有机热载体炉的危险分析及对策

有机热载体炉的危险分析及对策

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（300 C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油化工、纺织印染、轻工、建材等工业领域。由于设计、制造、使用中的问题，以及管理水平较低，曾发生一些危及安全的事故。

固定式有机热载体炉可分为气相炉和液相炉。气相炉的压力是因有机热载体汽化而形成的，因此气相炉是承压的；液相炉及系统中的压力是循环泵的压头形成的，液相炉本身并不承受压。有机热载体炉仍属于受监察设备，这种设备的危险性在于爆炸和泄漏引起火灾事故。例如1999年8月10 日某化工厂正在升温运行的一台有机热载体炉突然发生爆炸，锅壳与下脚圈和冲天管连接焊缝全部开裂，造成一人死亡，原因是质量不合格，结构不合理，锅壳最高处无排气阀，密封性不好等。又如1999年7 月某化工企业一台型号为DSSZL3.5- 1.0/320-W 有机热载体气相炉发生爆管，引起火灾，造成经济损失30 万元，原因为设计液位低，安装时应该保温的管子没有保温，两个原因造成水平对流管干烧爆管。有机热载体炉危险因素分析质量问题近几年来，随着我国经济的发展，有机热载体炉的使用越来起广泛，数量越来越多，生产厂家迅速发展，而且也很混乱。据调查，全国生产有机热载体炉厂近70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，而后者竟占40%。由于大多数厂家不具有的生产资格，因此会引发有机热载体炉质量的问题，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，甚至仅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。

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70C以下，氧化不明显，超过100C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。

循环泵的不配套

导热油系统采用的循环泵小，导致导热油的流速出降低，影响传热。再者，循环泵的磨损造成理论的泵输送量的降低，也减少了导热油的循环速度。

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。

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。加入导热油中水分大量蒸发而造成油路气塞、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无法控制的程度，引起爆炸事故，我国曾发生过多起此类事故。

安全附件缺无、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，由此也曾酿成过爆炸和泄漏火灾事故。有机热载体炉安全控制措施确保有机热载体炉产品质量

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。

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0.3MPa且不小于

0.59MP&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。

结构设计、产品焊缝机械性能试验必须满足《有机热载体炉安全技术监

察规程》要求。

3．压力试验有机热载体炉在制造单位组装后以及在使用单位安装、修理后均进行压力试验。

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，在制造单位均要进行水压试验，在使用单位只能进行液压试验，不宜进行水压试验。对于气体炉，在制造单位和使用单位还要进行气密性试验，检查非焊接连接部位的密封情况。气密试验方法和要求参照压力容器的有关规定进行。对于液体炉，均不要求进行气密性试验。

气密性试验的试验压力取气体炉的工作压力；水压试验压力取有机热载体炉工作压力的1.5 倍。

4．严格控制焊接质量由于有机热载体易渗漏、易燃烧，对有机热载体炉焊接要求比以水为介质锅炉要求高，应严格控制焊接质量，焊接要求和无损探伤必须满足《有机热载体炉安全技术监察规程》的要求。

5．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。避免导热油变质的措施1．保证导热油质量对有机热载体的性能指标严格控制，主要有粘度、闪点、残碳、酸值。

2．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之差越大，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杨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，泵的应定期维护保养。

3．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