有机热载体炉常见事故及控制措施刘章猛 蒋鹏 (江西锅检院南昌分院)摘要：有机热栽体炉在工业中的应用越来越广，由于其工作介质的特殊性，发生事故的 原因与一般的蒸汽锅炉有很大的不同，本文对有机热栽体炉常见事故发生的原因进行分析 并研究对策。有机热载体加热炉是以煤、油、气体、电为燃料，以导热油为介质，利用循环油 泵，强制导热油进行液相循环，将热能输送给用热设备后，再返回加热炉重新加热。有机热 载体炉具有低压(常压下或较低压力)、高温(300C 左右)、安全、高效、节能的特点，可以精密 地控制工作温度，无需水处理设备，系统中热的利用率高，运行和维修方便，便于锅炉房布 置。现已越来越多地应用于石化、纺织印染、轻工、建材等工业领域。虽然有机热载体炉在结 构特性、制造方法、安装要求与蒸汽锅炉基本一样，但由于介质的不同又有其特殊性。蒸汽 锅炉的介质为水、蒸汽，有机热载体炉为有机热载体。有机热载体分为两大类，一类是矿物 型有机热载体，如目前我国生产使用的 YD 型和 HD 型等导热油；另一类是合成型的有机热 载体，如联苯混合物等。有机热载体与水在物理性质和化学性质有较大的差别，如有机热载 体有毒、易燃、而且渗透性极强，一旦泄漏易引起火灾事故。因此，有机热载体炉也属于受监 察的设备，这种设备的危险性在于爆炸和泄漏引起的火灾事故。1、 有机热载体炉危险因素分析11 质量问题近几年来，随着我国经济的发展，有机热载体炉的使用越来越广泛，数 量越来越多，生产厂家迅速发展，而且略显混乱，亟待加强监管。据调查，全国生产有机 热载体炉厂百余家，这些厂家有的是无锅炉制造许可证有的无压力容器制造许可证；有的 既无锅炉制造许可证也无压力容器制造许可证，而后者竞占大部分 。由于大多数厂家不具 备生产资格，因而引发有机热载体炉质量问题，如焊接质量不合格、结构不合理、强度不 足、安全附件存在问题等，从而产生了一些不必要的事故。12 有机热载体变质有机热载体热稳定性和氧化安定性是评价导热油的两个重要指标， 使用过程中会发生氧化反应和热裂解反应。液相强制循环热载体炉最容易发生热载体过早 变质问题，甚至仪使用一两年就变质老化，不仅造成重大经济损失，还会导致锅炉受热面 过热、爆管，进而引起火灾。根据江西近几年的检验情况，大多数使用单位在使用过程中 从未按有机热载体炉安全技术监察规程要求对有机热载体残碳、酸值、粘度、闪点进 行分析，从而埋下事故隐患。造成导热油变质的原因如下：(1)局部过热发生热裂解。导热 油超过其规定的最高使用温度便会局部过热，产生热分解和缩聚，析出碳，闪点下降，颜 色变深，粘度增大，残碳含量升高，传热效率下降，结焦老化。(2)氧化。导热油与空气中 的氧气接触发生氧化反应，生成有机酸并缩聚成胶泥，使粘度增加，不仅降低介质的使用 寿命，而且造成系统酸性腐蚀，影响安全运行。导热油的氧化速度与温度有关，在 7O以 下，氧化不明显，超过 1O0时，随着温度的升高，导热油氧化速度加快，并迅速失效。 导热油使用多年后，由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦，使管内径缩小而造成导热油流 量降低，循环泵克服的阻力增大，严重时会导致堵塞炉管；另一方面生成的大分子缩合物 使导热油的粘度增高，炉管结焦，热阻增大会导致炉管寿命降低。13 法兰连接、焊接质量、密封存在问题有机热载体炉元件之间应尽量采用焊接连接，以防止渗漏。一些产品仍然采用法兰连接。 一些生产厂家对炉管的主焊缝仍采用手工电弧焊，难以保证焊接质量，而且焊缝外观形状、 几何尺寸也较差，而且易发生泄漏事故。如果必须采用法兰连接，法兰连接处是泄漏的主 要薄弱环节，密封不当会引起火灾、中毒事故。14 超压在启动过程中，随着有机热载体的加热，溶解在其中的其他气体或水分逐渐分离出来， 可能造成超压和爆沸事故。加入的导热油中含水，水分大量蒸发造成油路气塞、循环不畅， 引起爆沸事故。对于气体炉，联苯中如含有水分，在启动加热升压时，水分迅速汽化，炉 内的压力急剧上升而导致失控引起爆炸事故，我国曾发生过多起此类事故。15 安全附件不齐、失灵据以调查，有的有机热载体炉没有按规定安装安全阀、液面计、自动保护装置，或已 经按规定安装安全附件，但没有定期检验和检查，处于失灵状态，引起爆炸和泄漏火灾事 故的原因。2 有机热载体炉安全控制的措施21 确保有机热载体炉的产品质量根据现有的法规标准，有机热载体炉的设计、制造均进行强制性的鉴定和监督检验， 只要购买取得制造许可证的正规生产厂家制造的产品，其安全质量均能满足要求。购买有 机热载体炉时应核实制造厂家的制造许可证、产品质量证明书、监督检验机构出具的产品 安全性能监督检验证书。