)中用同一種導(dǎo)熱油同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求，降低系統(tǒng)和操作的復(fù)雜性；省略了水處理系統(tǒng)和設(shè)備，提高了系統(tǒng)熱效率，減少了設(shè)備和管線的維護(hù)工作量；化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，不像輕質(zhì)油那么容易著火燃燒。

3　導(dǎo)熱油在使用中的火災(zāi)危險(xiǎn)性

3.1　導(dǎo)熱油過熱發(fā)生熱裂解

導(dǎo)熱油在使用過程中由于加熱系統(tǒng)的局部過熱，其運(yùn)行溫度超過最高使用溫度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)熱分解和聚合反應(yīng)，析出碳，閃點(diǎn)下降，顏色變深，黏度增大，殘?zhí)己可撸瑐鳠嵝氏陆担Y(jié)焦老化。

3.2　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(jī)酸并縮聚成膠泥，使黏度增加，不僅降低導(dǎo)熱油的使用壽命，而且造成系統(tǒng)酸性腐蝕，影響安全運(yùn)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(shí)，隨著溫度的升高，導(dǎo)熱油氧化速度加快，并迅速失效，堵塞管路，增加系統(tǒng)運(yùn)行泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3　導(dǎo)熱油使用中被污染

在長(zhǎng)期使用過程中，導(dǎo)熱油作為間接加熱的熱媒在換熱器中與工藝介質(zhì)進(jìn)行換熱，若換熱器管壁破損就會(huì)發(fā)生液體泄露，水或其他工藝介質(zhì)混入導(dǎo)熱油系統(tǒng)，其中的水分會(huì)迅速汽化，導(dǎo)熱管內(nèi)的壓力急劇上升，引發(fā)安全事故。

4　導(dǎo)熱油加熱爐在使用中的火災(zāi)危險(xiǎn)性

4.1　質(zhì)量問題

部分導(dǎo)熱油爐廠家無鍋爐制造許可證或者無壓力容器制造許可證，不具有生產(chǎn)資格，因此會(huì)引發(fā)有導(dǎo)熱油爐的質(zhì)量問題，如焊接質(zhì)量不合格、結(jié)構(gòu)不合理、強(qiáng)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。

4.2　循環(huán)泵不配套

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降低，也減少了導(dǎo)熱油的循環(huán)速度。

4.3　超壓

在啟動(dòng)過程中，隨著導(dǎo)熱油的加熱，溶解在其中的其他氣體或水分逐漸分離出來，水分迅速氣化，可造成超壓和爆沸事故。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。

4.4　安全附件缺無、不齊、失靈

有的導(dǎo)熱油爐沒有按規(guī)定安裝安全閥、液面計(jì)、自動(dòng)保護(hù)裝置，或已經(jīng)按規(guī)定安裝安全附件，但沒有定期檢驗(yàn)和檢查，處于失靈狀態(tài)，由此也會(huì)釀成爆炸和泄漏火災(zāi)事故。

5　導(dǎo)熱油在使用中的防護(hù)

5.1　避免導(dǎo)熱油的氧化

由于導(dǎo)熱油在高溫運(yùn)行的情況下易于發(fā)生氧化反應(yīng)，造成導(dǎo)熱油的劣化變質(zhì)，所以通常對(duì)設(shè)置的高溫膨脹槽進(jìn)行充氮保護(hù)，確保導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)的封閉，避免導(dǎo)熱油與空氣接觸，延長(zhǎng)導(dǎo)熱油的使用壽命。

5.2　避免導(dǎo)熱油的結(jié)焦

導(dǎo)熱油在運(yùn)行溫度超過最高使用溫度時(shí)，在導(dǎo)油管壁會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，隨著結(jié)焦層的增厚，導(dǎo)油管壁溫偏高又促使黏附結(jié)焦，不斷增厚的管壁溫度進(jìn)一步提高，隨著管壁的不斷增厚傳熱性能惡化，隨時(shí)可能發(fā)生爆管事故。因此，嚴(yán)格控制熱載體出口處導(dǎo)熱油的溫度不得超過最高使用溫度。

5.3　定期排查泄漏點(diǎn)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控

要確保導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)完好不漏，定期排查設(shè)備的腐蝕滲漏情況，發(fā)現(xiàn)滲漏及時(shí)檢修。因此，導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)要合理設(shè)計(jì)，使用中要定期檢測(cè)設(shè)備壁厚和耐壓強(qiáng)度，并在設(shè)備和管道上加裝壓力計(jì)、安全閥和放空管。

5.4　防止導(dǎo)熱油內(nèi)混入水及其他雜質(zhì)

