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有機熱載體爐爆管事故分析及預防措施

文檔作者：陳棋文檔來源：福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月01日
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有機熱載體爐爆管事故分析及預防措施
陳棋
(福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院福建福州350003)
摘要通過對某企業(yè)有機熱栽體爐爆管事故的分析，闡述損壞的原因，提出預防措施。
關鍵詞有機熱栽體鍋爐爆管事故分析預防
中圖分類號：TK229．91 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2015)02—108—02
1事故的基本情況
2014年03月．福州長樂某印染企業(yè)．1臺YLL一
14000klW的有機熱載體爐發(fā)生鼓包、爆管事故．爐膛內(nèi)中部
2根盤管，1根鼓包。l根爆裂后發(fā)生泄漏燃燒，所幸未有人
員傷亡。該爐完成安裝后半年多未驗收．仍處于試運行階段。
鍋爐已運行多月．所用導熱油是與其他舊爐所用舊導熱油加
同牌號新油?昆合進行使用的，舊油分行結(jié)論未不合格．混合
后油品未經(jīng)分析化驗。事故發(fā)生時的司爐工持證上崗．但無
任何運行記錄。另根據(jù)司爐工反映該爐數(shù)十天前發(fā)生過停電
事故。而該廠無備用電源。
該鍋爐型號為YLL一14000MW，額定工作壓力0．8MPa。
最高工作溫度320％．介質(zhì)牌號WD一340．型號L—
QB300GB23971．導熱油的循環(huán)方式為注入式．設計要求鍋爐
運行時膨脹器上的放空閥必須是敞開的(有的放空管上不設
閥門)，這樣才能保證避免超壓運行，而現(xiàn)場檢查膨脹器上的
放空閥開度較小。該有機熱載體鍋爐工作原理如圖1所示。
圖1 有機熱載體鍋爐系統(tǒng)工作原理
以下為事故現(xiàn)場圖片(圖2～圖7)。
圖3爆管開口圖像
2有機熱載體爐及介質(zhì)特點
有機熱載體爐是以煤、油、氣體、電為燃料，以導熱油為
介質(zhì)，利用循環(huán)油泵，強制液相循環(huán)，將熱能輸送給用熱設備
后，再返回加熱爐重新加熱的特種工業(yè)爐。其具有高溫、低
壓、安全、高效節(jié)能、無需水處理設備等優(yōu)點，近年來被廣泛
圖4爆管結(jié)焦垢3～5mm 圖5 爆管去掉氧化皮后圖像
圖6爆管處超溫使鋼材發(fā)生蠕變圖7 另一根鼓包的盤管
應用于石油、化工、制藥、紡織印染、輕工、建材等工業(yè)領域。
導熱油是一種有機熱載體．多為淡黃色或褐色．大多無毒無
味．少數(shù)具有一定的毒性和刺鼻臭味。導熱油具有很高的沸
點．可在很低的飽和壓力下被加熱到較高工作導熱油溫度．
導熱油在使用時一般不會自燃起火。但要防止高溫導熱油從
系統(tǒng)中滲漏出來．因為在運行中因管理或操作不當導熱油蒸
氣接觸空氣并形成一定濃度后會引起自燃．發(fā)生火災事故。
3事故的原因分析
該事故發(fā)生后．我院相關人員及時到現(xiàn)場進行調(diào)查分
析。經(jīng)現(xiàn)場檢驗和查詢．得出如下結(jié)論：
(1)企業(yè)管理不嚴．安全意識不到位，現(xiàn)場無任何規(guī)章制
度和操作規(guī)程．無運行記錄。運行參數(shù)不明，無法判定其運行
是否超壓，及導熱油脫水情況。
(2)現(xiàn)場檢查膨脹器上的放空閥開度較?。荒鼙ＷC避
免鍋爐超壓運行(故超壓運行也可能是其中一個潛在因素)。
(3)從爆管及鼓包的管段內(nèi)部發(fā)現(xiàn)爆管及鼓包變形側(cè)存
在較厚的焦垢．焦垢較厚側(cè)鋼管碳化明顯而上部焦垢較薄側(cè)
敲擊時聲音清脆材質(zhì)未發(fā)現(xiàn)燒損跡象．因此判定是由于殘
碳、焦垢等沉積加之該處盤管底部受熱輻射溫度最高．造成
該管段底部高溫局部過熱，應為本次事故的主要原因．具體
分析如下：①導熱油(聯(lián)苯混合物)在345～415℃的高溫下會
逐漸分解焦化產(chǎn)生焦垢。另外使用質(zhì)量不符合國家標準的劣
質(zhì)油或再生油、油中殘?zhí)嫉戎笜舜蟠蟪瑯?。導熱油在加熱運
行過程中，會發(fā)生一些化學變化，而生成少量高聚合物．同時
作者簡介：陳棋(1964～)，男，福建省鍋爐壓力容器檢驗所高級工程師。主要從事鍋爐壓力容器與壓力管道的檢驗工作。
2015．N0．2．@
萬方數(shù)據(jù)
也會因局部過熱生成焦炭，這些高聚合物和殘?zhí)疾蝗苡谟停?