千万不要贪图便宜购买“土制”的或资料不齐的有机热载体炉。22 确保有机热载体炉的安装质量有机热载体炉的安装必须由有相应安装资格的安装单位进行安装，安装前应到监察机 构办理告知手续，安装过程由监察机构授权的特种设备监督检验机构进行监督检验并出具 特种设备安装质量监督检验证书 。只要整个安装过程均在特种设备监督检验机构的监督 下进行，其安装质量即可得到保证。需要注意的是，有机热载体炉安装后应进行压力试验。 压力试验分为水压试验、液压试验和气密性试验。无论是气体炉还是液体炉，在使用单位 只能进行液压试验，不宜进行水压试验，因水压试验后不易将水排除干净，形成安全运行 的隐患。23 安全装置要齐全、灵敏、可靠安全阀、液面计、压力表、温度计、排污装置、膨胀器、自动保护装置等的选取、安 装、检验、维护必须满足有机热载体炉安全技术监察规程的有关规定。安全阀、压力 表、温度计应按要求定期到法定检定单位进行校验，以保证各安全附件均灵敏可靠。24 避免导热油变质241 保证导热油质量对所购买的有机热载体性能指标严格控制，绝不购买粘度、闪点、残碳、酸值超标的 导热油。242 控制导热油的流速导热油在热油炉中的流动应为稳定状态，并具有一定的流速。流速越慢，边界层越厚， 该处介质温度与主流温度差越大，就会造成管壁超温，加速导热油变质、失效。主要措施 为循环油泵的流量与扬程应保证导热油在热油炉中必要的流速。热油炉运行中，循环油泵 不允许停止，泵应定期维护保养。243 控制导热油的温度应保证热油炉出口处导热油的温度不得超过最高使用温度，热油炉的最高膜温应小于 允许油膜温度，膜温与导热油主流体温度应始终存在一个温度差(一般在 20C30C 左右) 。为防止膜温过高，避免导热油分解、聚合、结焦及老化，主要措施有：(1)开始点火升温时，因油温低，粘度大，油膜较厚，必须严格控制升温速度，一般应 在 4O50“Ch 以下，火焰应均匀，避免局部热负荷集中；(2)在热负荷降低或暂时停用时应打开旁路回油调节阀，调节系统流量，使热油炉管内 的导热油具有足够的流量和流速； (3)任何情况下均不允许超负荷运行；(4)正常停炉时，循环泵要继续运转一段时间，打开旁路。以使导热油继续流动，停止 送风、引风，待油温降至 100C 以下时，循环油泵方可停转。(5)有机热载体炉应定期清灰。(6)定期检查、检验、维护热油炉监测仪表，使其灵敏、准确、可靠。244 停电保护突然停电时，必须采取有效的安全防护措施，避免导热油超温、受热面金属发生过热， 主要措施有：(1)打开所有炉门，迅速将炉膛内燃料取出，使大量冷风进入，降低炉温。同 时迅速关闭出油总阀，打开放油阀门，将高温油缓慢放人储油槽，并让膨胀油槽中的冷油 慢慢流入锅炉，及时带走热量；(2)配置备用电源或汽油机带动的备用油泵，一旦停电立即 起动。245 定期化验应定期测定和分析导热油理化指标，及时掌握油的品质变化情况，分析变化原因。有 机热载体在使用过程中每项性能指标值超过一定范围，必须更新或再生，否则不能再继续 使用。246 定期补充新油定期适当补充新导热油可以使系统中的残油量基本保持稳定。补充的导热油应为同一 厂家生产的同一牌号产品，不同的有机热载体不宜混合使用。在热态运转的系统内，不能 直接加入未经脱水的冷介质。加入锅炉中的导热油必须预先煮过以排除水分。25 定期清洗对导热油系统进行彻底清洗，清除管壁内的积碳，以降低炉管阻力。26 运行管理控制261 使用单位应根据有机热载体炉安全技术监察规程的要求制定运行操作规 程，并严格执行。操作人员必须经培训合格，持证上岗。262 有机热载体炉启动中气体应反复排放有机热载体炉在启动中要反复打开排气 阀，用来清除炉中的空气、水与有机热载体混合蒸汽。263 定期检验应根据有机热载体炉安全技术监察规程的规定每两年至少一次进行内部检验，发 现问题及时处理。 3 结束语随着我国国民经济的快速增长，有机热载体炉的使用越来越广泛，虽然特种设备监察 部门加大了监察力度，管理越来越规范，但由于使用单位的不重视，对有机热载体锅炉方 面的知识也有一定的欠缺，大多数的操作人员和管理人员未经过有机热载体锅炉方面知识 的培训，盲目操作，对紧急情况下的处理措施一无所知，往往会导致事故的发生。使用单 位在追求经济效益的同时，更应当增强安全意识，制定运行操作规程并严格执行，杜绝一 切事故隐患。 参考文献：【1】TSG 5001-2010 锅炉水（介）质处理监督管理规则【2】TSG 5002-2010 锅炉水（介）质处理检验规则【3】GB 24747-2009有机热载体安全技术条件