隨著導(dǎo)熱油的加熱，溶解在其中的水分迅速汽化，導(dǎo)熱管內(nèi)的壓力急劇上升而導(dǎo)致無法控制的程度，引發(fā)事故。所以，導(dǎo)熱油在投入使用前應(yīng)先緩慢升溫，脫除導(dǎo)熱油中的水和其他輕組分雜質(zhì)。

5.5　定期化驗(yàn)導(dǎo)熱油指標(biāo)

定期測(cè)定和分析導(dǎo)熱油的殘?zhí)肌⑺嶂怠ざ取㈤W點(diǎn)、熔點(diǎn)等理化指標(biāo)，及時(shí)掌握其品質(zhì)變化情況，分析變化原因。定期適當(dāng)補(bǔ)充新的導(dǎo)熱油，使系統(tǒng)中的殘?zhí)剂炕颈３址€(wěn)定。

5.6　控制導(dǎo)熱油的流速

導(dǎo)熱油在熱油爐中的流動(dòng)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(huì)造成管壁超溫，加速導(dǎo)熱油變質(zhì)、失效。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(yùn)行中，循環(huán)油泵不允許停止，泵應(yīng)定期維護(hù)保養(yǎng)。

5.7　定期化驗(yàn)

應(yīng)定期測(cè)定和分析導(dǎo)熱油理化指標(biāo)，及時(shí)掌握油的品質(zhì)變化情況，分析變化原因。導(dǎo)熱油在使用過程中每項(xiàng)性能指標(biāo)值超過一定范圍，必須更新或補(bǔ)充，否則不能再繼續(xù)使用，補(bǔ)充的導(dǎo)熱油應(yīng)為同一廠家生產(chǎn)的同一牌號(hào)產(chǎn)品，不同的導(dǎo)熱油不宜混合使用，加入鍋爐中的導(dǎo)熱油必須預(yù)先煮過以排除水分。

6　導(dǎo)熱油加熱爐在使用中的防護(hù)

導(dǎo)熱油加熱爐及系統(tǒng)中的壓力是循環(huán)泵的壓頭形成的，鍋爐本身并不承受壓。導(dǎo)熱油加熱爐仍屬于受監(jiān)察設(shè)備，這種設(shè)備的危險(xiǎn)性在于爆炸和泄漏引起火災(zāi)事故。

6.1　確保導(dǎo)熱油加熱爐產(chǎn)品質(zhì)量

導(dǎo)熱油加熱爐生產(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。導(dǎo)熱油加熱爐的元件不論承壓與否，均應(yīng)按現(xiàn)行鍋爐強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品焊縫機(jī)械性能試驗(yàn)必須滿足有關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。導(dǎo)熱油加熱爐在制造單位組裝后以及在使用單位安裝、修理后均進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

6.2　嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量

由于導(dǎo)熱油易滲漏、易燃燒，對(duì)導(dǎo)熱油加熱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國家有關(guān)規(guī)程的要求。

6.3　安全裝置要齊全、靈敏、可靠

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)采用槽式法蘭或平焊鋼法蘭，而且公稱壓力不低于1.6MPa。如果有機(jī)熱載體使用溫度超過300℃時(shí)，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。導(dǎo)熱油加熱爐在啟動(dòng)中要反復(fù)打開排氣閥，用來清除爐中的空氣、水與導(dǎo)熱油混合蒸汽。

6.4　停爐保護(hù)

正常停爐時(shí)，循環(huán)泵要繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，打開旁路，以使導(dǎo)熱油繼續(xù)流動(dòng)，停止送風(fēng)、引風(fēng)，待油溫降至100℃以下時(shí)，循環(huán)油泵方可停轉(zhuǎn)。

6.5　導(dǎo)熱油爐的清洗

導(dǎo)熱油爐應(yīng)定期清灰，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。對(duì)導(dǎo)熱油系統(tǒng)進(jìn)行徹底清洗，清除管壁內(nèi)的積炭，以降低爐管阻力。

6.6　停電　保護(hù)

突然停電時(shí)，必須采取有效的安全防護(hù)措施，避免導(dǎo)熱油超溫、受熱面金屬發(fā)生過熱，主要措施如下。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(jìn)入爐膛，迅速降低爐溫。同時(shí)迅速關(guān)閉出油總閥，打開放油閥門，將高溫油緩慢放入儲(chǔ)油槽，并讓膨脹油槽中的冷油慢慢流入鍋爐，及時(shí)帶走熱量。②配置備用電源或汽油機(jī)帶動(dòng)的備用油泵，一旦停電立即起動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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