而懸浮在油中。運行中這些物質(zhì)可能會沉積在鍋筒底部而過
熱鼓包，或沉積在管壁上而過熱爆管。②出口溫度超溫。有的
企業(yè)采取提高出121溫度的辦法，保證供熱量．結(jié)果使出口溫
度接近甚至超過熱載體的最高允許使用溫度．從而加重用熱
設備內(nèi)部的結(jié)焦、結(jié)垢程度．使散熱器傳熱效率更低．形成惡
性循環(huán)，直到爐管爆破。③管內(nèi)介質(zhì)流速過低。導熱油在爐管
內(nèi)流動時，會形成邊界層，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，會造成管壁超溫．加速導熱油變
質(zhì)、失效，最終導致過熱引起鼓包、爆管事故。④附屬設備選
用、操作不當。導熱油過濾器選用不當，過濾器網(wǎng)過粗．而較
小的結(jié)焦物未能濾出．而沉積在鍋筒底部或受熱面管壁．致
使超溫過熱。循環(huán)油泵工作不正常，打不起壓力，致使介質(zhì)在
爐管內(nèi)停滯造成過熱而爆管?；蛘呤峭t后．未按規(guī)定吹掃，
油泵即刻停止轉(zhuǎn)動．而爐內(nèi)油溫還在較高溫度以上．致使油
質(zhì)變壞．產(chǎn)生結(jié)焦甚至造成鼓包或爆管。
(4)超溫、超壓，使鋼材發(fā)生蠕變還。①遇突然停電，此時
循環(huán)油泵停止工作．流速等于零，而爐管的油溫和爐膛的余
熱作用，會使熱介質(zhì)溫度在l。2rain內(nèi)就會超過允許值．如此
積累久了，熱介質(zhì)因裂解、積碳而導致爐管結(jié)焦、過燒，進而
引發(fā)爆管事故。②運行操作(運行參數(shù)不明)不當也可造成超
溫，因停爐時，爐內(nèi)溫度在80℃以上時即停止熱油泵運行；停
爐后若不注意保溫，溫度降至導熱油凝固點(12．3℃)以下而
凝固，重新啟用前又未事先升溫熔化，即行升火．這2種情況
均會因?qū)嵊筒荒苎h(huán)降溫而使鋼材超溫變形。③導熱油含
水．升火后會短時急劇汽化，造成局部汽塞而超壓變形。
(5)盤管布置不合理造成爐管局部超溫?！跺仩t安全技術(shù)
監(jiān)察規(guī)程》11．2．3規(guī)定，火焰加熱鍋爐的爐管布置應當使鍋
爐內(nèi)有機熱載體受熱均勻．不應當出現(xiàn)火焰直接與受熱面接
觸的現(xiàn)象。而事故的管段正是該爐爐膛內(nèi)中部火焰直接與受
熱面接觸的2根盤管。
4預防措施
(1)定期檢查、及時清除焦垢，一般每運行8000h需進行
一次。
(2)應定期對導熱油取樣分析。及時掌握油的品質(zhì)變化
情況，分析變化原因。定期補充新導熱油量，使其殘油量基本
得到穩(wěn)定，加入鍋爐中的導熱油．必須預先煮過．以排除水
分，發(fā)現(xiàn)問題．應及時采取相應措施。導熱油系統(tǒng)應定期進行
徹底清洗。清除管壁內(nèi)的積碳．以降低爐管阻力。
(3)完善安全附件。并確保靈敏可靠。
(4)對中間2根受火焰直接加熱的爐管底部進行隔熱處
理，避免爐管局部超溫，造成有機熱載體過熱裂解，導致爐管
局部結(jié)焦或縮短有機熱載體使用壽命。
(5)有條件的單位．可設置雙路電源．如設置小型汽油發(fā)
電機．其電路與循環(huán)油泵電路互為切換．從而防止停電短時
間內(nèi)油溫超高而釀成事故．
(6)iJI強運行操作管理．做好運行及維護記錄并加強如
下作業(yè)管理：①控制導熱油流速?！跺仩t安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
