浅析有机热载体炉火灾成因及预防措施

浅析有机热载体炉火灾成因及预防措施

摘要：有机热载体炉（导热油锅炉）是一种以热传导液为加热介质的强制循环的新型特种锅炉，在许多行业，有机热载体炉是替代蒸汽锅炉、电加热、热风炉的理想设备，该炉有燃煤、燃油、燃气、电加热、砂光粉五个系列，适合于现阶段我国经济持续快速的发展。适用于工作温度350℃以下的加热、蒸发、干燥、成型、融焙等工艺用热，广泛应用纸餐盒高温定型、动态硫化轮胎及再生胶机械、平板硫化、橡胶、烘干、饲料烘干、印染、化工、胶合板生产、矿棉板生产、防水卷材生产、沥青加热、挂面烘干等行业。导热油炉作为主要供热设备，已普遍使用。

关键词：消防；有机热载体炉；火灾；预防

0引言

有机热载体炉（导热油锅炉）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(300℃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。有机热载体炉曾是国家“七五”攻关项目和“八五”科技成果重点推广项目，在许多行业，有机热载体炉是替代蒸汽锅炉、电加热、热风炉的理想设备，该炉有燃煤、燃油、燃气、电加热、砂光粉五个系列，适合于现阶段我国经济持续快速的发展。适用于工作温度350℃以下的加热、蒸发、干燥、成型、融焙等工艺用热，广泛应用纸餐盒高温定型、动态硫化轮胎及再生胶机械、平板硫化、橡胶、烘干、饲料烘干、印染、化工、胶合板生产、矿棉板生产、防水卷材生产、沥青加热、挂面烘干等行业。有机热载体炉虽然工作压力比较低，但炉内热传导液温度高，且大多具有易燃易爆的特性，一旦在运行中发生泄漏，将会引起火灾、爆炸等事故，甚至造成人员伤亡和财产损失。因此，对有机热载体炉的安全运行和管理，必须高度重视。近年来，许多企业为了节省投资，安装了已接近年限或者质量有缺陷的有机热载体炉，导致故障不断，加之部分操作、检修人员业务技术差，难以及时消除设备故障，使得导热油锅炉火灾时有发生。笔者在此谈谈导热油锅炉火灾发生的主要原因及一些预防措施。

1 近年来有机热载炉引发的火灾事故

2008年6月12日18时46分，福建泉州晋江市福建凤竹纺织科技有限公司工人在导热油锅炉车间开启管道阀门的过程中，阀门发生故障破裂，导热油喷溅而出，并立即气化燃烧起火2名操作工人当即被烧成重伤。

2008年9月16日14时许，新疆乌鲁木齐西山路西城农贸市场附近一家纸箱厂发生火灾，导致该厂12间厂房300多平方米面积被烧毁。原因为锅炉管道导热油外溅而引发火灾。

2009年3月19日凌晨1点左右，浙江绍兴县柯北工业园区一家印染厂的锅炉房内由于油温过高，使一处阀门被冲开，导致导热油泄漏，引起火灾。

2009年3月29日7时30分许，福建泉州市区后渚港务集团6号码头华特沥青油库区漳州开发区华特沥青有限公司泉州分公司一个导热油锅炉因油管破裂起火继而发生爆炸，共造成4名消防官兵及1名油库现场员受伤。

2 有机热载炉导致火灾的原因

2.1 鼓包、爆管引起火灾

2.1.1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，导热油锅炉使用过程中，导热油化学成分因受热很容易发生高温氧化和热裂解反应，生成的焦碳微粒使导热油残炭值大幅升高，在传热面上形成焦质油碳垢。导热油积焦形成的油碳垢引发导热油锅炉金属高温腐蚀和垢下腐蚀损伤，使炉管金属产生损伤裂纹或腐蚀孔，严重时可烧毁炉管，导热油泄漏引发火灾。上述第一、四起火灾事故即是这个原因。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70℃以下，氧化不明显，超过100℃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。

2.1.2出口温度超温，流速过低

有时因油温度高而用热机温度却上不去，不能满足生产需要。有的单位采取提高出口温度的办法保证供热量，结果使出口温度接近甚至超过热载体的最高允许使用温度，从而加重了结焦、结垢程度，使用的散热器传热效率更低，形成了恶性循环，直到炉管爆破。另外，过低流速会造成受热面中的大部或局部管内壁温度高于允许油膜温度，而缩短导热油的正常使用寿命，导致过热引起鼓包、爆管。上述第三起火灾事故就是这个原因。

2.2泄漏引起火灾

由于焊接质量问题，热媒输送主管焊缝部分脱落或超温情况下大量汽化，引起管道振动甚至损坏而致使大量导热油外漏，而导热油渗透性较强，特别是法兰垫片处较为严重，泄漏后遇火源易引起火灾。上述第而其火灾事故就是这样引起

的。

2.3停电时处理不当引起火灾

导热油锅炉在正常使用时，发生突然停电，此时循环油泵停止工作，炉膛内燃煤继续在燃烧，使锅炉油温度继续升高，如果油温上升太快降不下来，就会在短时间内油温局部超高而结焦，致使超温过热爆管引起火灾。

3 有机热载体炉防火安全预防措施

为确保热油炉的使用安全，我国劳动部在1993年就颁发了《有机热载体炉安全技术监察规程》[1]，除要求热油炉符合一般锅炉安全监察规程相应规定外，还针对热油炉的特殊性作了特殊规定。包括对使用管理作出相关规定，现介绍如下：

第二十六条有机热载体炉的操作人员，应经过有机热载体炉方面知识的培训，并经当地锅炉安全监察机构考核发证。

第二十七条有机热载体炉使用单位，必须制订有机热载体炉使用操作规程。操作规程应包括有机热载体炉启动、运行、停炉、紧急停炉等操作方法和应注意事项。操作人员必须按操作规程进行操作。

第二十二条有机热载体炉受热面应定期进行检查和清洗，应将检查和清洗情况存入锅炉技术档案。

第二十三条有机热载体炉安装或重大修理后，在投入运行前应由使用单位和安装或修理单位进行1.5倍工作压力的液压试验，对于气相炉应按第十五条进行气密性试验。合格后才能投入运行。液压试验与气密试验时，当地锅炉安全监察机构应派人参加。

3.1确保有机热载体炉产品质量

3.1.1生产厂家必须具有制造许可证

有机热载体炉生产厂家必须具有制造许可证，使用厂家也必须购买具有生产资质的厂家生产的产品。

3.1.2有机热载体炉的强度计算和结构设计方面

所有的气相炉都是承压的，而液相炉则分为承压注入式和不承压抽吸式两种。有机热载体炉的元件不论承压与否，均应按现行锅炉强度计算标准进行计算，其设计压力为工作压力加0.3 MPa，且不小于0.59Mpa[2]。除设计压力外，其计算公式、参量的选取、系数的确定都按《水管锅炉受压元件强度计算》和《锅壳壳式锅炉受压元件强度计算》相应标准进行。