規(guī)定．為了防止液相爐中有機熱載體過熱分解與積碳．必須
保證受熱面管中有機熱載體的流速．輻射受熱面不低于2m／
s，對流受熱面不低于1．5trgs。這樣，根據(jù)流體力學原理，流體
就能在管內(nèi)呈湍流狀態(tài)．就能獲得較薄的邊界層。介質(zhì)在管
內(nèi)就不會因超溫過熱而產(chǎn)生殘?zhí)?、堵塞管徑。造成管壁過熱
等事故。②加熱爐進液lZl和出液121上必須裝有測溫儀表，并
設有超溫報警裝置。應控制熱載體爐出口處的最高油溫比熱
載體的工作溫度低約20℃．以防止導熱油在使用過程中過
熱分解變質(zhì)。③正常停爐時，循環(huán)泵要繼續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間，打
開旁路，以使導熱油繼續(xù)流動，停止送風、引風，待油溫降至
80℃以下時。循環(huán)油泵方可停轉(zhuǎn)。對于強制循環(huán)液相加熱爐，
必須裝有備用循環(huán)泵，并保持性能良好。運行中，要保持循環(huán)
油泵、儲油槽的清潔．隨時清除表面上積聚的油垢和灰塵，嚴
防其被外部飛火引燃成災。要保證循環(huán)泵停運聯(lián)鎖裝置的性
能靈敏、可靠。
參考文獻
1 鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程．TSG G0001—201 1
2李君平，劉振南，等．有機熱栽體爐常見事故產(chǎn)生的原因及對策．裝
備制造技術(shù)，2006(3)
3沈燕．淺析控制導熱油品質(zhì)對導熱油鍋爐安全運行的重要性．化學
工程與裝備．2009(6)
福州201 5年將投入22．17億元整治環(huán)境
福州2015年擬安排22．17億元，支持綠化美化、內(nèi)河整
治、污水管網(wǎng)、公園建設和舊城改造，持續(xù)打造宜居環(huán)境。大
力推廣運用PPP模式。重點在收費定價機制透明，有穩(wěn)定現(xiàn)
金流的污水管網(wǎng)、垃圾處理等項目上取得突破并吸引社會資
金共同參與。
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安徽抓緊污水治理
安徽省要求到2015年．全省所有縣級行政區(qū)及重點流域再生水回用率要達10％．全省70％以上規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場和
的重點建制鎮(zhèn)要建成生活污水集中處理設施。要求所有設市養(yǎng)殖小區(qū)要配套建設固體廢物和廢水處理設施。
城鎮(zhèn)2015年污水處理率要達85％．縣鎮(zhèn)要達75％。缺水城市
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山西研發(fā)出國內(nèi)首套巨型采煤裝備
山西研發(fā)的國內(nèi)首套智能型千萬t級煤炭綜采裝備。其技多項創(chuàng)新技術(shù)填補了國內(nèi)外空白。最高日產(chǎn)煤炭達3．6萬t，最
術(shù)水平達到國際領先。其中具有自主知識產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)52項， 高月產(chǎn)達85 7)-t，還極大地提高了安全性和集約化開采水平。

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